Intelligente Arbeitsplätze –
Montagemonitoring – Echtzeit Prozessüberwachung

Aufbau eines idealen Industrie-5.0-Montageplatzes 

Ein idealer Industrie-5.0-Montageplatz mit Bildverarbeitungssystem und Beleuchtung verbindet Ergonomie, intelligente Assistenzsysteme, flexible Automatisierung und optimale Beleuchtung zu einer menschzentrierten Arbeitsumgebung.

 

Ergonomischer Arbeitsplatz

• Höhenverstellbarer Arbeitstisch für sitzende und stehende Tätigkeiten 
• Ergonomische Anordnung von Werkzeugen, Monitoren und Materialzuführung 
• Blendfreie Arbeitsumgebung mit optimierter Lichtführung 

Intelligente Bildverarbeitung

• Hochauflösende Industriekameras zur Qualitätskontrolle und Prozessüberwachung 
• KI-gestützte Bildverarbeitung zur Fehlererkennung, Positionskontrolle und Assistenzfunktion 
• Echtzeit-Feedback für den Bediener über Monitore oder visuelle Assistenzsysteme 
• Dokumentation und Rückverfolgbarkeit der Prüfdaten 

Optimierte Beleuchtung

• Flimmerfreie LED-Beleuchtung mit hoher Homogenität 
• Hoher Farbwiedergabeindex (z. B. Ra > 97) für präzise visuelle Inspektionen 
• Anpassbare Lichtfarbe und Helligkeit je nach Montage- oder Prüfaufgabe 
• Kombination aus Montageleuchte und Beleuchtung für die industrielle Bildverarbeitung 

Mensch-Maschine-Kollaboration

• Kollaborative Roboter (Cobots) zur Unterstützung monotoner oder schwerer Tätigkeiten 
• Bediener bleibt Entscheider und Qualitätsinstanz 
• Assistenzsysteme unterstützen statt ersetzen 

Typisches Praxisbeispiel: Ein Mitarbeiter montiert an einem höhenverstellbaren Arbeitsplatz. Eine blendfreie LED-Leuchte mit Ra 97 und 5000 K sorgt für normgerechte Farbwiedergabe und ermüdungsfreies Arbeiten. Parallel überwacht ein KI-gestütztes Bildverarbeitungssystem die Bauteilpositionierung und erkennt Fehler in Echtzeit. Die Beleuchtung passt sich automatisch an die jeweilige Prüfsituation an, während Cobots Material zuführen oder repetitive Arbeitsschritte übernehmen. 

Bei kombinierten Montagearbeitsplätzen muss die Beleuchtung sowohl den ergonomischen Anforderungen des Menschen als auch den technischen Anforderungen der Bildverarbeitung gerecht werden. Im Vordergrund steht dabei stets der Mensch mit blendfreiem, flimmerfreiem und hochqualitativem Licht. Gleichzeitig wird durch eine stabile, diffuse und gleichmäßige Ausleuchtung die zuverlässige Funktion der Bildverarbeitung sichergestellt. So entsteht eine ausgewogene Lösung, die Effizienz, Qualität und Ergonomie verbindet.

Faktor Mensch

• blendfreies Licht für ein angenehmes Arbeiten 
• flimmerfreie Beleuchtung 
• hohe Lichtqualität (Ra ≥ 97) zur Reduzierung von Ermüdungserscheinungen 
• homogen ausgeleuchteter Montagebereich 
• hohe Beleuchtungsstärke von ca. 2000–3000 lx für Feinmontagearbeiten 
• lichtgraues Gehäuse gemäß DIN zur Augenschonung und Reduzierung von Kontrasten 

Faktor industrielle Bildverarbeitung

• diffuse Beleuchtung zur Minimierung von Schattenbildung 
• gleichmäßig und hell ausgeleuchtetes Messfeld 
• stabile Lichtverhältnisse durch integrierte Stromregelung der LEDs (keine Helligkeitsschwankungen) 

definierte Öffnungen bzw. Aussparungen für die Kameraintegration oder sonstige Messsysteme

Des Weiteren können wir ergänzende Beleuchtungslösungen für den Industrie-5.0-Arbeitsplatz anbieten. Diese unterstützen nicht nur optimale Lichtverhältnisse, sondern verbessern auch Ergonomie, Prozesssicherheit und Effizienz im Arbeitsumfeld. Dazu zählen beispielsweise adaptive Beleuchtungssysteme, Status- und Signalleuchten sowie UV- und Spezialbeleuchtungen für individuelle industrielle Anwendungen.

Adaptive Beleuchtungssysteme
Intelligente Lichtsteuerung zur automatischen Anpassung von Helligkeit und Farbtemperatur an Arbeitsaufgabe, Tageszeit oder individuelle Bedürfnisse der Mitarbeitenden. 

Zuschalten von zusätzlichen punktuellen Lichtern für gezielte Kameraprüfungen.

Status- und Signalleuchten
Visuelle LED-Signale zur klaren Darstellung von Maschinenzuständen, Prozessabläufen oder Sicherheitsinformationen in Echtzeit. 

Als Signal für eine zeitgebundene Sichtprüfung oder Montagehalt.

UV- oder Spezialbeleuchtung
Spezialisierte Beleuchtungslösungen für Anwendungen wie Materialprüfung, Fluoreszenzanalyse oder kontrollierte Reinraumumgebungen.

Bislang ist es oft noch üblich, den Arbeitsschritt erst nach Fertigstellung an anderer Stelle zu kontrollieren. Baugruppen müssen zeitaufwändig aussortiert oder nachgebessert werden.

Mit einer Echtzeitüberwachung werden Fehler direkt im Arbeitsschritt erkannt und an den Werker weitergeleitet. Dieser kann den Fehler sofort und mit geringem Zeitaufwand beheben. 

Der Werker lernt sofort und kann diesen Fehler bei der Montage der nächsten Baugruppe vermeiden.

Wird ein Teil oder eine Baugruppe am Arbeitsplatz positioniert, wird dieses mit Hilfe von

• seiner Form
• Merkmalen
• QR-Codes, Barcodes
• Beschriftungen

automatisch erkannt.

So werden Verwechslungen von Bauteilen ausgeschlossen oder der Werker erhält zusätzliche Informationen wie z.B. Arbeitsanweisungen zum Produkt.

Für eine gründliche Wareneingangskontrolle werden in der Regel Packlisten, Lieferscheine und Übergabeprotokolle des Spediteurs geprüft. Außerdem wird die Ware auf Richtigkeit, Mängel und Menge überprüft. 

Dieser Prozess kann durch einen intelligenten Arbeitsplatz deutlich verbessert werden. 

Nach dem Scannen erhält der Mitarbeiter weitere wichtige Informationen zum Auftrag, zum Produkt und zu den Prüfkriterien.

Zusätzlich können Fotos zur Dokumentation hinterlegt werden.

Ein wichtiger Teil des Warenausgangs ist die Warenausgangskontrolle. Dabei wird überprüft, ob alle Waren vollständig, ordnungsgemäß verpackt und frei von Mängeln sind. 

Nach dem Scannen erhält der Mitarbeiter weitere wichtige Informationen zum Auftrag, zum Produkt und zum Lieferumfang. 

Da dies digital geschieht, werden weniger Papierdokumente benötigt. Verwechslungen können so vermieden werden.

Zusätzlich können Fotos zur Dokumentation hinterlegt werden.

Unter optischer Qualitätskontrolle versteht man verschiedenste Prüfverfahren zur Qualitätsbestimmung und -sicherung von Produkten aus der Produktion. So kann z.B. die Stückzahl von Bauteilen bestimmt werden, aber auch deren Abmessungen, die Qualität von Laserbeschriftungen oder die Oberflächenbeschaffenheit.

Dieser Prozess kann durch industrielle Bildverarbeitung verbessert oder unterstützt werden. Die Kamera kennt weder Ermüdungserscheinungen noch schlechte Tage.

Gerade hier ist es wichtig, dass sowohl der Werker als auch das Kamerasystem über eine für beide optimierte Beleuchtung verfügen.

Die manuelle Montage birgt ein hohes Fehlerrisiko, wenn ohne Werkerführungssystem gearbeitet wird. Eine klare Anleitung oder ein Werkerassistenzsystem sind daher unerlässlich, um die Wahrscheinlichkeit menschlich verursachter Fehler zu reduzieren.

Diese Systeme bieten Unterstützung.

• mittels digitaler Arbeitsanweisungen
• Echtzeit-Feedback über mögliche Fehler
• erleichtertes und beschleunigtes Einlernen neuer Mitarbeiter
• Ein weiterer Vorteil ist die leichtere Umstellung bei oft wechselnden Baugruppen.

Die Möglichkeit der flexibleren Einsatzgestaltung der Mitarbeiter bietet eine Steigerung deren Arbeitszufriedenheit, da die Unterstützung durch den Arbeitgeber ein Gefühl der Sicherheit bei der Arbeit vermittelt.

Assistenzroboter, d. h. Roboter, die sich den Arbeitsraum mit dem Menschen teilen, ermöglichen eine Teilautomatisierung von Montageumfängen. So können auch Arbeitsschritte, die sich aus wirtschaftlicher Sicht nicht für eine Vollautomatisierung eignen, automatisiert werden. 

Um im Arbeitsraum des Menschen mit diesem sicher und sinnvoll zu interagieren, müssen Assistenzroboter eine Reihe von Voraussetzungen erfüllen:

Die Anforderungen an Assistenzroboter sind vielfältig. Im Mittelpunkt stehen die 

• Sicherheit des Menschen sowie
• eine einfache Bedienung, um Mitarbeiter flexibel einsetzen zu können.
• Zudem muss die robuste Prozessausführung eine Einbindung in die bisher manuelle Montageumgebung gewährleisten.

Bei der Entwicklung von Assistenzsystemen ist eine geeignete Ausleuchtung zur Erkennung möglicher Risiken von zentraler Bedeutung. Gleichzeitig muss eine angenehme Beleuchtung am Arbeitsplatz sichergestellt werden.