Application Spotlight: Antriebsriemenmontage in der Waschmaschinenfertigung

Waschmaschinen, Trockner, Kühlschränke und andere Haushalts-Großgeräte werden heute in komplexen, hochautomatisierten Fertigungsprozessen hergestellt. Diese Prozesse schließen Themen wie Robotik, Rückverfolgbarkeit, intelligente Fertigung, IIoT, Zustandsüberwachung, automatisierte Qualitätskontrolle und mehr ein. 
Zu vielen dieser Themen finden Sie hier auf diesem Blog interessante Beiträge, wie beispielsweise: Sensorbasiertes Überwachen von Stanzmaschinen, oder  Mehr Transparenz in der Produktion.

Der Schlüssel zur Herstellung hochwertiger Produkte und zur Vermeidung unnötiger Kundenbeschwerden sind Präzision bei der Komponentenfertigung sowie in der Endmontage. Daher ist einer von vielen Gründen zur Automatisierung einer Fertigung das Vermeiden von Fehlern, die durch ungenaue manuelle Arbeit entstehen können. In einer überwiegend manuellen Fertigung und Montage lassen sich dabei auch einzelne Prozessschritte automatisieren – beispielsweise monotone Tätigkeiten wie die visuelle Qualitätskontrolle der korrekten Montage von Antriebsriemen in der Waschmaschinenfertigung.

Das Problem

Die Antriebsriemen von Waschmaschinen werden manuell an der Linie montiert. Eine ungenaue Montage kann dazu führen, dass der Riemen nach kurzer Nutzungsdauer beim Endkunden vom Antriebsrad rutscht, was wiederum zu Kundenreklamationen führt. Um diesen Qualitätsfehler zu vermeiden wird die korrekte Montage des Antriebsriemen bei allen Waschmaschinen kontrolliert. Diese repetitive Arbeit wird oftmals von einem Mitarbeiter durchgeführt. Dies hat allerdings zwei entscheidende Nachteile: Zum einen wird eine wertvolle Ressource ineffizient eingesetzt, zum anderen besteht die Möglichkeit des Fehlers weiterhin. Die Gründe für eine fehlerhafte Montage sind vielseitig, beispielsweise nachlassende Konzentrationsfähigkeit oder Nachlässigkeit.
Eine Alternative bietet hier eine automatisierte Qualitätskontrolle durch ein Machine Vision System.

Überwachter Bereich
Abbildung 1: Qualitätskontrolle der Antriebsriemenmontage

Die Lösung

Für diese hier beschriebene Problemstellung bieten Balluff Komponenten eine einfache und effektive Lösung.
So kann beispielsweise eine Vorrichtung, die ein angepasstes System mit Machine Vision Komponenten enthält, die korrekte Montage von Antriebsriemen in der Waschmaschine zuverlässig überprüfen.

Begrenzte Platzverhältnisse in der Prüfstation und daraus folgende Schwierigkeiten bei Einbau und Ausrichtung des Kamerasystems können einfach umgangen werden. Durch einen Winkelspiegel mit Prisma, der vor dem Objektiv der Kamera positioniert wird, wird die Positionierung des Systems deutlich erleichtert (Abbildung 2). Somit muss sich nicht die komplette Kamera in der Waschmaschine befinden, sondern nur das Spiegelelement. Damit die Waschmaschine in die Prüfstation einfahren kann, ist das gesamte Kamerasystem auf einem linearen Modul montiert. Dieses fährt nach der korrekten Positionierung in die Waschmaschine ein (Abbildung 3).
Diese Lösung ermöglicht Messungen mit einer Genauigkeit von 0,02 mm.

Industriekamera mit Winkelspiegel
Abbildung 2: Kamera mit Winkelspiegel
Prüfstation Antriebsriemenmontage
Abbildung 3: Prüfstation Antriebsriemenmontage

Da sich das Antriebsrad während der Nutzung der Waschmaschine dreht, kann sich die Position des Antriebsriemens verändern und eine fehlerhafte Montage erst nachträglich sichtbar werden. Um dies zu simulieren wird das Rad während der Kontrolle in Bewegung gesetzt und mehrere Messungen des Antriebsriemen durchgeführt. Eine zweite Kamera überwacht dabei die Winkelstellung des Antriebsrads und damit, ob sich der Antrieb in Bewegung befindet (Abbildung 4). Je nach Taktzeit der Prüfstation lassen sich so beliebig viele Messungen der Waschmaschine im simulierten Einsatz durchführen. Die korrekte Montage des Antriebsriemens kann dadurch zuverlässig und fehlerfrei geprüft werden.

Winkelstellung des Antriebsrads
Abbildung 4: Winkelstellung des Antriebsrads

Weitere Beispiele, wie Balluff bei der Fertigung von Haushaltsgeräten unterstützt, finden sich in unserer Industriebroschüre (LINK).

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