Nur noch starke Ketten

Kameras - Bei einem Industrieketten-Hersteller kennt man keine schwachen Kettenglieder mehr. Möglich macht dies eine Smartkamera, die die verschiedenen Kettentypen erkennt, automatisch das passende Prüfprogramm aufruft und jedes einzelne Element auswertet.

30. Mai 2007

Die Rexnord Kette GmbH im rheinland-pfälzischen Betzdorf ist einer der führenden Hersteller von Ketten zum Antreiben und Fördern für die unterschiedlichsten Bereiche und Einsatzzwecke im Maschinenbau. Das Unternehmen produziert mit etwa 350 Mitarbeitern eines der weltweit umfangreichsten Kettenprogramme: Allein in der Flyer- und Rollen­ketten-Produktion werden fast 50 verschiedene Kettengrößen hergestellt - als Endlosmaterial oder als Kettenstücke. Hinzu kommen Laschen- und Sonderketten in den verschiedensten Ausführungen. Über alle ungefähr 5.000 Kettenvarianten hinweg summieren sich die hergestellten Ketten auf eine Gesamtlänge von etwa 3,5 Millionen Meter. Großen Wert legt Rexnord dabei außer auf die Anwendungsexpertise vor allem auf hochwertige und absolut zuverlässige Produkte. Nicht umsonst ernannten Wissenschaftler der Universitäten Braunschweig und Siegen das Unternehmen deshalb nach eingehenden Vergleichsprüfungen vor einigen Jahren zum »Europa-Meister für Qualitätsketten«.

Permanente Optimierung

Um diesen Titel zu verteidigen, suchen die Kettenspezialisten laufend nach Möglichkeiten, die Prozess- und Produktqualität weiter zu optimieren. Da jedoch jede Kette nur so stark ist wie das schwächste Glied, wünschten sich die Verantwortlichen bei Rexnord eine zeitgemäße Lösung, die jede Kette zu 100 Prozent prüft und dabei fehlerhafte Kettenglieder zuverlässig erkennt. Aufgrund des Einsatzes im rauen industriellen Umfeld sollte die Lösung zudem robust und wartungsarm sein sowie sich im Mehrschichtbetrieb von wechselnden Mitarbeitern bedienen lassen. Darüber hinaus sollte die gesuchte Inspektionslösung eine große Zahl unterschiedlicher Kettenvarianten unterscheiden können und einen automatischen Produktwechsel durch Aufruf des passenden Prüfprogramms unterstützen sowie die Bilder und Daten über Ethernet ausgeben können.

Kompaktlösung zur Kettenprüfung

Gelöst wurde die Aufgabe in Zusammenarbeit mit dem Systemintegrator AKL-tec aus Alsdorf im Westerwald. Die Automatisierungsdienstleister empfahlen dazu den Einsatz einer Smartkamera vom Typ IVC-2D des Waldkircher Sensorikspezialisten Sick. Diese Kamera ist industriegerecht in Schutzart IP 65 ausgeführt, lässt sich einfach bedienen und verfügt serienmäßig über Ethernetschnittstellen für den schnellen Signal- und Bilddatentransfer. Eine ­umfangreiche Softwarebibliothek vereinfacht zudem die Programmierung. Außerdem lässt sich die eingesetzte Hintergrund­beleuchtung in einfacher Weise über M12-Steckverbindungen an die Smartkamera anschließen und die Belichtungszeit über das Step-Programm der Kamera steuern. Für den Einsatz bei dem Kettenhersteller entwickelten die Spezialisten von AKL-tec daneben die passende mechanische Prüfeinrichtung, integrierten die Systemkomponenten Smartkamera, Beleuchtung, PC, Anzeige und SPS und passten schließlich die Kamera- und PC-Software an das Prüfprogramm an.

Komplettprüfung auf einen Blick

Am Anfang der Kettenproduktion steht die Montage, bei der die Ketten aus unterschiedlichen Einzelteilen zusammengesetzt und vernietet werden. Anschließend erhält die Kette in einer Reckeinrichtung die richtige Länge sowie die erforderliche Vorbelastung. Nach einer mechanischen Prüfung der Kontur und der Beweglichkeit der einzelnen Kettenglieder gelangt die Kette zur Prüfstation. Hier erkennt das Sick-System im Durchlichtverfahren automatisch den jeweiligen Kettentyp und die Länge und prüft danach jedes einzelne Kettenglied anhand verschiedener Merkmale, wie beispielsweise die Anwesenheit der Einzelteile, die Höhe, die Parallelität und den Abstand von Bolzen- und Laschenkanten zueinander. Pro Sekunde inspiziert der Prüfautomat dabei bis zu zehn Kettenglieder.

Direktanschluss zur Steuerung

Das Signal zur Bildaufnahme liefert der mechanische Vorschub der Kette. Im aufgenommenen Bild werden die geprüften Bereiche des aktuellen Kettengliedes rot oder grün markiert. Wird ein defektes Kettenglied erkannt, sendet die Kamera ohne zwischengeschalteten Auswerte-PC ein Signal an die Steuerung des Prüfautomaten, der dann sofort den Vorschub der Kette stoppt. Der Bediener repariert sodann die Kette und prüft danach die kritische Stelle erneut. Dabei hat er keine Möglichkeit, die Prüfung zu umgehen. Wenn die Kette in Ordnung ist, übermittelt die Kamera das aufgenommene Bild sowie Statistik­informationen der Kette über die Ethernet-Schnittstelle an einen übergeordneten ­Embedded-PC. Über die USB-Schnittstelle lassen sich die archivierten Bild-, Fehler- und Produktionsdaten ausgeben und nötigenfalls weiterverarbeiten, etwa zur nachträglichen Optimierung einzelner Produktionsschritte.

Insgesamt hat der Einsatz der IVC-2D den gesamten Prüfprozess bei Rexnord Kette revolutioniert. Durch die Integration der Smartkamera bieten die Prüftische jetzt eine Reihe von Möglichkeiten bei der ­Prozesssteuerung, der Qualitätskontrolle und der Datenauswertung, die zuvor nicht zur Verfügung standen. Völlig eliminiert hat die Kamera daneben die bislang erforderlichen Rüstzeiten beim Wechsel des ­Kettentyps. Mit den aus der Archivierung der Fehlerdaten gewonnen Informationen können zudem drohende Anlagendefekte ermittelt und die Einzelteilproduktion ­optimiert werden.

Auch die Ingenieure des Systemintegrators AKL­tec profitierten bei der Entwicklung der Prüflösung von den Möglichkeiten der Smartkamera, erinnert sich AKL-tec-Projektleiter Oliver Czapla: »Durch die ­flexible Kombination der verschiedenen Prüf­algorithmen der umfangreichen Softwarebibliothek konnten wir die erste Version der Kettenprüfung bereits nach drei ­Tagen Entwicklungszeit starten und wichtige Informationen für die Optimierung des Prüfprozesses gewinnen.«

Die Softwarebibliothek IVC-Studio stellt mehr als 100 Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sich die unterschiedlichsten zweidimensionalen Parameter überprüfen lassen. Damit befindet sich der Qualitätsstandard von Rexnord Kette jetzt auf dem aktuell höchsten Niveau, und einer erfolgreichen Verteidigung des Europameister-Titels bei Qualitätsketten dürfte dem Unternehmen daher nichts im Weg stehen.

Ingo Schübel, Sick/bt

Erschienen in Ausgabe: 04/2007