Bewährtes aus der Bildverarbeitungs-Praxis Bildverarbeitung lohnt sich in allen Branchen

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Bildverarbeitungs-Systeme entwickeln sich immer mehr zu zentralen Bestandteilen effektiver Automatisierungs-Prozesse. Welches Potenzial hinter der Technologie steckt, zeigt sich dabei am deutlichsten in konkreten Anwendungen. Aktuelle Beispiele beschreiben Lösungen aus unterschiedlichen Branchen, die die Wettbewerbsfähigkeit steigern, indem sie Kosten senken, Qualität erhöhten oder Prozesse optimierten.

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Cognex: Vollständigkeitskontrolle von Motoren
Cognex: Vollständigkeitskontrolle von Motoren
( Archiv: Vogel Business Media )

Immer mehr Systemintegratoren und auch Endkunden haben die Bedeutung der industriellen Bildverarbeitung erkannt. Das technische Wissen der Industrie hat daher heute ein hohes Niveau erreicht und ermöglicht es, Zug um Zug neue Anwendungen zu realisieren.

? Basler: Kurze Desgin-in-Zyklen, in Kombination mit Software und pylon-Treiber, sprechen für die leichte Integration der scout-Kameras von Basler. In einer konkreten Anwendung inspizieren gleichzeitig 11 Kameras Endlosbahnen von Papier oder Stahl. Jeweils drei Kameras sind an einem Gigabit-Ethernet-Switch angeschlossen, wobei jeder mit einem IPC verbunden ist, der evtl. Fehler klassifiziert und die Ergebnisse an den Bediener, der einige Hundert Meter entfernt arbeiten kann, weiterleitet. Ein wesentlicher Vorteil dabei ist, dass Gigabit-Ethernet analoge Multi-Kamera-Systeme schnell und effizient ersetzen kann bei verbessertem Preis-/Leistungsverhältnis. Hier konnten beispielsweise die gesamten Systemkosten um einen zweistelligen Prozentsatz gesenkt werden. Die Kameras sind mit einem internen Speicher für verlustfreie Datenübertragung ausgestattet, um fehlende Bildinformationen nochmals durch den PC abzurufen und von der Kamera zu senden. Zudem lassen sich Bilder auch nach einem definiertem Zeitverzug übermitteln. Somit können alle Kameras gleichzeitig Bilder aufnehmen, um sie anschließend sequentiell an den Rechner zu liefern. Vor der Integrationsphase hat der Kunde zwei Systemaufbauten getestet: Bei dem ersten, mit acht Kameras und drei Rechnern, traten während der 13-tägigen Testphase keine Fehler auf. Die zweite, anspruchsvollere Konfiguration umfasste drei Kameras, die an einem Rechner mit zwei high-priority load-generation-threads angeschlossen waren, um das System in der Testphase zusätzlich zu belasten. Diese Konfiguration lief 19 Tage lang mit mehreren hundert Millionen Bildern fehlerfrei.

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? Cognex: Eine Anwendung, die Cognex realisiert hat, ist die Vollständigkeitskontrolle in der Getränkeindustrie mit dem matrixbasierten Bildsensor Checker. Dieser kontrolliert die Anzahl der Flaschen im Bierkasten und die Verschlüsse auf Hell oder Dunkel. Als Vorteil erwies sich seine simple Installation, Bedienung und einfache Programmierung. In einem weiteren Beispiel verbesserte Cognex durch die Integration des In-Sight 5400S als autark arbeitender Codeleser die Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und das gesamte Handling eines Sterilisierungs-Arbeitsplatzes einer Klinik durch Instrumenten-Identifikation mittels Barcode. Die integrierte Beleuchtung gewährleistet ein sicheres Codelesen und übernimmt auch gleichzeitig eine Signalfunktion für die korrekte Lesung des Matrix-Codes. In der Automobilfertigung werden höchst zuverlässig arbeitende Tools für die Merkmalsfindung mit Vision-Sensoren oder PC-basierten Visionsystemen gefordert. In einer Anwendung übernehmen gleichzeitig vier Vision-Sensoren In-Sight 5000 am Roboterarm die Kontrolle von Motoren auf korrekte Vollständigkeit.

? Eltrotec: Bei der Herstellung von Sub-D-Steckerverbindern kommt es immer wieder zu fehlerhaften Teilen: Entweder sind Stecker-Pin in einem Buchsenstück oder Buchsen-Pin in einem Stecker vorhanden. Um dies zu detektieren werden mit dem Kamerasystem PAV 3100 E von Eltrotec und telezentrischer Optik senkrecht von oben die Stecker überwacht, wobei alle drei Sekunden die Fertigstellung eines Steckers erfolgt. Telezentrische Optik wird hier eingesetzt, weil nur Strahlen in Detektionsrichtung erfasst werden, was die Verzeichnungsfreiheit der Abbildung gewährleistet.

?Matrix Vision: Mit der Einführung des einheitlichen Pfandsystems wurde ein Validierungssystem für das Pfandlogo notwendig, das Matrix Vision in kurzer Zeit auf Basis der intelligenten Kamera mvBlueLYNX entwickelte. Das modulare, nachrüstbare Lesesystem mit integriertem Security Mark Reader mvSMR hat zwei wesentliche Vorteile: Die Kamera kann die erfassten Bilder direkt verarbeiten und die unterschiedlichen Belichtungsfolgen der Beleuchtungseinheiten zum Erkennen des Pfandlogos steuern. Eine Nachrüstung mit dem mvSMR und ein Update der Firmware reichen für die Aktualisierung bestehender Rücknahmeautomaten aus, da der mvSMR die Validierung des Pfandlogos übernimmt und das Ergebnis an den Rücknahmeautomaten übermittelt.

? Stemmer Imaging: Zusammen mit seinem Partner Kdorf Automation hat Stemmer eine Anwendung in der Lebensmittelindustrie erstellt, bei der ein redundantes GigE-Kamerasystem Kartonaufdrucke auf Verpackungen prüft. Interessant dabei: Die Redundanz des Systems geht so weit, dass es selbst beim Ausfall einer Kamera oder gar des PCs einsatzfähig bleibt. Für die Medizintechnik hat als weiteres Beispiel das Competence-Center Vision-Technology von Rohwedder ein System entwickelt, das bei der Fertigung eines Inhalators von Boehringer Ingelheim microParts für fehlerfreie Produkte sorgt. Dabei werden die Filtersysteme mikrogenau bis zu einer Größenordnung von 2 µm inspiziert. Durch diese Qualitätsprüfung lassen sich mögliche Fehler an den Produkten erkennen und somit ausschließen.

?Vision & Control: Eine Applikationen des bildverarbeitenden Multifunktionssensors S26 von V&C verdeutlicht, wie die einfache Handhabung eines Sensors mit der Leistungsfähigkeit eines Bildverarbeitungssystems verschmelzen kann: Einem Montageprozess werden auf einer Transporteinrichtung zwei verschieden große Gummidichtungen zugeführt, die sich visuell kaum unterscheiden lassen. Der Sensor unterscheidet die Dichtungen nach ihrer Größe und initiiert ggf. die Selektion. Für eine weitere Kontrollaufgabe werden Zahnscheiben in beliebiger Lage zugeführt. Anhand unterschiedlicher Kennzeichen auf den beiden Seiten erfasst der bildverarbeitende Sensor die Lage und löst erforderlichenfalls das Drehen der Teile aus. Der S26 prüft auch die manuelle Komplettierung von Handschuhfachdeckeln an einem Handarbeitsplatz ob die Feder vorhanden und korrekt eingesetzt ist. Die Vollständigkeitskontrolle Anzahl und die Größe der Kontaktflächen an einer Kontaktleiste übernimmt ebenfalls der Multifunktionssensor. Seine gute Auflösung realisiert auch diese Prüfaufgabe: Er unterscheidet zwei Typen von Metallzylindern anhand unterschiedlicher Ausprägungen an den Oberkanten.

Lernen von den besten Beispielen: Eine Datenbank mit Applikationsberichten aus allen Branchen hat der VDMA unter www.vdma.org/vision-at-work eingerichtet. Nach Eingabe des Suchbegriffs werden alle relevanten Berichte angezeigt. Mit einem weiteren Klick lassen sich die ausgewählten Beiträge herunterladen und ausdrucken.

(in)

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