Innovation: Betonstein-Qualitätssicherung

Grundsätzlich erfolgt die Fertigung von Betonsteinen grünstandfest auf Unterlagsbrettern, die zum Erhärten in ein Trocknungslager kommen. Nach dem Erhärten werden die Bretter zusammen mit den Betonsteinen entnommen und vereinzelt. Derzeit erfolgt vor der Umlagerung zur Versandpalettierung die Qualitätsprüfung durch einen Mitarbeiter des Betonwerkes. Stellt dieser keine Mängel fest, fahren die Unterlagsbretter am Qualitätssicherungsplatz vorbei. Wird aufgrund von Qualitätsmängeln ein Austausch von Steinen notwendig, wird die Verweildauer des Brettes deutlich von der Anzahl der auszutauschenden Steine beeinflusst. Beim manuellen oder unterstützt manuellen Handling (Greifersystem) spielen auch das Geschick und die Fitness des Bedieners eine nicht zu unterschätzende Rolle. Im Einzelaustauschverfahren werden Steine ausgewählt, entnommen, entsorgt und neue Steine eingefügt. Kriterien für die Auswahl eines passenden Ersatzsteines sind Steintyp, Kontur (bei unregelmäßigen Produkten) und Farbe (bei Farbverläufen).

Mit Unterstützung der Berufsgenossenschaft wurde dieser Prozessschritt teilautomatisiert. Der Bediener wählt an einem kapazitiven, auch mit Arbeitshandschuhen bedienbaren Touchscreen nur noch aus, welche Steine zu tauschen sind. Aus dem Tauschvorrat werden über Bildverarbeitung passende Steine (Optik und Kontur) ausgewählt und per Roboter getauscht.

Der parallel laufende Verarbeitungsprozess kann in folgende Teilschritte gegliedert werden:

Bildvorverarbeitung, Kontursuche

Merkmalsbestimmung, Lageerkennung

Koordinatenberechnung der Schwerpunkte

Berechnung der Farb- und Texturparameter

Datenbank-Aktualisierung

Kontrolle auf Vorhandensein und Bestimmung von Produkt- und Steintyp

Bestimmung des Austauschsteins

Koordinatenübergabe an das Roboter-Handlingsystem

automatischer Austausch

QS-System für Betonsteinfertiger und Plattenpressen

Primäre Zielgruppe für die wirtschaftliche Verwertung dieser Innovation sind und bleiben Hersteller von Betonwaren. Von erheblicher Relevanz ist das neu entwickelte Qualitätssicherungs-System (QS-System) für Betonstein- und Betonplattenhersteller, die zunehmend hochwertiger produzieren müssen. Das QS-System kann sowohl in Fertigungsstraßen mit Betonsteinfertiger, aber auch mit sogenannten Plattenpressen eingesetzt werden. Es sichert die Produktqualität und erhöht den -durchsatz bei gleichzeitiger Minimierung schwerer körperlicher und psychischer Belastungen. Die datenbankgestützte Überwachung (welche Steine werden wann und wo wie oft getauscht) macht das Monitoring des Produktionsprozesses und statistische Auswertungen möglich. Durch den Einsatz des QS-Systems kann die Endkontrolle der gefertigten Produkte durch ältere und sehr erfahrene Mitarbeiter erfolgen, die den körperlichen Anstrengungen dieses Arbeitsplatzes ansonsten ggf. nicht mehr ausreichend gewachsen sind. Zusätzlich zu den wirtschaftlichen Einsparungen und Mehrerlösen durch einen geringeren Krankenstand und die Erhöhung der Produktqualität wird dem Fachkräftemangel entgegengewirkt.

Markt- und Anwendungspotenziale der Bildverarbeitung werden als Querschnittstechnologie auch in der Zuliefer- und Maschinenbauindustrie gesehen oder können bei der Umsetzung der Kreislaufwirtschaft eine entscheidende Rolle übernehmen. Denn Bildverarbeitungssysteme ermöglichen neben der effizienten und zeitnahen Überwachung von Erzeugnissen während des Produktionsprozesses auch die objektive und schnelle Identifizierung und berührungslose Vermessung von Bauteilen. Die Systeme sind individuell konfigurierbar, d. h. einfach in vorhandene Anlagen zu integrieren, um deren tagtägliche Abläufe zu optimieren.