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Strichcode-Lesegeräte unterstützen die Qualitätssicherung in der Fertigung

23.12.2008
Strichcodes werden im Rahmen der Qualitätssicherung zur Produktidentifikation, zur Warenverfolgung und genauen Warenverteilung sowie zur Produkt-Nachverfolgbarkeit eingesetzt. Im rauen Betriebsalltag müssen kleinste 1D- und 2D-Barcodes bei sehr hohen Geschwindigkeiten einwandfrei markiert und gelesen werden. Dies ist nur mit digitalen Strichcode-Lesegeräten und hochwertigen Lasermarkierern möglich.

In der Produktion laufen häufig verschiedene Komponenten über ein und dieselbe Fertigungslinie. In der Nahrungsmittelindustrie werden Strichcodes zur Unterscheidung von zwei verschiedenen Warengruppen eingesetzt, denn auf einer einzigen Anlage gilt es beispielsweise Schokoladenpudding mit Vanille sowie Erdbeerpudding mit Vanille in unterschiedlichen Dosierungen zu mischen. In der Automobilindustrie laufen 4- und 6-Zylinder-Motorblöcke oft auf ein und der selben Montagelinie.

Mittels den applizierten Strichcodes können die notwendigen Komponenten in der richtigen Reihenfolge zusammengestellt und ans Band transportiert werden. Bei der Montage helfen dann Signallampen, die zur richtigen Zeit am entsprechenden Sammelbehälter aufleuchten, dass der Mitarbeiter auch das richtige Einzelteil zum Einbau aus dem Behälter entnimmt. Auch in der Elektronikindustrie gilt es häufig die unterschiedlichsten Leiterplatten beispielsweise anhand von deren Farbe, Bauteilanordnungen oder Größen zu unterscheiden. Auch in diesem Fall erfolgt dies mittels der aufgetragenen Strich- oder Barcodes.

Leistungsstarke Lasermarkiersysteme und digitale Strichcode-Lesegeräte stellen unverzichtbare Bausteine für die Produkt-Nachverfolgbarkeit dar. Diese sind im Rahmen der Qualitätssicherung Pflicht, um Ausschuss zu vermeiden und die Fehlerquoten auf Null zu senken. Keyence Deutschland verfügt über verschiedene, leistungsstarke Strichcode-Lesegeräte, Lasermarkiersysteme sowie über entsprechendes Zubehör, um den Grundgedanken der Produkt-Nachverfolgbarkeit im Rahmen eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses — im japanischen auch als „Kaizen“ bekannt – erfolgreich umzusetzen.

Darunter zählen einerseits die neuen digitalen Strichcode-Lesegeräte der Modellreihe BL-1300 (3Hi-Digital) mit ihrer parallelen Digitalverarbeitung, der Rauschreduktion sowie ihrer Kompensationsfunktion, ferner die YVO4- sowie CO2-Lasermarker der Baureihen MD und ML, die über eine hochwertige Drei-Achs-Steuerung verfügen sowie bei variabler Brennpunkthöhe Bauteile im Bereich 300 mm × 300 mm auf einmal markieren können; zum anderen zählen aber auch die automatischen Identdaten-Steuergeräte der Modellreihe DV-90 dazu.

Kontinuierliches Verbessern der Qualitätssicherung

Verschiedene Anwendungsbeispiele verdeutlichen die Möglichkeiten eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses (Kaizen) für eine umfassende Qualitätssicherung.

Mit Hilfe der YVO4- oder CO2-Lasermarkiersysteme werden zunächst qualitativ hochwertige und abriebfeste 1D/2D-Barcodes auf Blechteile für eine Autokarosserie aufgebracht. Die Blechteile in einer einzigen Gitterbox können für verschiedene Karosserievarianten sein, beispielsweise für Links- und Rechtslenkerversionen. Die Gitterbox selbst wird ebenfalls mit einem Strichcode versehen.

Die vorgestanzten Blechteile werden nun per Gitterbox zu einer weiteren Pressenlinie oder zu einer Schweißstation transportiert. Dort wird der Strichcode an der Gitterbox ausgelesen, ob überhaupt die richtige Box ankam. Die 1D/2D-Barcodes auf den Blechteilen geben dann Auskunft, wie die einzelnen Teile auf der Pressenlinie oder in der Schweißstation zu positionieren sind.

Das Identdaten-Steuergerät DV-90 prüft nun (ohne Einsatz einer extra zu installierenden SPS oder eines Computers), ob die richtige Gitterbox mit den jeweils benötigten Teilen vorliegt. Es verhindert dadurch, dass der Roboter falsche Teile zur Pressenlinie/Schweißstation befördert. Ausschuss wird verhindert, die teuren Anlagen werden bestmöglich geschützt.

Die Strichcode-Lesegeräte können zusammen mit den Identdaten-Steuergeräten auch die Barcodes von Hängebahnvorrichtungen ablesen und damit deren Einsatzhäufigkeit überwachen. Denn wenn eine Hängebahnvorrichtung entsprechend oft verwendet wurde, muss sie automatisch zur Wartung geschickt werden, um Ausfälle während des Betriebs zu verhindern. Ein möglicher Bauteilcrash, weil eine Hängebahnvorrichtung zu wacklig ist, wird dadurch sicher verhindert.

Digitaltechnik verhindert Einbau falscher Teile

Bei der Montage von Autositzen vergleicht das Identdaten-Steuergerät in Kombination mit dem Strichcode-Lesegerät die Strichcodes auf dem ankommenden Autositz mit den Strichcodes auf den Auftragsblättern. Signallampen, die am Montagerack aufleuchten, geben dem Monteur nun den Hinweis zum Einbau der richtigen Komponente. Wenn viele ähnliche Komponenten vorhanden sind, kann dadurch der Einbau falscher Bauteile sicher verhindert werden.

Dank ihrer digitalen Datenverarbeitung sind die neuen Strichcode-Lesegeräte BL-1300 den herkömmlichen analogen Typen weit überlegen. So lassen sich mittels der digitalen Verarbeitung selbst Strichcodes mit der sehr schmalen Breite von 0,08 mm stabil decodieren. Dadurch können noch kleinere Strichcodes aufgedruckt werden, ohne dass man eine Rauschbeeinträchtigung am Lesegerät befürchten muss.

Eine neuartige Kantenerkennungsfunktion extrahiert die Grenzen zwischen Strichen und Zwischenräumen mit hoher Präzision selbst bei extrem schlecht gedruckten Strichcodes. Die digitale Kompensationsfunktion ermöglicht eine hohe Lesequalität bei schwankenden Strichbreiten und Zwischenräumen. 3Hi-Digital steht für einen neuen Decodierungsprozess, der unerreicht hohe Leseleistungen ermöglicht. Konkret bedeutet dies, dass die digitalen Strichcode-Lesegeräte BL-1300 sowohl dick aufgedruckte Linien einwandfrei lesen können als auch das einwandfreie Lesen aus diagonaler Richtung ermöglichen.

Aufgrund des neu entwickelten Hochgeschwindigkeitsmodus, der 2,6 -mal schneller arbeitet als herkömmliche Modelle, lassen sich Strichcodes mit bis zu 1300 Abtastungen (Decodierungen pro Sekunde) 100-prozentig sicher dekodieren. Besonders interessant sind die neuen 2D-Barcode-Lesegeräte der Modellreihe SR-500. Sie sind nämlich mit bedienungsfreundlichen Laser-Pointern ausgestattet, mit denen sich die Brennweite und der Lesebereich auf einen Blick überprüfen lassen. Das Einstellen der optimalen Leseparameter erfordert daher nur einen Tastendruck.

Ohne Einstellungsänderung verschiedene Codes lesen

Der größte Rand für den lesbaren Wert wird automatisch ausgewählt. Anschließend kann eine Feinabstimmung durchgeführt werden. Bis zu 8 Parameter lassen sich in der Parameterbank abspeichern. Die 2D-Strichcode-Lesegeräte SR-500 können verschiedene Codes ohne Änderung der Einstellungen lesen.

Die 2D-RPM-Funktion mit der einzigartigen Erfassungsüberprüfung und einem leistungsstarken Decodieralgorithmus ermöglicht eine im Vergleich zu herkömmlichen Modellen doppelt so hohe Lesegeschwindigkeit. Die kürzeste Decodierzeit bei einem zweidimensionalen Code beträgt daher nur 5 ms. Aufgrund der Außenabmessungen von 47 mm × 27 mm × 60 mm handelt es sich bei den SR-500-Typen um ein Komplettsystem im ultrakompakten Gehäuse. Die Auflösung bei einem 2D-Code beträgt minimal 0,08 mm, die bei herkömmlichen Strichcodes nur 0,127 mm.

Alle Strichcode-Lesegeräte erfassen die gängigsten Barcodes wie Code 39, Code 93, Code 128, TF, Industrial 2_of_5, Standard 2 of 5, Coop 2 of 5, UPC/EAN und andere. Zweidimensionale Strichcodes wie Data-Bar, PDF417 oder QR Code und weitere werden von den Modellen SR-500 sicher erfasst.

Die beste Voraussetzung zur einwandfreien Lesbarkeit der Strichcodes stellt deren Herstellung selbst dar. Lasermarkiersysteme erzeugen extrem hochwertige Strichcodes selbst bei sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten. Zudem lassen sich nahezu alle Produkte damit einwandfrei markieren.

Die Lasermarkiersysteme MD-V9900 und ML-Z9500 können unterschiedlich hohe Produkte im Bereich bis 42 mm einwandfrei markieren. Bauteile in Paletten oder Werkstückträgern lassen sich im Bereich 300 mm × 300 mm auf einmal kennzeichnen. Von Metall über Glas bis hin zu Kunststoffen oder Gummi können viele Materialien qualitativ hochwertig markiert werden. Die weltweit einmalige Drei-Achs-Markierung erlaubt es, den Laserbrennpunkt auf jegliche Objektoberfläche präzise einzustellen. Egal ob die Werkstücke Schrägen, Stufen, einen Kegel oder eine wie auch immer geartete Geometrie aufweisen, die Markierung ist stets hochpräzise.

Aufgrund der Ausgangsleistung von 30 W eignen sich die 3D-Lasermarkiersysteme ML-Z für Produktionsgeschwindigkeiten bis 12 m/s. Die CO2-Lasermarker verfügen ebenso über einen variabel einstellbaren Brennpunkt (innerhalb von 42 mm) sowie über eine hochwertige Drei-Achs-Steuerung. Der Brennpunkt lässt sich im Bereich von 300 mm × 300 mm präzise und schnell verfahren. Damit deckt ein einzelnes 3D-Lasermarkiersystem ML-Z im Vergleich zu herkömmlichen Modellen den siebenfachen Bereich ab.

Investitionssparend dank Vielseitigkeit

Aufgrund ihrer hohen durchschnittlichen Ausgangsleistung eignen sich die CO2-Lasermarker vom Typ ML-Z ebenso zur Fertigung. So können diese Lasersysteme zum „Ausstanzen“, zur Kabelabisolierung oder zum Kunststoffschweißen eingesetzt werden. Egal ob ein Folienschnitt, das Schneiden von Kabelummantelungen, eine Bohrung von Brillengläsern oder das Schneiden von Vliesstoffen vorzunehmen ist, mittels der CO2-Laser vom Typ ML-Z lassen sich außer den Markierungen selbst auch noch verschiedene Fertigungsverfahren durchführen.

Damit spart sich der Anwender die Investition in zusätzliche Produktionssysteme und reduziert dadurch die Herstellkosten.

Dipl.-Ing. Patrick Kromhout ist Produktmanager Strichcode-Lesegeräte bei der Keyence Deutschland GmbH, Neu-Isenburg. Dipl.-Ing. Robert Ruthenberg, Nürnberg, ist als freier Journalist für das Unternehmen tätig.

Patrick Kromhout und Robert Ruth | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/messundprueftechnik/articles/165717/

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