Qualitätskontrolle im Spritzguss mit KI: Fehlschuss, Grat und Farbe an der Linie fangen.

Warum entkommen Fehlschüsse, Grat und Farbdrift noch immer einer Spritzgießzelle?

Spritzguss läuft stabil, bis er es nicht mehr tut. Ein verstopfter Anschnitt, ein kalter Zylinder, ein verschlissenes Werkzeug oder eine schlechte Farbcharge verwandelt einen Lauf guter Teile in Fehlschüsse, Grat, Einfallstellen und farblich abweichende Schüsse, oft über einige Zyklen, bevor ein Bediener es bemerkt. An einem schnellen Werkzeug mit vielen Kavitäten pro Minute sieht eine manuelle Stichprobe am Prüftisch nur einen Bruchteil der Schüsse und übersieht den intermittierenden Fehler vollständig, schlechte Teile erreichen also den Gutbehälter.

Die Fehler selbst sind der Grund, warum gewöhnliche Prüfungen zu kurz greifen. Ein Fehlschuss ist eine unvollständige Füllung, bei der die Schmelze erstarrte, bevor die Kavität gefüllt war. Grat ist überschüssiges Material, das an der Trennebene herausgedrückt wird. Eine Einfallstelle oder ein Verzug ist eine Oberflächen- und Geometrieabweichung, die dickwandige Bereiche beim ungleichmäßigen Abkühlen hinterlassen. Farbungleichmäßigkeit kommt aus der Masterbatch-Mischung oder dem Mahlgut. Jeder davon ist eine feine Abweichung auf Erscheinungsebene von einem Gutschuss, genau das Urteil, das eine feste Helligkeits- oder Kantenschwelle schlecht trifft. Schreiben Sie eine Regel eng genug, um Grat zu fangen, weist sie ein Gutteil fälschlich ab; lockern Sie sie, rutscht der Fehlschuss durch.

Wie passt Anomalieerkennung, nur an Gutschüssen trainiert, zum Spritzguss?

Anomalieerkennung lernt, wie ein Gutschuss aussieht, und markiert alles Abweichende, eine Aufgabe, die an öffentlichen Datensätzen wie dem MVTec-AD-Datensatz gemessen wird und gut zu einem stabilen Spritzgießprozess passt. Ein qualifiziertes Werkzeug, das beherrscht läuft, produziert ein konsistentes Gutteil, das Modell kann also allein an diesen Gutschüssen trainiert werden und markiert dann den Fehlschuss, den Grat, die Einfallstelle oder die Farbdrift als Abweichung von dieser Norm, einschließlich eines Fehlers, für den niemand eine Regel geschrieben hat. Adente Vision ist eine Edge-KI-Einheit für die visuelle Inspektion, entwickelt von ADENTE Advanced Engineering Technologies innerhalb der Aden Group und vertrieben über Automatisierungs-Systemintegratoren, und Anomalie nur an Gutteilen ist einer ihrer Kernmodi.

Das Training nur an Gutteilen hält auch den Datenbedarf klein. Sie nehmen rund 20 gute Referenzbilder aus einem qualifizierten Lauf auf, und das Modell trainiert unter 48 Stunden, ein neues Spritzgussteil, ein neues Kavitätenlayout oder eine neue Farbe auf die Prüfung zu bringen ist also eine Aufgabe von zwei Tagen, kein Fehlerkatalog-Projekt, das einen Anlauf aufhält. Die Einheit fährt die Modi Anomalie- & Defekterkennung, Montage & fehlende Teile, Code-Lesung, Messung und Teile-Identifikation und kombiniert klassische Bildverarbeitung mit KI-Inferenz, eine Messung bleibt also nachvollziehbar statt eine Blackbox. Die Anomalie- & Defekterkennung trägt sowohl die erstmals gesehenen kosmetischen Fehler als auch die bekannten Wiederholer wie Grat an der Trennebene und den Farb- und Finish-Vergleich mit der Gutreferenz. Die Methode hinter dem Training mit 20 Gutbildern zeigt ein Teil mit nur 20 Bildern prüfen.

Kann eine Einheit kosmetische Fehler und Maße in Millimetern prüfen?

Kosmetische und dimensionale Prüfungen laufen am selben Teil im selben Zyklus. Die Anomalie- und Fehler-Modi fangen die visuellen Mängel, Fehlschuss, Grat, Einfallstelle und Farbe, während klassische Bildverarbeitung Lage und Größe von Merkmalen in Millimetern misst, für die Maße, die zählen: die Lage eines Doms, ein Befestigungsloch, eine Beschnittkante. In einem ausgelieferten Geometrie-und-Positions-Fall meldet die Einheit Merkmalskoordinaten und Maßmessung pro Teil in Millimetern, derselbe Messpfad, den ein Spritzgussgehäuse, ein Steckverbinder oder ein Verschluss für die Rückverfolgbarkeit braucht.

Erst die Kombination der beiden macht die Spritzgussprüfung des Einbindens wert. Ein Teil kann vollständig füllen, eine kosmetische Prüfung bestehen und trotzdem außerhalb der Toleranz liegen, weil das Werkzeug gewandert ist. Das kosmetische und das dimensionale Ergebnis zusammen zu lesen, pro Schuss, heißt, dass die Zelle sowohl den offensichtlichen Fehlschuss fängt als auch die langsame Maßdrift, die eine Stichprobenlehre erst Stunden später findet. Dieselbe Kombination trägt in die Metallverarbeitung, wo Grate, Verformung und Kratzer neben der Maßprüfung in Millimetern stehen, behandelt in der Prüfung von Stanz- und Zerspanungsteilen.

Welcher Prüfmodus fängt welchen Spritzgussfehler?

Eine Einheit ordnet jeden häufigen Spritzgussfehler einem Prüfmodus zu, und jedes Ergebnis geht als Signal hinaus, das die Zellensteuerung bereits liest.

Hält es mit dem Spritzgießzyklus mit?

Die Prüfung ist an den Zyklus gekoppelt, nicht an einen Timer. Die Einheit triggert über einen Encoder-Impuls, einen fotoelektrischen Sensor oder ein festes Intervall und erfasst so jeden Schuss, während das Teil ausgeworfen wird oder an der Kamera vorbeitaktet. An einer laufenden Verschlussprüflinie, einem gespritzten Kunststoffverschluss, liegt das gemessene Feldergebnis bei rund 30 ms pro Teil, und die Kataloggrenze bei 0,5 s pro Teil bei 100+ Teilen pro Minute.

Nehmen Sie diese Zahlen als Rahmen, nicht als Versprechen für Ihr Werkzeug. Die Zeit pro Teil, auf die Sie sich für Ihr eigenes Teil und Ihre Farbe festlegen können, braucht eine anwendungsspezifische Messung an Ihren Teilen und Ihrer Beleuchtung. Für die meisten Spritzgießzyklen, die Sekunden pro Schuss laufen, bedeutet eine Entscheidung in einigen zehn Millisekunden, dass die Prüfung nie der Engpass ist und ein schlechter Schuss markiert und ausgeschleust wird, bevor der nächste Zyklus ihn in einen Gutbehälter stapelt.

Wie bindet es sich ohne Vision-Ingenieur in eine Spritzgießzelle ein?

Die Einheit fügt sich in eine bestehende Spritzgießzelle ein, ohne PC, ohne Cloud-Konto und ohne Vision-Ingenieur im Team. Sie liefert Gut/Schlecht über PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, EtherCAT oder OPC UA, passend zu dem, was die Zellensteuerung oder der Entnahmeroboter bereits spricht, und sie hat 4 Eingänge und 4 Ausgänge bei 24V für Trigger und Ausschleusung auf eine Weiche, eine Rutschenklappe oder einen Robotergriff. Die Standardeinheit AV-S100 (IP54, 0–45 °C) passt zu einer trockenen Spritzgießzelle, die Verschlüsse, Gehäuse, Blenden und medizinische Verbrauchsartikel produziert. Sie ist in rund 30 Minuten von einer Person montiert, weil sie unter 9 kg wiegt, und die Inferenz läuft auf einem lüfterlosen Board der Jetson-Klasse im Gehäuse. Jedes Bild wird auf der Einheit verarbeitet, Teilebilder bleiben also an der Linie, und Modelle aktualisieren per USB-Stick für eine air-gapped Zelle.

Dieser Beitrag ist eine Speiche des Leitfadens zur KI-Sichtprüfung; wo er sich einordnet, zeigen die realen Anwendungen.