Bild: Baumer Inspection
Automatische optische Inspektion in der Fußbodenproduktion

Baumer Inspection entwickelt und produziert modulare Kamerasysteme, mit denen sich Produktionsprozesse in der Möbel- und Laminatfußbodenindustrie überwachen lassen. Über 700 installierte Anlagen kontrollieren weltweit Oberflächen und Kanten von Fußboden- und Möbelelementen wie auch von Dekorpapieren und Folien.


Neben der automatischen, sicheren Erkennung von Defekten bei hohen Durchlaufgeschwindigkeiten konzentrierten sich die Entwicklungen von Baumer in den vergangenen Jahren zunehmend auf die Optimierung der Produktion beim Kunden. So werden Abweichungen hinsichtlich des Fehlerbildes analysiert und der Ursache im Produktionsprozess zugeordnet. Vorausschauende sowie Maßnahmen in Echtzeit können getroffen werden, um die Qualität zu optimieren und Fertigungskapazitäten zu maximieren.

 

Versatz von Dekor und Prägung


Das Design von Fußbodenelementen und Möbeln imitiert die natürliche Holzoberfläche nahezu perfekt. Zum einen erkennt der Kunde kaum einen Unterschied zwischen Parkett und Laminat, zum anderen möchte er holztypische Strukturen wie Äste exakt an der Stelle fühlen, wo sich der Aufdruck des Dekors befindet. Diese Anforderungen an Design, Struktur und Haptik haben die Embossing-in-Register-Technologie (EIR) – zu deutsch sinngemäß ,Erzeugen einer Synchronpore‘ – vorangetrieben. Nach diesem Verfahren werden die imprägnierten Dekorpapiere vor dem Pressvorgang zum strukturierten Pressblech ausgerichtet, sodass ein synchrones Verpressen von Dekor und Struktur erreicht werden kann. Die meisten der neu installierten Kurztaktpressenlinien für Möbel- und fast alle für Fußbodenplatten nutzen heute das EIR-Verfahren. Möbelplatten werden dabei mit ein- wie auch beidseitiger Synchronpore verpresst.

 

Kontrolle der Synchronpore in der Pressenlinie


Vor dem Pressvorgang wird das Melaminpapier auf einer Trägerplatte positioniert und ausgerichtet. Die Laminierung erfolgt unter hohem Druck und hoher Temperatur, die wiederum zu einem Fließen des Papiers in Längs- und Querrichtung führen. Die Ausdehnung und das Fließen des imprägnierten Dekors beim Pressvorgang lässt sich weder vorausberechnen noch kontrollieren. Die passgenaue Ausrichtung von Trägerplatte und Papier ist somit kein Garant für eine einwandfreie Prägung. Die wohl ideale Lösung wäre eine präzise Messung nach dem Laminieren mit einer sofortigen Rückführung der Messparameter in die Papierpositioniereinheit. Eine kalkulierte Fehlausrichtung der Papierbögen vor dem Pressvorgang würde dann zu einem passgenauen Ergebnis führen.


Auf dem Weg zu diesem Closed-Loop-System hat Baumer den ersten Schritt getan und das neuartige, automatische Inspektionssystem Colourbrain EIR entwickelt, das die Lage von Dekorpapieren mit der Position der Prägungen nach dem Pressvorgang vergleicht. Colourbrain EIR basiert auf eigenentwickelten Kameramodulen, die mit hochauflösenden CMOS-Sensoren ausgestattet sind. Um eine Echtzeitberechnung auch bei Liniengeschwindigkeiten größer 100 m/min zu gewährleisten, sind alle Basisberechnungen in einem Vorprozessor integriert, der Teil des neuen Kamerasystems ist. Die patentierte Flashingsky-Technologie tastet zudem mit schnell aufeinanderfolgenden LED-Lichtimpulsen das Dekor und die Prägung des Bauteils aus verschiedenen Winkeln mit multispektralem Licht ab. Eine sehr gute Sichtbarkeit von Dekorbild und Struktur ist garantiert.

 

Vom Anlernen zur laufenden Prozesskontrolle


Hergestellt werden heute zwei Arten von Dekorpapier: Eine mit Markierungen am Rand des Papiers, welche nach dem Kantenreinigungsgerät noch vorhanden sind, sowie Papiere, die nach dem Kantenreinigungsgerät keine Markierungen aufweisen. Das von Baumer entwickelte System liefert für beide Dekore hervorragende Resultate. Bevor die Kontrolle im Serienlauf gestartet werden kann, muss das System zunächst auf das jeweilige Produkt angelernt werden (Teach-In). Das Inspektionssystem lernt an einem Referenzmuster, welche Struktur von Prägung und Dekor überprüft werden soll.

Nach diesem Vorgang werden die antrainierten Strukturen für die automatische, optische Inspektion aller Fußboden- oder Möbelelemente verwendet. Im Detail wird beim Anlernen zunächst das Referenzmuster der zu produzierenden Serie eingescannt. Anschließend wird das halbtransparente Prägebild über eine grafische Benutzerschnittstelle auf die grafische Darstellung des Dekors verschoben. Schließlich lassen sich über eine Qualitätsmatrix auf der horizontalen X- und vertikalen Y-Achse Längen- und Querabweichungen für die einzelnen Positionen definieren.

 

Colourbrain EIR zur Produktionsüberwachung


Nach dem Einlernen erkennt Colourbrain EIR im Produktionsprozess für jedes aufeinanderfolgende Bauteil, ob die Limits für den Versatz von Dekor zur Prägung eingehalten werden. Bei Überschreitungen werden Alarmsignale ausgelöst, die das Bedienpersonal über Abweichungen und Produktionsprobleme informieren. Die intuitiv zu verstehende Benutzerschnittstelle von Colourbrain EIR liefert Produktionsstatistiken des jeweiligen Produktionsloses wie Fehlerhäufigkeit und Position, Anzahl der Limitüberschreitungen und Produktionstrends sowie einzelne Bilddateien mit Fehlermarkierungen.


Die Abweichungen von der Synchronposition werden als Pfeilsymbole dargestellt: Je länger der Pfeil in der Abbildung, desto größer ist die Abweichung von der Idealposition. Mit einem Mausklick auf das jeweilige Pfeilsymbol erscheint die Abweichung in X- und in Y-Richtung in Millimetern. Damit wird es dem Pressenführer ermöglicht, eine Korrektur der Legeposition vor der Verpressung vorzunehmen.

 

Zusammenfassung und Ausblick


Baumer Inspection bietet zur Überwachung jedes Produktionsschrittes angepasste Kameramodule, die einfach und schnell integriert werden können. Diese Systeme werden nach den Bedürfnissen der Fußboden- und Möbelproduzenten fortlaufend weiterentwickelt. Die neue Produktgeneration Colourbrain EIR hat zur Aufgabe, den Versatz von Dekor und Prägung nach dem Pressvorgang zu messen und Abweichungen außerhalb der Toleranzen verlässlich aufzudecken. Dafür hat Baumer Inspection ein Kamerasystem mit neuen Beleuchtungs- und Abbildungstechniken entwickelt, mit dem das Dekor- und Strukturbild realitätsgetreu dargestellt wird. Colourbrain EIR ist eine optimale Ergänzung zu den Systemen der Produktgruppe Colourbrain MFC 4.0, die Dekorfehler und Oberflächendefekte wie Hitzeschlieren und Verschmutzungen detektieren. Eine erstmalige Installation des Colourbrain-EIR-Systems wird im September erfolgen.


Die Anforderungen des Endkunden an das fertige Produkt sind klar: Er wünscht sich ein Produkt, das die Holzoberfläche in Design, Form und Struktur möglichst perfekt imitiert. Baumer gibt den Produktionsverantwortlichen mit dem System Colourbrain EIR ein Werkzeug in die Hand, mit dem sich Abweichungen im Herstellungsprozess mess- und sichtbar machen und die nächsten Schritte zur Optimierung der Produktion im Sinne des Endkunden vorantreiben lassen.


www.baumerinspection.com  


 

 

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