Qualitätscheck per Kamera Studenten der FH Münster entwickeln digitales Inspektionssystem für das Südlohner Unternehmen Pfreundt

Fehlt eine Schraube? Sind alle Bauteile richtig positioniert? Ein Qualitätscheck nach der vollständigen Montage eines Produktes soll sicherstellen, dass es fehlerfrei hergestellt wurde und allen Anforderungen entspricht. Beim Südlohner Unternehmen Pfreundt, das Wiegesysteme entwickelt und vertreibt, galt dabei bisher das Vier-Augen-Prinzip. Ein Projekt an der FH Münster brachte jetzt eine digitale Lösung: Die Masterstudenten Philipp Wolters und Andres Herrera haben ein kamerabasiertes Inspektionssystem entwickelt, das die Qualität der fertigen Wiegeelektronik mittels Bildverarbeitung kontrolliert.

„Das Ziel war, mögliche Produktionsfehler frühzeitig direkt zu lokalisieren. Durch den Qualitätscheck am Computer lassen sich die Einzelteile außerdem besser rückverfolgen“, erklärt Informatikstudent Wolters einige der Vorteile des neuen Systems, das auf die aktuelle Wiegeelektronik WK60 des Unternehmens abgestimmt ist.

Zur Prüfung legen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Fertigung die einzelnen Bestandteile der Wiegeelektronik, wie das Display oder das Frontteil, auf eine passende Schablone mit QR-Code. Dann schieben sie die Schablone unter eine Kamera, die in einem halboffenen Kasten installiert und mit einem Rechner verbunden ist. Über einen Bildschirm an der Außenseite sehen sie das Ergebnis – und können bei Bedarf per Touchfunktion händisch Änderungen vornehmen und an das Inspektionssystem senden. Am Ende des Vorgangs wird automatisch ein Protokoll auf dem Produktionsserver abgelegt.

Wie die Bildverarbeitung funktioniert, erläutert Elektrotechnikstudent Herrera: „Der Rechner erkennt das jeweilige Produktteil auf dem Kamerabild an seiner Position auf der Schablone und den Entfernungen beispielsweise zu Schrauben, Codes, Batterien oder dem Spannungsstecker.“ Eine Herausforderung war, dass auf den Bauteilen zum Teil unterschiedliche Codearten – QR-Codes, Matrixcodes oder Strichcodes – angebracht sind. Das mussten die Studenten bei der Programmierung berücksichtigen.

Prof. Dr. Jürgen te Vrugt, der am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik das Labor für Künstliche Intelligenz leitet, betreute das Projekt über zwei Semester. Der Austausch fand seit Projektbeginn im vergangenen Jahr bereits häufig virtuell statt, wegen Corona gab es in der zweiten Projekthälfte keine Abstimmungstreffen vor Ort. Trotzdem: „Die enge Zusammenarbeit mit der FH Münster verlief stets sehr zielorientiert, sodass eine Umsetzung in den Praxisbetrieb reibungslos funktionieren konnte“, berichtet Mark Ostendorf, der für die Implementierung des Systems bei Pfreundt verantwortlich war. Der Gewinn liegt auf beiden Seiten: „Die Projektarbeit war eine gute Gelegenheit, um Praxiserfahrungen zu sammeln“, resümiert Wolters.

Zum Thema: Das Masterprojekt ist ein Pflichtmodul in den Masterstudiengängen Informatik und Elektrotechnik an der FH Münster. In coronafreien Zeiten bearbeiten die Studierenden als Gruppe ein Projekt über eine größere Zeitspanne und treffen sich dabei immer wieder. Wegen Covid-19 fand das Modul in der zweiten Projekthälfte digital statt. Neben den fachlichen Themen erwerben die Studierenden Methodenkompetenzen wie selbstständiges Arbeiten, Kommunikation im Projektteam, Projektplanung und -leitung sowie Präsentationstechnik.