Der Data Matrix Code ist ein zweidimensionaler Code der die Daten sowohl horizontal, als auch vertikal verschlüsselt.
Die Lage der Codierung spielt somit keine Rolle.
Ein Kontrast von zum Teil weniger als 20% reicht zur Auswertung des Codes aus.
Durch den minimalen Platzbedarf und der dennoch hohen Speicherkapazität ist Data Matrix Code die Lösung vieler Anwendungen.
Data Matrix Codes sind Kodierungen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Diese Kodierungen können mittels
verschiedener Techniken unter oder in Lacken eingebracht werden und mittels spezieller Sensortechnik ausgelesen werden.
Der Kundennutzen beim Einsatz dieser, für das menschliche Auge unsichtbaren Technologie liegt darin, dass einerseits
der Plagiatschutz im Bereich teurer und/oder sicherheitsrelevanter Investitionsgüter gewährleistet werden kann,
andererseits kann im Bereich der Produktverfolgung (Traceability), in den ersten Schritten der Herstellung von
zu lackierenden Gütern, ein Code auf das Trägermaterial aufgebracht werden, der dann bis zum letzten Fertigungsschritt
sowohl in der Fertigungslinie als auch später zur Eigenidentifikation ohne zusätzliche Mehrkosten genutzt werden kann.
Zur Kodierung verwendet man einen speziellen Lack, der sich in unterschiedliche Lackschichten einbringen lässt. Dieser
spezielle Lack dient dann als Trägermaterial unter Sichtlackschichten für den Code, welcher den Dateninhalt präsentiert.
Bei minimalem Platzbedarf lassen sich durch den Matrix-Aufbau bis zu 3116 beliebige Zeichen - nicht nur numerische Daten - speichern.
Als Spezialist für Data Matrix Codes haben wir bereits eine Reihe spannender Anwendungsfelder in ganz Europa erschlossen.
So kommen Sensor- und Bildverarbeitungssysteme von uns zum Beispiel zur Identifizierung von OP-Bestecken oder
medizinischen Ampullen zum Einsatz. Auch Leiterplatten von Handys oder Zylinderköpfe von Motoren werden durch u
nsere Data Matrix Codes verschlüsselt und dekodiert. Ob gewölbte oder spiegelnde Oberflächen oder Sicherheits-Kodierungen
unter Lack; wir finden für Sie eine Kodierungslösung.
Erstellen Sie Ihren individuellen Data-Matrix-Code gleich hier.
Applikationsbeschreibungen:
Aufgabenstellung:
Bei der Herstellung und Bestückung von Leiterplatten für die Automobilindustrie wird die Leiterplatte zur Rückverfolgbarkeit vor dem Bestücken mit einem Data Matrix ECC 200 Code der Abmessungen 4 mm x 4 mm mit 18x18 Modulen mittels Laser direktmarkiert. Die aufgebrachten Codes müssen anschließend hinsichtlich Lesbarkeit und korrektem Inhalt verifiziert werden. In der Fertigungslinie wird an darauffolgenden Lesestationen über diesen Code die Bestückung gesteuert. Dabei gilt es den Code auch bei variierenden Plattenfarben, unterschiedlichen Beschichtungslackdicken und Durchbiegungen der Leiterplatten in unterschiedlichen Codequalitäten sicher lesen zu können. Die Leiterplatten werden mit einer Geschwindigkeit von 0,5 m/s an der Lesestation vorbeigefördert.
Realisierung:
Mit dem Codelesegerät HawkEye 1500 des nordamerikanischen Herstellers Microscan konnte entlang der Fertigungslinie an 15 Lesepunkten die Codelesung zur Verifizierung und Anlagensteuerung implementiert werden. Zusätzlich sind Reparaturplätze für die manuelle Identifikation mit dem Handscanner HawkEye 50 ausgestattet. Über den direkten Anschluss einer Lichtschranke wird die Aufnahme der stationären Codelesegeräte ausgelöst. Zur Beleuchtung dient die in dem Gerät integrierte LED Beleuchtung, die abhängig vom Lesepunkt als konstante oder durch die Lichtschranke ausgelöste Blitzbeleuchtung ausgeführt ist. Über eine optoentkoppelte I/O Schnittstelle wird bei der Verifizierung das Prüfsignal an die SPS übergeben. An den nachfolgenden Lesestationen zur Steuerung der Bestückung werden die Lesergebnisse mittels einer Ethernetschnittstelle übermittelt. Anhand dieser Informationen kann die Bestückung der jeweiligen Leiterplatte gesteuert werden.
Kundennutzen:
Aufgrund der guten Leseeigenschaften das HawkEye 15 stellen die Qualitätsvarianzen der Matrix Codes keine Beeinträchtigung für eine sichere Lesung dar. Durch eine Schrägstellung des Lesegerätes von bis zu 30° kann auch bei spiegelnden Lackschichten die Codelesung prozesssicher realisiert werden.
Aufgabenstellung:
Beim Einbau von nicht serialisierten Bauteilen in Flugzeugtriebwerken von Flugzeugen ist gegenüber den Luftfahrtaufsichtsbehörden ein Herkunftsnachweis erforderlich. Daher müssen Triebwerksschaufeln vor dem Einbau identifiziert und dokumentiert werden. Die Triebwerksschaufeln werden dafür mit einem durch Tintenstrahldrucker aufgebrachten 2D-Data-Matrix-Code versehen. Hierbei kann es sich um neue, reparierte oder überholte gebrauchte Teile handeln. Der Data-Matrix-Code beinhaltet bei Reparaturteilen die Auftragsnummer sowie bei Neu- oder Gebrauchtteilen die Zertifikatsnummer.
Realisierung:
Die Industrielle Sensorsysteme Wichmann GmbH (ISW) realisierte als zertifizierter Solution Partner von Siemens eine Station zur automatisierten Codeerkennung der Triebwerksschaufeln. Die Station basiert auf einem PC gestütztem Simatic Machine Vision Auto ID+ DMC Auswertesystem mit drei angeschlossenen CM-4000 Kameras, die mit einem XY-Achsensystem verfahren werden können, sowie drei Handscannern Hawkeye 1525 von ISW. Die Prüfstation eignet sich für alle Größen von Triebwerksschaufeln, die manuell in gleicher Orientierung in bauteilspezifischen Trays eingelegt werden, mit denen die Station beschickt wird. Nun beginnt der Prüfvorgang, bei dem die Kameras durch das Achsensystem über den Prüfbereich verfahren werden und den Code jeder Schaufel auslesen, wobei bis zu 20 % beschädigte Codes noch erkannt werden. Die ausgelesenen Daten werden anschließend in einer Datenbank gespeichert. Falls ein Code nicht gelesen werden kann, erfolgt eine Fehlermeldung. Der Code muss dann erneut markiert und der Prüfvorgang wiederholt werden. So ist genau nachvollziehbar und rückverfolgbar, welche Schaufeln in welchem Triebwerk wo ausgebaut und im gleichen Triebwerk an gleicher Stelle wieder verbaut worden sind.
Kundennutzen:
Durch die Prüflösung zur 100-%-Kontrolle kann der Kunde den geforderten Herkunftsnachweis für den Einbau der sicherheitsrelevanten Bauteile gegenüber den Luftfahrtbehörden erbringen. Die Verwendung bewährter Komponenten ermöglichte eine kostengünstige Realisierung der Prüfstation, die flexibel für alle Typen von Triebwerksschaufeln eingesetzt werden kann.
Aufgabenstellung:
Nach der Herstellung von Kurbelwellen werden die Lagerstellen in einem Prüfautomaten bezüglich des Rundlaufes, der Oberflächenqualität und der Durchmesser geprüft. Anhand dieser Daten wird beim Einbau der Kurbelwelle eine paarweise Auswahl von Lagerschalen, Pleuel und Pleueldeckel zu den Lagerstellen vorgenommen. Zur Kennzeichnung wird direkt im Anschluss an die Prüfung mittels eines Lasers auf der polierten Stirnseite ein Data Matrix Code aufgebracht und in dem SAP-System die Codierung den Messdaten zugeordnet. Dieser Data Matrix Code muss im Anschluss an die Markierung auf Lesbarkeit und korrekten Dateninhalt kontrollierte werden.
Realisierung:
Mit dem auf Bildverarbeitung basierendem Codelesesystem DMx Auto ID+ konnte die Codeverifizierung realisiert werden. Hierzu wurde das PC-Codelesesystem mit einer 640 x 480 Pixel CCD Kamera aufgebaut. Zur diffusen Beleuchtung der stark reflektierenden Oberfläche wurde eine Ringleuchte in der verlängerten Drehachse der Kurbelwelle montiert. Nach der Lagerprüfung und dem Aufbringen des Data Matrix Codes durch den Markierlaser wird dieser von der Kamera aufgenommen und der Dateninhalt mit den Vorgaben verglichen. Die hierzu notwendigen Informationen werden dem Bildverarbeitungssystem durch die Prüfanlagensteuerung übergeben. Bei Übereinstimmung der Codevorgaben mit dem Leseergebnis wird ein entsprechendes Freigabesignal an die Steuerung übergeben.
Kundennutzen:
Nicht lesbare Codes oder Codes mit falschem Dateninhalt können im folgenden Montageprozess zu erheblichen Störungen oder Qualitätsmängeln des Produktes führen. Mit der Codeverifizierung unmittelbar nach dem Markieren kann dies zuverlässig ausgeschlossen werden.
Aufgabenstellung:
Im Druckgussverfahren hergestellte Alu-Zylinderköpfe für die Automobilindustrie werden zur Rückverfolgbarkeit und zur Anlagensteuerung mit Data Matrix Codes gekennzeichnet. Dieser wird direkt nach dem Gießprozess auf die unbearbeitete Bauteiloberfläche mittel Lasers aufgebracht. Zur Vorbereitung der Gießoberfläche wird durch den Markierlaser die Codefläche vor der eigentlichen Codemarkierung leicht abgetragen. In den nachfolgenden Bearbeitungsstationen wird anhand des Codes das zugehörige Zerspanungsprogramm angewählt. Hierzu muss ein Codelesegerät gefunden werden das entlang der Fertigungslinie den Matrixcode mit einer Readability von 99,9% auch bei ungünstigen Lesebedingungen erkennt.
Realisierung:
Mit dem kompakten Codelesegerät Hawk Eye 20 konnte eine Identifikationslösung gefunden werden die an 10 Lesestationen in der Fertigungslinie das Bauteil anhand des direktmarkierten Data Matrix Codes identifiziert. Über die Anlagensteuerung der vollautomatischen Produktionslinie wird die jeweilige Lesung ausgelöst. Die in den kompakten Codelesegeräten integrierte Ringleuchte ist speziell auf die Anforderungen von auf Metalloberflächen direktmarkierten Codes abstimmt. Dadurch kann auch bei ungünstigen Kontrastverhältnisse die notwendige Lesesicherheit erreicht werden. Über eine V24-Schnittstelle wird das Leseergebnis an die Steuerung der Bearbeitungsmaschine übermittelt und das entsprechende Bearbeitungsprogramm aufgerufen.
Kundennutzen:
Mit dem an die Anforderungen der Lesung von direktmarkierten Metallbauteilen angepassten Codelesegerät ist die Umsetzung der Applikation ohne großen Anpassungsaufwand bei Beleuchtung und Einlernprozess möglich. Auch hohe Anforderungen an die Lesesicherheit können so erfüllt werden.
Aufgabenstellung:
Bei dem LKW-Hersteller DAF wird eine Lösung zur Rückverfolgung von Bauteilen in der Motorenfertigung mit direktmarkierten 2D-Data-Matrix-Codes gesucht. Die Codes von verschiedenen Motorteilen wie Motorblöcken, Zylinderköpfen, Pleuel und Nockenwellen sollen in verschiedenen Bearbeitungsstationen gelesen werden. Vor jeder Bearbeitungsstation wird über eine Datenbank im Hintergrund eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt, ob das identifizierte Bauteil zur Bearbeitung freigeben ist. Die Bauteile stammen von unterschiedlichen Herstellern und können mit Kühlmitteln oder Öl benetzt sein. Zusätzlich ist eine zentrale Fernwartung der Kameras und Erfassung der Fehlerbilder gefordert.
Realisierung:
ISW führte Vorversuche durch und erstellte zunächst eine umfassende Machbarkeitsstudie, bei der unter anderem die Codelesung in verschiedenen Bearbeitungszuständen der Bauteile für jede einzelne Lesestation untersucht wurde. Daraufhin wurde festgelegt, dass die Bauteile einheitlich mit gelaserten Codes markiert werden müssen.
ISW realisierte federführend die Rückverfolgungslösung mit rund 50 Kameras der Serie Hawkeye 1515 MD mit integrierter Beleuchtung. Jede Lesestation ist mit einem eigenen kleinen Schaltschrank ausgestattet und kann selbständig agieren. Die Kameragehäuse entsprechen der Schutzklasse IP66. Zusätzlich wurde eine Vorrichtung zum Abblasen von Benetzungen auf den Matrixcodes mit Druckluft installiert. Zur Integration der Kameras in die Maschinensteuerungen der Anlagen wurde mit spezieller Software eine Profibus-Anbindung an verschiedene SPS-Systeme programmiert. Per Netzwerkanbindung kann die Diagnose bzw.Parametrierung über den Zentralrechner durchgeführt werden. Auf dem gleichen Weg werden eventuelle Fehlerbilder (nicht auszuwertende Codes) gesendet und zentral gespeichert. Das Identifikationssystem erreicht die geforderte sehr hohe Zuverlässigkeit von 6 Sigma.
Kundennutzen:
Es konnte auch bei teilweise verschmutzten Bauteilen eine sehr zuverlässige Rückverfolgungslösung realisiert werden, die unter anderem durch die zentrale Speicherung der Fehlerbilder eine zusätzliche Prozessoptimierung ermöglicht. Die Fernwartung der Kameras bietet eine ebenso schnelle wie bequeme - parallel zum Fertigungsprozess mögliche - Diagnosefähigkeit.
Aufgabenstellung:
Bei der Herstellung und Bestückung von Leiterplatten für Mobilfunktelefongeräte wird die Variantenproduktion anhand eines mittels Laser direktmarkierten Data Matrix ECC 200 Codes gesteuert. Dabei gilt es den Code trotz variierender Plattenfarben, unterschiedlicher Beschichtungslackdicken und Durchbiegungen der Leiterplatten in unterschiedlichen Codequalitäten sicher lesen zu können. Insgesamt 7 Lesestationen in der Fertigungslinie und 5 Reparaturplätze müssen mit Lesegeräten ausgestattet werden.
Realisierung:
Eine sichere Codelesung in der Fertigungslinie konnte mit dem Codelesegerät HawkEye 1500 mit der high density Optik realisiert werden. Die Reparaturplätze werden mit handgeführten HawkEye 30 Codelesegeräten für hochauflösende Codes ausgestattet. Zur Beleuchtung dient die in den Codelesegeräten integrierte LED-Beleuchtung die durch eine seitliche Schräglichtquelle unterstützt wird. Die einzelnen Lesestationen werden über bis zu 40 m lange Anschlusskabel auf 2 PCs zusammengefasst und hierüber an SAP angeschlossen. Auf Basis der zusammengeführten Leseergebnisse ist eine Prozesssteuerung und Prozessstatistik sowie eine Online Überwachung der Kameras über einen zentralen Bedienplatz möglich.
Kundennutzen:
Aufgrund der guten Leseeigenschaften des HawkEye 1500 HD stellen die Qualitätsvarianzen der Matrix Codes keine Beeinträchtigung für eine sichere Lesung dar. Unterstützt durch eine Schrägstellung des Lesegerätes von bis zu 30° sowie der seitlichen Beleuchtung kann auch bei spiegelnden Lackschichten die Codelesung prozesssicher realisiert werden.
