Automatische Zielverfolgung an Fräsmaschinen

VidCom
Erfolgs-Story:
VidCom GmbH
Videosysteme & Übertragung
Wikingerstr. 9A
76189 Karlsruhe
Automatische Zielverfolgung an Fräsmaschinen
Die Firma Henri Linè wurde
von
einem
Kunden
beauftragt, zwei Portalfräsmaschinen mit Videoüberwachung zu liefern und zu
installieren.
Videoüberwachung ist bei
modernen Fräsmaschinen
unabdingbar, damit der
Bediener
insbesondere
beim
Einfahren
von
Produkten
und
beim
Erstlauf
von
NCProgrammen den Bearbeitungskreis
sehr
genau
beobachten und gegebenenfalls reagieren kann.
Dadurch
lassen
sich
Kollisionen nahezu ausschließen.
Als Besonderheit sollten
die Videokameras automatisch
den
Fräskopf
während des Bearbeitungsvorgangs im Blick behalten
und
gegebenenfalls
verfolgen.
Die Firma Henri Linè setzte sich nach längerer Suche mit
uns in Verbindung. Bei einem Besuch vor Ort erzählte man
uns von diversen Fehlversuchen der automatischen
Zielverfolgung mittels Bildverarbeitung, wobei man
versuchte das Werkzeug mit Farbklecksen zu markieren
und den Farbklecks im Bild auszuwerten. Etliche Versuche
mit verschiedenen Farben und Lacken bis hin zu
fluoreszierenden Anstrichen waren aufgrund des
Kühlschmiermittels und des Ölnebels zum Scheitern
verurteilt. Auch weitere Lichtquellen brachten keine stabile
Lösung.
Die Videokameras sollen rechts und links direkt am Portal
befestigt sein und mit dem Portal mitfahren. Damit ist
immer
eine
angemessene
Entfernung
zum
Bearbeitungspunkt sichergestellt. Dies bedeutet aber
auch, dass die Kameras vor Späneflug und Spritzwasser
geschützt sein müssen und während des Betriebes
gereinigt werden müssen. Das Reinigungsmittel darf
jedoch aus verständlichen Gründen keine fettlöslichen
Bestandteile enthalten. Damit waren die Rahmenbedingungen abgesteckt.
Als Kamera kam unsere bewährte DaVid-Cam zum
Einsatz. Durch das Wetterschutzgehäuse mit Schutzklasse
IP66 ist sie auch gegen Spritzwasser des Kühlschmiermittels resistent. Durch eine neuartig beschichtete
Frontscheibe mit Lotus-Effekt und eine Spülvorrichtung
kann sie während des Betriebes mit einfachem
Leitungswasser gereinigt werden. Positioniert wird die
Kamera mit Hilfe eines Schwenk-Neige-Kopfes der direkt
am Fräsportal montiert wird. Dies sind alles
Standardlösungen, wie sie bereits mehrfach von unseren
Kunden eingesetzt werden. Bleibt zum Schluss „nur“ noch
die automatische Zielverfolgung des Fräskopfes.
Auch wir dachten im ersten Moment an bildverarbeitende
Systeme, Bewegungserkennung und dergleichen. Doch
letztendlich kam die entscheidende Idee. Unsere Lösung
geht von einem völlig anderen Ansatz aus. Wer oder was
kennt die Position des Fräskopfes am besten? – Die
Maschine selbst, bzw. die Maschinensteuerung. Diese
bringt den Fräskopf mit der Genauigkeit von µm in die
Bearbeitungsposition. Folglich muss man lediglich die
Position des Fräskopfes aus der Maschine auslesen. Jede
moderne Maschine verfügt über brauchbare Schnittstellen,
um diese Informationen bereitzustellen. Die Positionen
müssen anschließend in geeigneter Weise auf die
Blickrichtung der Kameras umgerechnet werden. Danach
richten sich die Kameras exakt auf den Fräskopf aus und
verfolgen diesen bei jeder Positionsänderung. An diesen
Maschinen kommt eine Siemens-Steuerung zum Einsatz
und wir erhalten über die MPI-Schnittstelle die
Positionsdaten aller relevanten Achsen sowie die Länge
des Werkzeuges aus der Maschine. Damit werden die
Winkelpositionen der Kameras ermittelt und an diese
übertragen. Die Kameralogik steuert nun ihrerseits die
Schwenk-Neige-Köpfe in die gewünschten Positionen. Der
Bediener
kann
die
Kameras
während
des
Zerspanvorgangs beliebig zoomen, um den Ausschnitt
anzupassen. Dies wäre bei Bildverarbeitungssystemen
schwierig wenn nicht gar unmöglich.
Dass die Videoanlage mit automatischer Zielverfolgung
nunmehr seit mehreren Monaten erfolgreich und stabil
funktioniert, beweist wieder eine alte Weisheit. Die
einfachen Lösungen sind die besten Lösungen.
Dipl. Phys. Dieter Stehle
Geschäftsführer Firma VidCom GmbH.

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