Automationslösungen mit Thermokameras

Mit Verfügbarkeit "preiswerter", schneller und handlicher IR-Kameras steigt die Nachfrage nach Automationslösungen. Das Potential ist riesig, Grenzen setzen Budget und Kosten/Nutzen Verhältnis. Nicht alles ist so machbar, wie es sich der Anwender vorstellt. Von mir teils vor Jahren realisierte und noch immer laufende IR-Automationen gibt es im Bereich Warmumformung (Preßhärten), Überwachung Nockenwellenhärtung, Heißkleberbeschichtung, Überwachung von Gießaggregaten. Hier auch mit speziell dafür konstruiertem Monorailfahrzeug für den Einsatz unter schwer zugänglichen oder ungemütlich heißen Schmelzöfen. Weiterhin Überwachung von Behältern für Flüssigmetalle und Anwendungen im Al- Druckguss. Bei Bedarf bitte Beispielbilder anfordern. Es geht i.d.R. um Qualitätsüberwachung in der Serienfertigung (100% Prüfung), zerstörungsfreie Materialprüfungen (ZfP), Kontrolle von gleichmäßigem Leimauftrag, Steuerung und Optimierung div. Erwärmungsprozesse, Werkzeugkontrolle auf verbliebene Gußteilreste, Test von Materialablösungen, aktive. Steuerung von Warmumformungen. Falsch eingelegte Platinen können bspw. das Werkzeug zerstören. Temperaturkontrolle für Härte und Zugfestigkeit, etc reduziert die Zahl der zerspanenden Prüfungen enorm. Ich verwende hierzu spezielle Automationskameras von FLIR Systems (Weltmarktführer).

Erläutern Sie Ihr Problem per Telefon/Mail, idealerweise mit Foto oder Skizze. Es wird sich zeigen, was möglich ist und wo die Grenzen liegen. Teuer wird es, wenn hohe Geschwindigkeiten nötig sind (Materialprüfungen an gut wärmeleitfähigem Material oder schnell bewegten Teilen). Aktuelle High End Kameras kosten ab 26.000 € (Stand Januar 2010).
Umgekehrt verhält es sich, wenn günstigere Kameras, wie die FLIR A320 oder nicht messende Systeme eingesetzt werden können. Letztere dann, wenn es nicht auf exakte Temperaturinformation, sondern die Detektion von Fehlstellen, unerwünschten Resten, Materialablösungen, schlechte Verklebung, etc. ankommt, bei denen 9 Hz oder 30 Hz Bildfrequenz ausreichen.
Mit Hilfe der Automationssoftware IRControl oder IRLockIn der AutomationTechnology GmbH, bei einfachen Anwendungsfällen auch mit der zur Kamera gehörigen Freeware IR-Monitor von FLIR Systems können fast alle Applikationen erschlossen werden. Wenn das wegen umfangreicher Dokumentationspflichten oder sonstigen Problemen nicht reicht, werden komplexe C# Module (gespr. C-Sharp) oder überschaubare Visual Basic (VBA) Scripte für die individuelle Anpassung vor Ort benutzt. Das ist aufwendig und erfordert Vorversuche. Deren Aufwand wird bei Kauf einer Automationslösung i.d.R. angerechnet.

Eine IR-Automation läuft etwa folgendermaßen ab:
1. Machbarkeitsstudie an Materialproben oder Anlagen vor Ort. Erste Meßpläne und Ergebnisse zur Realisierbarkeit
2. Nochmalige Messung mit den fast endgültigen Parametern, aber noch Versuchsaufbau, sichere Ergebnisse
3. Angebotserstellung - Komplettsystem lt. Kundenwunsch, mit/ohne eigenem Rechner und Netzwerkzugang für Fernwartung
4. Installation und Inbetriebnahme sowie Optimierung. Letztere kann mehrere Monate dauern, bis alles richtig läuft.
5. Einbindung in Dokumentations-/Qualitätsmamagementsysteme

Gibt es "Billiglösungen" ?
Nur wenn es simple Meßaufgaben sind, für die oben genannte Kameras von Haus konzipiert wurden. Sie lassen sich programmieren und arbeiten dann autark. Potentialfreie Signale werden an Digitalausgängen bereitgestellt. Nach meiner Erfahrung ist eine zuverlässig funktionierende Automation, nicht unter 25.000 € realisierbar, außer mit den integrierten Funktionen der programmierbaren A-Serie Kameras von FLIR. Einige komplexe Meß- und Steuersysteme, inkl. 100% Dokumentation (Q-DAS, SAP) kosteten mit allem drum und dran 30...40 k€, wenn nur eine Kamera eingesetzt wurde. Jede weitere verteuert das System um ~13.000 € für IR-Kamera und Zweitlizenz der Steuersoftware sowie div. Zusatzprogrammierungen.
Es hängt viel von der Aplikation und deren Randbedingungen ab. Regelmäßig wachsen die Wünsche der Anwender mit den ersten Ergebnissen. Deshalb ist eine IR-Automation auch nichts von der Stange. Es dauert erfahrungsgemäß mehrere Monate, ehe alles zufriedenstellend zusammenspielt und die Daten nebst den Vorlagen für schnelle Auswertung bei der QS bzw. Einspielung in vorhandene Qualitätsmanagement-Systeme wie gewünscht auflaufen. Die Möglichkeit des Fernzugriffs ist bei der Optimierung sehr wichtig. Ich verwende den TeamViewer der gleichnamigen GmbH, die mehr als 1 Mio. Anwender hat. Der Zugriff muß vom Kunden explizit erlaubt werden. Die Verbindung ist verschlüsselt und alles wird dokumentiert. Neuerdings gibt es eine USB-Stick Lösung von G/On, die ein eigenes Übertragungsprotokoll benutzt, dadurch gegen Angriffe von außen sehr sicher ist und als einfach handelbarer Ersatz VPN eingesetzt werden kann. Es funktioniert simpel via verschlüsselter USB-Stick und ist extrem sicher, kostet aber im Gegensatz zum TeamViewer (Kundenmodul) dem Kunden etwas.

Hinweis: Ist Dokupflicht im Spiel, muß mit Preisen ab 30.000 € gerechnet werden. Bei einer Automation sollte der Nutzen binnen 1-2 Jahren den Preis deutlich übersteigen, dann rechnet sie sich definitiv.