Bestens für die Zukunft gerüstet

Der Beitrag kommt aus dem Hause Panasonic Electric Works Austria GmbH, BIEDERMANNSDORF

Um immer schneller werdende Prüfabläufe mit dieser Kompaktklasse noch besser realisieren zu können, erweitert Panasonic sein Bildverarbeitungsangebot um ein neues System, den Micro-Imagechecker PV310.

Vor über 25 Jahren entwickelte Panasonic seine ersten Bildverarbeitungssysteme. Anfangs nur für den firmeninternen Einsatz gedacht, fanden sie so großes Interesse, dass Bildverarbeitung offiziell in das Produktspektrum aufgenommen wurde. Die Entwicklung wurde kontinuierlich vorangetrieben. Vor 10 Jahren wurde eine zusätzliche Bildverarbeitungs-Entwicklungsabteilung außerhalb Japans in Holzkirchen bei München eingerichtet, was den hohen Stellenwert der Bildverarbeitung unterstreicht. Mit der Einführung der A-Serie im Jahr 2000 setzte Panasonic Zeichen für eine neue Klasse: die Kompaktsysteme.

Auch hier geht die Entwicklung stetig voran. Neuestes Produkt ist der Micro-Imagechecker PV310. Trotz des schon sehr hohen Leistungsniveaus der vorhandenen Systeme konnte die Auswertegeschwindigkeit noch einmal um bis zu 40x beschleunigt werden. Hauptsächlich verantwortlich dafür ist ein spezieller Signalprozessor, der die Vorverarbeitung übernimmt. Da es heute oft auf jede Millisekunde bei der Prozessoptimierung ankommt, bringt die schnellere Auswertung oft beachtliche Einsparungen durch höhere Taktraten. Vor allem in der Kunststoff- und Verpackungsindustrie werden heute schnelle Bildverarbeitungssysteme benötigt. Im Kunststoffbereich sind es oft die Spritzmaschinen mit Mehrfachwerkzeugen, die in einem Takt gleich mehrere Teile formen. Diese müssen bis zum nächsten Zyklus vollständig kontrolliert sein. Keine einfache Anforderung, sind doch aufgrund der Komplexität heutiger Teile meist mehrere Kameras erforderlich. In der Verpackungs- und Lebensmittelindustrie steht die kontinuierliche Kontrolle von Bahnware mehr im Vordergrund. So werden mit dem PV310 z.B. erfolgreich Etikettenbänder auf Druck- und Stanzfehler geprüft oder die Größe, Form und Oberflächenbeschaffenheit von Backwaren auf Transportbändern kontrolliert.

Die hohe Rechenleistung ermöglicht die Realisierung von zusätzlichen Anwendungen, die bisher im industriellen Einsatz problematisch waren. Die Oberflächen- und Kantenausbruchkontrolle des PV310 ist ein Beispiel dafür. Oberflächenkontrollen erfordern meist sehr hohe Prozessorleistungen, denn bei ihnen müssen kleinste Fehlstellen in einem großen Prüfbereich gefunden werden. Die Defekterkennung des Imagecheckers erkennt Risse, Kratzer, Lunker oder Einschlüsse auf nahezu allen Materialien. Besonders hervorzuheben ist dabei, dass diese Erkennung auch den äußersten Rand eines Produktes erfasst. Keine Selbstverständlichkeit – einfachere Verfahren wie z.B. die Merkmalserkennung erfordern oft einen Sicherheitsbereich von einigen Pixel am Rand.

Ein weiterer Vorteil der hohen Rechenleistung ist, dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Bildverarbeitungssystems so hoch ist, dass der Ausstoßmechanismus für Schlechtteile direkt angesteuert werden kann und somit teure Zusatzsteuerungen für Schiebregister und Geschwindigkeitsaufnehmer entfallen.

Ein zusätzliches Feature des PV310 ist die Größenanpassung der Prüfkriterien. Mit dieser Funktion können verschiedene Durchmesser mit einem Prüfprogramm bedient werden. Dadurch kann die Umrüstzeit zwischen verschiedenen Bauteilen zusätzlich reduziert werden.

An Hand eines Projektes mit dem Partner Hefel Technik in Dornbirn kann man die Vorteile des Systems am Besten präsentieren.

In der Lebensmitteltechnik muss nach dem Spitzgussvorgang die Oberflächenstruktur auf Ausbrüche, Einschnitte und Unebenheit kontrolliert werden. Wie immer spielte auch in diesem Projekt die Beleuchtung eine gewichtige Rolle. Die langjährige Erfahrung der Panasonic Bildverarbeitungsapplikation konnte aber auch hier helfen. In diesem Fall war der Einsatz eines domförmigen diffusen Ringlichtes die Gewinn bringende Entscheidung, da diese eine homogene Ausleuchtung der zu prüfenden Stelle gewährleistet. Durch die schräg eintreffenden Lichtstrahlen werden selbst kleinste Fehlstellen als dunkle Flecken deutlich hervorgehoben und sind für den Defekterkennungs-Algorithmus des PV310 gut zu erkennen. Dieser Prüfchecker positioniert eine Vielzahl kleiner Prüfzellen über den Kontrollbereich. Die Grauwertunterschiede zwischen diesen Feldern werden in einem über viele Jahre von Panasonic optimierten Verfahren bewertet. Der Vorteil des Verfahrens ist, dass damit nicht nur kleinste Fehlstellen erkannt, sondern Hintergrundstörungen unterdrückt werden. Da in einem Produktionsschritt verschiedene Durchmesser überprüft werden, wurde die bereits oben angeführte Größenanpassung für diesen Prüfchecker aktiviert. Durch diesen Schritt wird bei allen Prüflingen die komplette Oberfläche kontrolliert. Trotz dieses hohen Rechenaufwands werden dank der Hochleistungsprozessoren nicht einmal 75ms für die Kontrolle benötigt. Aufgrund dieser hohen Auswertungsgeschwindigkeit wurde beim Kunden eine 100%ige Kontrolle der produzierten Teile erreicht.

Weitere Entscheidungskriterien für den Kunden waren die einfache und übersichtliche Bedienung, der Wegfall von zusätzlichen Steuerungen für die Ausschleusung fehlerhafter Teile und die kompetente und schnelle Beratung vor Ort.

Die hohe Rechenleistung erlaubt nicht nur Einsparungen durch kürzere Taktzeiten, sie ist auch die Grundlage für neue, verbesserte Verfahren wie z.B. der Defekterkennung des Micro-Imagecheckers PV310. Die Robustheit und hohe Erkennungssicherheit durch Größenanpassung der Prüffenster sowie Grauwertfilter reduziert den Serviceaufwand deutlich und hilft damit, Betriebskosten zu sparen. Gleichzeitig eröffnen sich neue Einsatzfelder in der kunststoff- und metallformenden Industrie, die bisher aufgrund der fehlenden Auswerteleistung nur begrenzt bedient werden konnten.

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