Immer mehr finden sich in der Produktion optische Prüfanlagen mit industrieller Bildverarbeitung. Anstelle eines einzigen Prüfsystems am Ende der Produktionslinie, übernehmen verteilte, in den Prozeß integrierte Prüfsysteme die Kontrolle. Die Ursache mangelnder Produktqualität wird bei diesen Prüfkonzepten klar detektiert, damit die Produktion bei Auftreten von Serienfehlern gestoppt werden kann. Ein teures Weiterveredeln mangelhafter Halbprodukte findet nicht mehr statt. Als Konsequenz steigt die Qualität, gleichzeitig sinken die Produktionskosten.
Kompakte Bildverarbeitungssysteme prüfen die Vollständigkeit, kontrollieren Oberflächen und sehen Montagefehler. Robot Vision, das sogenannte Robotersehen, heißt das magische Wort zum Einzug der Optik in die Roboterwelt. Ein integriertes maschinelles Auge läßt Formpaletten entfallen wie auch teure Positioniereinrichtungen für die Werkstücke. Berührungsloses Messen vereinfacht den Aufbau der Anlage und rückt der 100%igen Qualitätskontrolle noch etwas näher.
Auch zur Steuerung von Produktions- und Montageabläufen kommen Bildverarbeitungssysteme zum Einsatz, in nahezu allen Industriezweigen.
Die Möglichkeit der direkten Ansteuerung von Aktoren und die Abfrage von weiteren Sensoren ist vor allem bei Automatisierungslösungen ohne SPS vorteilhaft. So sind von dem Kamerabildverarbeitungssystem PICTOR beispielsweise auch Pneumatik-Komponenten ohne weiteren elektronischen Aufwand direkt ansteuerbar (24V, 150mA, optoentkoppelt). Die geringen Abmessungen vereinfachen die Integration in bestehende Anlagen, stellen aber auch die Voraussetzungen für moderne Automatisierungstechnik dar. Alle Daten werden per serieller Schnittstelle an die Steuerung weitergeleitet.
Klar erkannt und Fehler gebannt
Die hier vorgestellte Applikation zeigt die vollautomatische Endprüfung von Fieber-thermometern auf ihre Meßgenauigkeit. Die Überprüfung muß nach Temperierung auf eine definierte Meßtemperatur und Abkühlung auf Raumtemperatur bei insgesamt zwei Prüftemperaturen erfolgen. Die Thermometer werden vereinzelt und in ein vertikal umlaufendes Band mit Hilfe von senkrecht eingehängt. Die Halterungen sind drehbar, so daß die Thermometer um ihre Achse geschwenkt werden können.
Zwei Bildverarbeitungssysteme Pictor prüfen noch in der waagerechten Förderlage die Drehlage der Thermometer. Entsprechend der ermittelten Drehlage werden die Thermometer so aufgenommen und gedreht, daß die Skala und die Kapillare sichtbar sind, um die Kalibrierung durchführen zu können. Die Thermometer durchlaufen nacheinander zwei hochgenaue Temperaturbäder (36 und 41°C), wobei ein System den Flüssigkeitsstand in der Meßkapillare noch während des Durchlaufes des 36°C-Bades mißt und zwei weitere Systeme jeweils nach Abkühlung. Um den ca. 0,05 mm breiten Flüssigkeitsfaden in der Meßkapillare bildverarbeitungstechnisch sicher erfassen zu können, muß das Thermometer vor der Kamera gedreht werden. Aufgrund der prismatischen Gestaltung der Meßkapillaren erscheint während dieser Drehung der Flüssigkeitsfaden kurzzeitig verbreitert und ist mit Hilfe der robusten Kantendedektionsalgorithmen von der Bildverarbeitung sicher erkenn- und auswertbar.
Nach Bestimmung des Flüssigkeitsstandes erfolgt die Skalenlageerkennung und der Vergleich mit dem zugehörigen Skalenstrich. Entsprechend der Abweichung werden die Thermometer bei der Ablage in Gutstück und Ausfall sortiert. Die Gesamtsteuerung der Bewegungsabläufe und die Linearachsen übernimmt eine Prozeß-SPS. Die Bildverarbeitungssysteme übergeben sämtliche Daten über serielle Schnittstellen an die Steuerung.
Taktzeit der Anlage: 30 Teile pro Minute.
Meßgenauigkeit der Bildverarbeitung: 0,05 mm. Mit dem System PICTOR wird ein in mehr als 1000 Applikationen weltweit bewährtes Bildverarbeitungssystem eingesetzt, welches sich durch seinen effektiven Befehlssatz und der modulorientierten Programmierung auszeichnet. Ohne Kenntnisse einer höheren Programmiersprache können vom Anwender leistungsfähige Bildverarbeitungstools zu einen Prüf- bzw. Meßablauf zusammengestellt werden. Als Funktionen stehen neben der gesamten 2D-Meßtechnik eine große Anzahl von Prüfbefehlen wie Objekt- und Mustersuche, Oberflächenanalyse als auch Drehlageerkennung für Robotikanwendungen zur Verfügung. Funktionen zur Schnittstellenbedienung werden wie die Bildverarbeitungsfunktionen in den Gesamtablauf mit eingebunden. Unterschieden nach dem eingesetzten Bildaufnahmesensor werden progressive scan, high definition (1300×1024 Pixel), colour und standard Systeme angeboten. Zur optischen Abbildung und zur Beleuchtung des Prüflings kommen telezentrische Komponenten zum Einsatz. Telezentrische Abbildungs- und Beleuchtungskomponenten haben den Vorteil, daß die Objektkanten räumlich ausgedehnter Prüflinge scharf und lageunabhängig auf dem Sensorchip des Bildverarbeitungssystem abgebildet werden und somit ein exaktes Erfassen der Abmessungen möglich ist. Die robuste Ausführung und die Tatsache, daß die gesamte Ansteuerelektronik bereits in der Beleuchtungskomponente integriert ist, erleichtern die Installation erheblich.
CONTROL Halle 3, P 753
Weitere Informationen A QE 501
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