DE102014203384A1

DE102014203384A1 - Verfahren zur Überwachung eines Montagevorgangs

Info

Publication number: DE102014203384A1
Application number: DE102014203384.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas May
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: PMDtechnologies AG
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Bei einem Verfahren zur Überwachung eines Montagevorgangs, wobei der Montagevorgang mehrere in einer vorgegebenen Reihenfolge von einer Person händisch auszuführende Montageschritte umfasst wird der Montagevorgang mit einer 3D-Kamera erfasst und die Bildfolge analysiert, um den räumlichen Bewegungsablauf der Hand bei dem Montagevorgang zu ermitteln. Weicht der räumliche Bewegungsablauf von einem für den Montagevorgang charakteristischen Bewegungsablauf ab, wird ein Alarmsignal generiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Montagevorgangs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der industriellen Fertigung wird der Zusammenbau von Bauteilen und/oder Baugruppen zu Erzeugnissen bzw. zu Baugruppen höherer Erzeugnisebenen als Montage bezeichnet. In der Elektronikfertigung werden viele Bauteile mittels Bestückautomaten auf Leiterplatten platziert und anschließend in einem Lötprozess verlötet. Trotz des hohen Automatisierungsgrades werden bei bestimmten Montagevorgängen insbesondere bei der Herstellung von Näherungsschaltern immer noch händische Abläufe benötigt.
Als Beispiel sei hier die Montage eines induktiven Näherungsschalters mit einer flexiblen Leiterplatte genannt, wie er bei der Anmelderin durchgeführt wird. Das Falten des Leiterfilms muss in einer genau vorbestimmten Reihenfolge erfolgen, bevor der gefaltete Leiterfilm anschließend in das runde Sensorgehäuse eingeführt werden kann.
Wenn bei dem Falten die Reihenfolge der einzelnen Faltschritte vom Werker nicht eingehalten wird, ist das Faltergebnis fehlerhaft und kann unter Umständen dazu führen, dass eine Fertigstellung des Produktes nicht möglich ist bzw. dass die Funktionstüchtigkeit des Sensors beeinträchtigt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Überwachung eines Montagevorgangs anzugeben, bei dem Fehler schnell und einfach erkannt und auch signalisiert werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine Arbeitsanweisung für die Montage eines induktiven Näherungsschalters mit vier einzelnen Faltschritten.
In der 1 ist ein bestückter flexibler Leiterfilm dargestellt. Die Pfeile sollen andeuten in welche Richtung die beiden Seitenteile gefaltet werden müssen.
Nach dem der erste Faltschritt durchgeführt wurde, muss der Leiterfilm gemäß 2 nochmals gefaltet werden.
In 3 ist dargestellt, wie die flexible Leiterplatte in einem letzten Faltungsschritt zu einer kompakten Einheit gefaltet werden muss.
4 zeigt die zusammengefaltete flexible Leiterplatte, die in das Sensorgehäuse eingeschoben werden muss.
5 zeigt das fertige Erzeugnis des Montagevorgangs. Aus dem Sensorgehäuse ragt nur noch eine Kontaktfahne, die mit dem Stecker verbunden werden muss.
Der Übersichtlichkeit halber sind in allen Figuren die Hände des ausführenden Werkers, weggelassen worden.
Erfindungsgemäß wird der Montagevorgang und damit die tatsächliche Handbewegung des Werkers bei dem Faltvorgang mit einer 3D-Kamera als Bildfolge erfasst. Die räumliche Handbewegung wird in der Bildfolge ermittelt und als Vorgabe abgespeichert. Die Handbewegung entspricht sozusagen einer Geste. Wird die Handbewegung richtig ausgeführt so wird durch diese Handbewegung als Geste signalisiert, dass der Montageschritt richtig durchgeführt wurde.
In der Regel besteht der Montagevorgang nicht nur durch eine Handbewegung sondern durch eine vorgegebene Reihenfolge von mehreren händisch auszuführenden Teilschritten. Auch der Gesamtheit aller für den Montagevorgang notwendigen Handbewegungen kann als Geste abgespeichert werden.
Erfindungsgemäß wird in der 3D-Kamera bzw. in einer separaten Auswerteeinheit für den zu überwachenden Montagevorgang die Handbewegung der von einer Person durchzuführenden Montagearbeit erfasst und mit einem vorgegebenen Soll-Bewegungsablauf verglichen. Werden Abweichungen detektiert so wird ein Alarmsignal „Montageschritt fehlerhaft ausgeführt“ ausgegeben.
Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders zur Überwachung von händisch auszuführenden Montageschritten.
Die Erfindung kann auch einen Werker bei der Einlernphase eines Montagevorgangs unterstützen, weil fehlerhafte Montageschritte sofort angezeigt werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das Falten von flexiblen Leiterfilmen beschränkt. Es gibt in der industriellen Fertigung eine Vielzahl von Montagevorgängen, die händisch ausgeführt werden müssen und bei denen eine Überwachung notwendig oder erforderlich ist.
Häufig sind es Montagevorgänge bei denen biegeschlaffe Teile, wie flexible Leiterfilme oder Kabel beteiligt sind, die nur schwer automatisierbar sind und deshalb eine Handarbeit erfordern.
Als 3D-Kamera ist eine pmd-Kamera, wie sie von der Anmelderin bzw. der Fa. PMD Technologies, Siegen, vertrieben, vorteilhaft. Diese Kamera ist für eine Gestenerkennung insbesondere im Nahbereich bis 4m sehr gut geeignet.

Claims

Verfahren zur Überwachung eines Montagevorgangs, wobei der Montagevorgang mehrere in einer vorgegebenen Reihenfolge von einer Person händisch auszuführende Montageschritte umfasst, dadurch gekennzeichnet, das der Montagevorgang mit einer 3D-Kamera erfasst wird und die Bildfolge analysiert wird, um den räumlichen Bewegungsablauf der Hand bei dem Montagevorgang zu ermitteln, wobei der räumliche Bewegungsablauf mit einem für den Montagevorgang charakteristischen Bewegungsablauf verglichen wird und wenn eine merkliche Abweichung vorliegt ein Alarmsignal generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagevorgang in einzelne Montageschritte aufgeteilt ist und für jeden Montageschritt eine charakteristische Handbewegung definiert wird, die mit dem aktuellen Bewegungsablauf verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Handbewegungen auch die charakteristischen räumliche Bewegungen des zu montierenden Objekts definiert werden und aus der Bildfolge neben der Handbewegung auch die Objektbewegung ermittelt wird, um diese mit den charakteristischen Bewegungen zu vergleichen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildfolge in einer Auswerteeinheit mit einem Gestenerkennungsverfahren analysiert wird, und wenn die aus der Bildfolge ermittelte Handbewegung von einer gespeicherten für den Montagevorgang charakteristischen Geste abweicht, ein Alarmsignal generiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 3D-Kamera eine nach dem Phasendifferenzverfahren arbeitende PMD-Kamera ist, die pixelweise einen Entfernungswert liefert.