Entwicklung und Implementierung eines automatisierten Prüfsystems für Laserschneidköpfe

Ausgangslage und Ziel

Bystronic hat einen eigenen Prüfmittelbau, suchte jedoch für das aktuelle Projekt einen externen Experten und entschied sich dabei für uns. Für die Fertigung eines neuen Laserschneidkopfes müssen zwei Prüfgeräte erstellt werden. Ein Prüfgerät soll für die Funktionsprüfungen des Optikmoduls im Reinraum eingesetzt werden. Ein zweites Prüfgerät soll ausserhalb vom Reinraum für den kompletten zusammengebauten Laserschneidkopf zum Einsatz kommen.

Wichtig ist, dass die Prüfgeräte in den Fertigungsprozess, wie auch in den Serviceprozess integriert werden. Alle Messergebnisse müssen in einer MySQL Datenbank abgelegt werden. Das Ziel des Projekts ist es, dass wir möglichst viele Prüfschritte automatisieren kann. Ausserdem soll das Prüfsystem so dokumentiert werden, dass der Kunde nach Fertigstellung die Möglichkeit hat, das Prüfsystem selbständig zu warten und zu erweitern. 

Lösung

Auf Kundenwunsch wurde die Software in LabVIEW realisiert. Das Prüfsystem bauten unsere Software Engineers während der Endphase der Produktentwicklung auf. Eine klare Kommunikation und Flexibilität unsererseits ermöglichten es, auch nachträgliche Produktänderungen in das Prüfsystem einfliessen zu lassen.

Die Software wurde nach bewährten Architekturmustern in mehreren Schichten entwickelt. Dank der Simulation sämtlicher Komponenten konnte die Software schon getestet werden, bevor die Hardware bereit war. Dank diesem Vorgehen kann eine extrem hohe Qualität, Wartbarkeit und Erweiterbarkeit des Systems garantiert werden.

Der Prüfling wurde direkt über eine Ethernet Schnittstelle angesprochen. Weitere I/Os wurden über EtherCAT mit einem Beckhoff-Buskoppler und über Modbus die Drucksensoren für die geforderten Dichtheitsmessungen bis zu 25 bar integriert. Mittels mehreren Linearachsen konnten präzise Bewegungen am Prüfling durchgeführt und die dafür aufgewendete Kraft gemessen werden.

Das gesamte Prüfsystem besteht aus insgesamt 22 Prüfschritten, davon konnten 21 Schritte automatisiert werden. Dies hat zur Folge, dass die Prüfzeiten deutlich reduziert und reproduzierbare Resultate erreicht werden. Mit dem neuen System wird die Prüfperson durch den gesamten Prüfprozess geführt, dies reduziert die Fehlerquote erheblich und der Kunde hat die Möglichkeit, weniger qualifizierte Mitarbeiter einzusetzen. Wir lieferten als Generalunternehmer dem Kunden das gesamte Prüfsystem und übernimmt die volle Verantwortung. Das Prüfsystem dient für Bystronic als Beispiel-Projekt und Referenz für zukünftige ähnliche Entwicklungen.