Dauerhaft markiert – sicher identifiziert

Sicheres Lesen von Nadelprägung auch auf anspruchsvollen Oberflächen
(PresseBox) (Radolfzell, ) Nur wer schneller, qualitativ hochwertiger und kostengünstiger produziert, hat den entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Um sich im globalen Wettbewerb zu behaupten, optimiert das dänische Unternehmen Sauer Danfoss ständig seine Produktionsprozesse. Der Hersteller von Hydraulik-, Elektrohydraulik- und elektrischen Systemen für mobile Anwendungen suchte deshalb für seine Lenkeinheiten-Gehäuse ein Kennzeichnungs- und Identifikationsverfahren, das es ermöglicht, die Bauteile zu jedem Zeitpunkt des Produktions- und Logistikprozesses zuverlässig zu identifizieren.

Das Rohteil für die Herstellung eines Gehäuses besteht aus grob-strukturiertem Guss. Es wandelt in den verschiedenen Bearbeitungsschritten sein Aussehen aufgrund thermischer Entgratungs- und chemischer Oberflächenprozesse hochgradig. Dies stellt besondere Anforderungen an die Markiertechnik und an die Identifikationssysteme.
Eine zusätzliche Herausforderung entsteht dadurch, dass die einzelnen Produkte parallel auf mehreren Linien gefertigt werden und im Produktionsprozess selbst durch Lagetoleranzen nicht immer eine genaue Positionierung gewährleistet werden kann.

Mit dieser Ausgangslage kommt nur eine Markiertechnik in Frage, mit der die Information nicht nur oberflächlich aufgebracht, sondern dauerhaft in das Material einprägt wird. Nur so kann gewährleistet werden, dass die Information den gesamten Produktionsprozess und den weiteren Produktlebenszyklus übersteht. Die Wahl fiel auf eine Nadelprägeeinheit der Firma Borries Markier-Systeme in Pliezhausen bei Tübingen.
Entsprechend den definierten Kundenanforderungen sind die Borries Prägesysteme individuell konfigurierbar. Die von Borries angebotenen Ritz- und Nadelprägesysteme bieten den Vorteil hoher Flexibilität bei Prägetexten, Schrifthöhen und -breiten sowie der Prägetiefe. Bei Data Matrix Prägesystemen gibt es zudem die Möglichkeit, eine zusätzliche Klarschrift aufzubringen. Durch geringe Krafteinwirkung lassen sich sowohl massive, hohle als auch empfindliche Teile prägen. Der mechanische Toleranzausgleich erlaubt auch die Kennzeichnung auf schrägen und gewölbten Flächen.

Der mit der Markiereinheit geprägte Data Matrix Code kann durch eine geeignete Lesetechnologie sicher erkannt werden, auch wenn sich die Oberflächen prozessbedingt stark ändern. Eingesetzt wurden Data Matrix Lesesysteme DMR210 der Firma IOSS. Das Unternehmen mit Sitz in Radolfzell am Bodensee ist seit mehr als zehn Jahren in der Identbranche tätig und hat sich auf Lese-Systeme von direktmarkierten Data Matrix Codierungen und geprägten OCR-Kennzeichnungen spezialisiert. Die Systeme sind weltweit in den Bereichen Automobil- und Zulieferindustrie, Solar, Semiconductor und Medizintechnik erfolgreich im Einsatz.

Modulare Systemlösung
Das modular aufgebaute Data Matrix Code Lesesystem DMR210 besteht aus einem Basissystem und einer breiten Palette applikationsspezifischer Beleuchtungen und Objektiven. So konnte im beschriebenen Projekt das Lesesystem schnell und problemlos auf alle Anforderungen der unterschiedlichsten Produktionsstufen (Rohteil, thermische Entgratung chemischer Beschichtungen, ölig glänzende Oberfläche) adaptiert werden. Der modulare Aufbau der IOSS Systeme ist einer der wichtigen Kernpunkte, um schnell eine sichere Systemlösung anbieten und betriebsbereit integrieren zu können. Der wirtschaftliche Nutzen für den Auftraggeber ist direkt ableitbar.

Optimale Systemadaption
Um den markierten Data Matrix Code für die Auswertealgorithmen sichtbar zu machen, wurden erste Lösungsansätze in der Anwendungstechnik zunächst im Versuchsaufbau getestet. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Visualisierung der Markierung auf der stark strukturierten Materialoberfläche. Um dem unterschiedlichen Handling gerecht zu werden, wurde die geeignete Beleuchtungstechnik aus einem breiten Sortiment von verfügbaren Modulen ausgewählt und mit der berechneten Optik kombiniert. Dies erforderte eine CAD-basierte Implementierung in Zusammenarbeit mit anderen am Projekt beteiligten Integratoren. Diese Dienstleistung bietet die IOSS, die sich bei Projekten als Lösungsprovider einbringt, um dem Endkunden eine maßgeschneiderte Lösung zu ermöglichen.

Sichere Erfassung der geometrischen Informationen
Zur Auswertung der optisch sichtbar gemachten Data Matrix Markierung werden von IOSS entwickelte, praxiserprobte Bildverarbeitungsverfahren eingesetzt, die eine schnelle und stabile Extraktion der eigentlichen Code-Information aus der prozessbedingt diffizilen Produktoberfläche gewährleisten. Die Einbaulage verursacht eine geometrisch gestauchte und infolge der gewölbten Oberfläche verzerrte Bildansicht. Diese Verzerrung wird in der Auswertesoftware berücksichtigt um eine sichere Codeauswertung zu garantieren. So erhält der Kunde aus einer Hand eine exakt zugeschnittene Technologie, in die der Systemanbieter in jedem Punkt eingreifen kann, wenn es um die Anpassung oder Änderung der Kundenanforderungen geht.

Mit der Kennzeichnung seiner Produkte hat Sauer Danfoss jetzt die Möglichkeit durch Transparenz und Rückverfolgbarkeit seine Prozesse und Abläufe zu verbessern. Schlüsseltechnologien sind hierfür die Markierungs- und Identifikationsverfahren.

Kontakt

IOSS intelligente optische Sensoren und Systeme GmbH
Fritz-Reichle-Ring 18
D-78315 Radolfzell
Manuela Hermann
Kfm. Leitung
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