Für die exakte Prozessoptimierung

Fehleranalyse mit High-Speed-Video

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Was moderner Messtechnik und dem Auge verborgen bleibt, enthüllt High-Speed-Video. Die frühzeitige Vermeidung von schwer erfassbaren Fehlerquellen in der Anlagenentwicklung und laufenden Fertigung steigert die Produktqualität, optimiert den Prozessablauf und reduziert die Kosten entlang der Wertschöpfungskette.

Die Pharmaindustrie ist gekennzeichnet von großen Chargen mit hohen Taktraten in einer zwei- bis dreischichtigen Fertigung. Gleichzeitig müssen sehr hohe Standards und Normen in der Produktqualität, Hygiene als auch eine vollständige fälschungssichere Rückverfolgbarkeit mittels Code garantiert werden. Minimale nicht erkannte zeitliche Differenzen in der Steuerung von Anlagen führen oft in der laufenden Produktion zu minimalen Abweichungen mit teils gravierenden Auswirkungen.

Beispiele hierfür sind Verzögerungen in der dynamischen Bewegung und Ventilsteuerung beim sehr schnellen Pick and Place, sporadisch auftretendes Nachtropfen bei Abfüllvorgängen und damit verbundene Verschmutzungen sowie gelegentlich auftretendes Prellverhalten von Verpackungen im schnellen Linientransport, Sortiervorgang und der Abpackung.
Leistungsstarke hochauflösende High-Speed-Kameras erschließen die unmittelbare exakte Einsicht in sporadisch auftretende und extrem schnell ablaufende Vorgänge, die sich moderner Messtechnik und erst recht dem menschlichen Auge entziehen. Was steuerungstechnisch exakt eingestellt ist, muss nicht mit dem Ist-Zustand übereinstimmen. Kleine Abweichungen von Millisekunden in der Bewegungs- und Ventilsteuerung von Anlagen mit sehr hoher Taktrate können weitreichende Auswirkungen in der Anlagenentwicklung und in der laufenden Fertigung verursachen.
Immer mehr Unternehmen nutzen deshalb die HS-Video-Analysetechnik – sowohl in der Entwicklung von Anlagen, der Anlagenabnahme, als auch in der laufenden Produktion – zur schnellen eindeutigen Ursachenerforschung sowie zur nachhaltigen Optimierung von Prozessen in der gesamten Wertschöpfungskette.
Große Wirkung mit geringem Aufwand
Bei der Montage eines Arzneimittel-Spendersystems kam es immer wieder zu Fehlern bei der Zusammenstellung von Tellerfedern. Wie allgemein üblich wurde die Montage in einem langsamen Prozess eingelernt. Später in der schnellen Montagefertigung traten immer wieder in unregelmäßigen Abständen Probleme auf, deren Ursache nicht unmittelbar lokalisierbar war. Um dieses Problem zu lösen wurde eine Analyse mit High-Speed-Video und Bildfrequenzen von 500 bis 3000 fps durchgeführt. In jedem Videobild wurde das zeitliche Steuersignal vom Handlingsystem eingespeichert. In einzelnen Bildsequenzen konnte so dokumentiert werden, dass bei der Ablage der Tellerfeder am Positionierpunkt ein Verkippen erfolgte. Diese fehlerhafte Lage war die Ursache der anschließend immer wieder auftretenden Funktionsstörungen. Durch die HS-Videoanalyse wurde sehr genau festgestellt, um wie viele Millisekunden sich das Ventil des Greifers zu früh geöffnet hatte. Mit der neuen Programmierung der Anlage konnten die Ausschussrate und die Maschinenstillstände minimiert und darüber hinaus der Durchsatz um rund 10 % gesteigert werden. Bei den hohen Stückzahlen pro Schicht relativieren sich sehr schnell die Kosten für die Videoanalyse. Hinzu kommt, dass die Erfahrungen aus dieser Optimierung auch gleich noch für andere Anlagen in weiteren Fertigungswerken genutzt wurden.
Komplexe Aufgaben zielsicher gelöst
High Speed Vision vertreibt ein umfangreiches Sortiment an leistungsstarken High-Speed-Kameras verschiedener Hersteller, kompakte Hochleistungs-LED-Beleuchtungssysteme, High-Speed-Langzeit-Recorder, Netzwerktechnologie für die Vernetzung von bis zu 12 Kameras, Batterie-Versorgungssysteme, mobile HS-Videosysteme in minimalen Abmessungen, Softwarepakete für Kamerasteuerung und Bildanalyse, Objektive und ein breites Angebot von speziellem Zubehör. Abgedeckt wird der Anwendungsbereich von der hochauflösenden Kamera von 4 Megapixeln mit 2277 Bildern/s und bei verminderter Auflösung bis zu 100 000 fps.
Die Spezialisten aus Ettlingen stellen ihr umfangreiches Know-how aus vielen HS-Videoanwendungen als Dienstleistung zur Verfügung. Im Vorfeld der Expertise nehmen die Aufnahmespezialisten die Aufgaben und Anforderungen des Kunden detailliert und genau auf. Dementsprechend stellen sie die erforderliche Ausrüstung von Kameras, Beleuchtung und vieles andere zusammen. Die HS-Videoaufnahmen werden direkt vor Ort so lange wiederholt, bis die Ursache des Problems eindeutig erkannt wurde.
Ein wichtiger Aspekt ist dabei, dass in jedes einzelne Bild der extremen Zeitlupe die Anlagen-Steuerungsdaten in Klarschrift eingeblendet werden können. Das ermöglicht zeitgenaue exakte Rückschlüsse auf die Vorgänge. Die Steuerdaten werden korrigiert und der Prozess erfolgt fehlerfrei.
Schritt in Richtung Industrie 4.0
In der industriellen Automatisierung ist die Bildverarbeitung IBV – in ihrem gesamten Anwendungsspektrum einschließlich High-Speed-Video – in einer modernen vernetzten Fertigung zu einem unverzichtbaren Bestandteil im Umfeld von Industrie 4.0 geworden. Ohne aussagekräftige Informationen über die laufenden Prozesse gibt es keine sinnvollen automatisierten Entscheidungen für fehlerfreie Abläufe in flexiblen und transparenten Produktionsketten. In der gesamten Wertschöpfungskette kann mit High-Speed-Video die Ursache von Fehlern im laufenden Fertigungsprozess exakt erfasst, eindeutig analysiert und optimiert werden.
www.prozesstechnik-online.de Suchwort: php0217hsvision

Kamillo Weiß
Freier Fachjournalist


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