Automatische Qualitätskontrollen

Die Ford Motor Company ist ein multinationales Unternehmen mit amerikanischen Wurzeln, da der Autohersteller im Juni 1903 von Henry Ford gegründet wurde. Ford besitzt 110 Produktionsstätten auf der ganzen Welt, die sich auf 25 Länder verteilen. Eine davon befindet sich in Belgien: Ford Genk. Mit seinen mehr als 10000 Angestellten zeichnet Ford Genk für mehr als 60% der gesamten Autoproduktion in Belgien verantwortlich.   Seit ihrer Gründung hat die Ford-Gruppe immer nach modernen Arbeitsverfahren gesucht und dabei neue automatisierte Lösungen für Produktionsprobleme entwickelt. Eine der relativ neuen Innovationen ist die Ergänzung der Testreihe bei Ford Genk durch Wärmebildkameras von Flir.   Jedes Auto wird überprüft
„Unsere Testreihe ist so aufgebaut, dass viele unterschiedliche Teile des Fahrzeugs kontrolliert werden können", erläutert Arthur Knuysen, Leiter der Abteilung für Qualitätskontrolle bei Ford Genk. „Zur Testreihe gehört ein Vibrationstest, ein Rampentest, eine Überprüfung, ob die Embleme korrekt angebracht sind, eine Kontrolle der Scheibenwischerblätter und eine Prüfung der Beleuchtung, um nur einige zu nennen. Für diese Tests werden 11 normale Kameras und drei Wärmebildkameras eingesetzt. Die gesamte Testreihe dauert etwa 25 Sekunden. Jedes Auto, das dieses Werk verlässt, muss diese Tests durchlaufen, damit gewährleistet ist, dass jedes an einen Kunden ausgelieferte Auto unsere strengen Qualitätsstandards erfüllt."   Zur Ausführung dieser Qualitätskontrollen hat sich Arthur Knuysen für die Flir Wärmebildkamera A320 entschieden. Die Wärmebildkamera bietet präzise Temperaturmessung mit praktischen integrierten Funktionen wie Analyse, Alarmfunktion und autonomer Kommunikation unter Verwendung von Standardprotokollen. Die Kamera hat auch alle erforderlichen Leistungsmerkmale und Funktionen, um dezentrale Lösungen mit einer oder mehreren Kameras unter Verwendung von standardmäßigen Ethernet-Hardware- und Software-Protokollen aufzubauen.   Detektieren minimaler Temperaturunterschiede
Die A320 ist so konzipiert, dass sie exakte Wärmebilder und wiederholbare Temperaturmessungen für eine große Bandbreite von Automatisierungsanwendungen liefert. Sie ist in der Lage, minimale Temperaturänderungen zu erkennen, dadurch Probleme schnell und effizient zu finden und letztendlich auch zu lösen, was eine Menge Geld einsparen kann. „Die drei bei Ford Genk installierten Flir A320 Wärmebildkameras testen die Temperaturen von Frontscheiben-Heizelementen, Heckscheiben-Heizelementen und die Auslassdüse der Klimaanlage", erläutert Arthur Knuysen. „Eine Kamera ist vor dem Fahrzeug installiert und zeigt auf die Frontscheibe, eine weitere ist hinter dem Auto montiert und überwacht die Heckscheibenheizung. Die dritte Kamera zeigt auf das Fenster der Beifahrertür und misst dort die Temperatur des Luftstroms an der Auslassdüse der Klimaanlage."   Die von den Wärmebildkameras erfassten Messdaten werden an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) gesendet, die die gemessenen Temperaturen mit zuvor festgelegten Parametern vergleicht. Wenn die aufgezeichneten Daten innerhalb dieser Parameter liegen, bekommt das Fahrzeug grünes Licht für die weiteren Schritte. Ein Bildschirm in der Nähe des Prüfstands zeigt entweder ein rotes oder ein grünes Zeichen an. Wenn ein rotes Zeichen erscheint, muss das Auto zurück in die Reparaturabteilung. Bei grünem Zeichen kann das Auto weiter zur nächsten Etappe des Testablaufs.   Kein menschliches Versagen mehr
Die Unternehmenspolitik von Ford fordert den Einsatz automatischer Testsysteme, wo immer dies möglich ist, lässt uns Arthur Knuysen wissen. „Vor der Installation dieser automatischen Systeme bei Ford Genk wurden die Autos von Hand geprüft, aber das bedeutet, dass die Qualitätskontrolle menschlichem Versagen unterliegt. Automatische Testsysteme sind viel schneller und deutlich zuverlässiger. Flir Wärmebildkameras sind das optimale Werkzeug für derartige Tests, denn sie sind exakt, zuverlässig und wartungsfrei." Es begann mit der Überprüfung der Klimaanlage. „Als wir nach einem Verfahren suchten, mit dem wir objektiv testen konnten, ob die Klimaanlage ordnungsgemäß arbeitet, erfuhren wir, dass unsere Kollegen in einem spanischen Ford-Werk Wärmebildkameras der Flir A-Serie zu diesem Zweck einsetzten." Zur Überprüfung der Klimaanlage öffnet der Testfahrer das rechte Frontfenster und schaltet die Klimaanlage auf volle Leistung. Die Wärmebildkamera zeichnet die Temperatur der aus dem Auslass der Klimaanlage strömenden Luft exakt auf, und wenn die aufgezeichnete Temperatur von vorab festgelegten Parametern abweicht, geht das Auto zurück zur Reparatur.   „Nachdem wir durch die spanischen Kollegen von der Flir A-Serie erfahren hatten, wandten wir uns an Rato, einen Flir-Vertriebspartner hier in Belgien, und nach mehreren anfänglichen Tests richteten wir den Klimaanlagentest so ein, wie er jetzt ist", erläutert Arthur Knuysen weiter. „Und ich muss sagen, er funktioniert perfekt! Daher entschieden wir uns dafür, unsere Prüfeinrichtungen mit Wärmebildkameras auch auf die Front- und Heckscheibenheizung auszudehnen."   Arthur Knuysen war ziemlich überrascht, wie viele Einsatzmöglichkeiten die Wärmebildkameras bieten. „Vor allem die Lösung, die Rato für den Test der Heckscheibenheizung anbot, war sehr beeindruckend. Rato lieferte uns eine Software-Lösung, welche die vorhandene Flir Software um einen Programmcode ergänzte, mit dem wir sehr zuverlässig bestimmen können, ob die Heizelemente ordnungsgemäß arbeiten." Mithilfe dieses Tools zeichnet die Flir A320 Wärmebildkamera die Temperaturen entlang einer vertikalen Linie auf. „Wenn alle Heizelemente normal arbeiten, sollte der sich daraus ergebende Graph dem korrekten Muster folgen. Wenn ein oder mehrere Heizelemente nicht richtig funktionieren, ist dies deutlich auf dem Graph zu erkennen", erläutert Arthur Knuysen.   Verlässliche Qualität
„Bevor diese Lösung von Rato geliefert wurde, verwendeten wir ein anderes System mit rechteckigen Messbereichen anstelle einer vertikalen Linie. Wir maßen die Temperatur jedes Rechtecks, und wenn die Temperatur eines Rechtecks unter einem vorab festgelegten Wert lag, wurde es als defekt aufgezeichnet. Aber das System war nicht fehlerfrei. Durch die Ausbreitung der Wärme in der Heckscheibe kam gelegentlich ein Auto mit einem defekten Heizelement durch die Tests. Mit dem neuen Verfahren passiert dies nicht mehr, daher können wir vollkommen sicher sein, dass der Kunde ein Auto mit einer Heckscheibenheizung erhält, bei der alle Heizelemente korrekt arbeiten." Ford ist einer der wenigen Autohersteller, die Fahrzeuge mit beheizter Frontscheibe produzieren. Um sicher zu sein, dass die Sicht des Fahrers nicht durch die Heizelemente in der Frontscheibe behindert wird, enthält diese hunderte kleiner vertikaler Heizdrähte anstelle von wenigen, großen, horizontalen Elementen. Aber genau dies machte es schwierig, ein geeignetes Testverfahren einzurichten, lässt uns Arthur Knuysen wissen. „Bei jedem Fahrzeugtyp, den wir hier bei Ford Genk produzieren, sind die Heizelemente in der Frontscheibe leicht unterschiedlich. In Verbindung mit der Tatsache, dass die Frontscheibenheizung aus vielen dünnen Heizdrähten besteht, bedeutet dies, dass wir die Frontscheibe nicht nach demselben Verfahren prüfen können wie die Heckscheibe. Daher arbeiten wir mit mehreren rechteckigen Messbereichen. Wenn sich einer dieser Bereiche nicht schnell genug erwärmt, wird die Frontscheibenheizung als defekt aufgezeichnet."   Jedes Auto besitzt ein individuelles Profil
Die Ergebnisse der Tests werden alle gleichzeitig im Qualitätskontrollsystem (QCS, Quality Control System) bei Ford Genk aufgezeichnet. Arthur Knuysenerläutert dazu: „Für jedes bei Ford Genk bestellte Fahrzeug wird eine Fahrzeugidentifikationsnummer (VIN, Vehicle Identification Number) erstellt. Wenn ein Auto in den Testbereich kommt, erfasst ein Strichcode-Lesegerät den Strichcode auf dem Fahrzeug, und das System weiß automatisch, um welches Fahrzeug es sich handelt. Es weiß sogar, ob die Frontscheibenheizung geprüft werden muss, da nicht alle Fahrzeugtypen, die wir hier bei Ford Genk produzieren, diese nützliche Funktion besitzen. Da das Auto jeden Test durchläuft, leitet die SPS die Ergebnisse an das QCS weiter, und all diese Ergebnisse werden auf einem zentralen Server gespeichert. Nur wenn alle Tests mit einem positiven Ergebnis bestanden wurden, wird das Auto ausgeliefert."   Die Flir A320 Wärmebildkameras sind ein wirklich nützliches Werkzeug für Qualitätskontrollen, stellt Arthur Knuysen abschließend fest. „Es ist erstaunlich, was man mit FLIR Wärmebildkameras alles erkennen und darstellen kann. Sie sind nicht nur exakt und zuverlässig, sondern auch preisgünstig und wartungsfrei." Autoren: Jannes Goedbloed, Editor und Content Manager von FLIR Commercial Systems, Breda, Niederlande und Frank Liebelt, freier Journalist, Frankfurt