Inspektion in Farbe

Dipl.-Ing. Robert Ruthenberg, PR-Referent der Firma Keyence, Nürnberg

Ob es nun gilt, ähnliche Farben wie schwarz und dunkelgrün zu unterscheiden, oder der Rand einer transparenten Folienbahn zu erfassen ist, stets sieht das menschliche Auge mehr, als die besten marktüblichen monochromen Bildverarbeitungssysteme. Ganz schwierig wird es, wenn gleiche Produkte lediglich marginale Fehler aufweisen. Sicher, durch verschiedene Berechnungsalgorithmen oder der Verwendung der Fuzzy-Technologie lassen sich konventionelle Bildverarbeitungssysteme etwas verbessern, doch die oft mäßige Bilderfassung bleibt. Auf Grund der erheblich steigenden Qualitätsansprüche der Anwender gilt es in der Praxis, selbst kleinste Fehler innerhalb der Produktion von Massenteilen zu erkennen, um die Ausschussware einwandfrei aussortieren zu können.

Mit dem neuentwickelten Farbbildverarbeitungssystem „CV-700“ lassen sich nunmehr selbst geringste Fehler detektieren. Die integrierte Skalenverarbeitung von Farbschattierungen sowie die gleichzeitige Verwendung der Helligkeitswerte erlaubt es dem Anwender bei Einsatz dieses Gerätes, selbst ähnlich helle Farben wie schwarz und dunkelgrün oder weiß und hellgelb einwandfrei zu unterscheiden. Damit lassen sich nicht nur Fehler an Produkten besser erkennen, selbst die Ränder von kontrastarmen Produktbahnen sind damit eindeutiger zu detektieren.

Bei der Automobilproduktion wird solch ein Bildverarbeitungssystem unter anderem zur Unterscheidung von gelochten und ungelochten Bremsscheiben verwendet. Vor allem die stabile Erkennung auf Grund der Farbtechnologie trotz spiegelnder Oberflächen der Bremsscheiben sowie dessen einfache Handhabung konnten überzeugen.

Zur präziseren Messung der Objekte oder Bahnen wird bei diesem Farbbildverarbeitungssystem ein Pixel des CCD-Elementes in 10 u 10 Segmente unterteilt. Die Genauigkeit bei der Kantenerkennung liegt deshalb wesentlich unterhalb der Kamera-Pixelebene und zwar bei 0,1 Pixel. Diese Technik ermöglicht eine präzisere Abmessungserfassung und -positionierung. Dies erlaubt es dem Anwender wiederum, selbst unscheinbare Fehler eindeutig zu identifizieren. Die Qualität seiner Produkte wird dadurch weiter gesteigert. Die Gesamtzahl der Pixel liegt übrigens bei 240000.

Darüber hinaus verfügt die Modellreihe „CV-700“ über quadratische CCD-Elemente. Aus diesem Grund erfolgt ein Messvorgang sehr schnell und präzise, da bei der Messung keine Verhältniskorrektur vorgenommen werden muss. Die normierte Korrelationsfunktion wiederum garantiert eine stabile Messung selbst bei Änderungen der Umgebungshelligkeit. Stör- und Fremdlichteinflüsse können die Messung daher nur geringfügig beeinflussen. Die Messsicherheit steigt somit erheblich.

Sehr viel bessere Messergebnisse erhalten die Anwender auch bei der Bildverarbeitung von beispielsweise runden Kunststoff-Verpackungskappen. Wo es bisher auf Grund der Wölbung oft zu Fehlmessungen kam, wird mittels dem Farbbildverarbeitungssystem „CV-700“ die Erkennungsqualität eindeutig gesteigert.

Durch den Einsatz eines Compact-Flash-Speichermediums lassen sich sowohl die einmal eingestellten Daten wie auch die Messwerte selbst problemlos abspeichern. Bis zu 128 Bilder können auf einer 32 MB-Speicherkarte sicher abgelegt werden. Selbstverständlich sind diese Daten jederzeit wieder abrufbar.

Sehr viel Wert legten die Keyence-Ingenieure auf eine möglichst einfache Bedienbarkeit des neuen Farbbildverarbeitungssystems „CV-700“. Über die rechts angeordneten Tasten direkt am eingebauten 5,5 Zoll TFT-LCD-Farbmonitor lässt sich per Pulldown-Menüs das Gerät sehr leicht bedienen. Noch ein bisschen komfortabler geht es mit der Fernbedienung.

Selbstverständlich verfügt das Farbbildverarbeitungssystem über eine Hochgeschwindigkeitssuche, welche 10mal schneller arbeitet als herkömmliche Systeme. Die 360-Grad-Winkelkorrektur erkennt auch schräg ankommende Objekte sofort und durch die Gesamtpixelabtastung erzielt der Anwender eine sehr viel höhere Auflösung. An dem Steuergerät lassen sich zudem zwei Kameras parallel anschließen. Ein synchrones Arbeiten beider Kameras und damit ein ständiger Objektabgleich oder eine Differentialmessung von Mehrfachpunkten ist somit zu jeder Zeit möglich. Selbst die Erfassung besonders großer Objekte lässt sich mit Hilfe von zwei Kameras nunmehr mit nur einem einzigen Bildverarbeitungssystem kostengünstiger vornehmen. Der Automobilzulieferer Bosch beispielsweise setzt Geräte der Baureihe „CV-700“ nicht zuletzt wegen der Kompaktheit des Systems gerne ein und weil kein extra Rechner benötigt wird. Aus diesem Grund lassen sich selbst bestehende Produktionsmaschinen damit einfach nachrüsten. Die Stuttgarter setzen diese Bildverarbeitungssysteme unter anderem zur Schrifterkennung auf öligen Teilen ein sowie zur Vermessung von Einstichen an Keramikteilen von Lambdasonden. Wie aufgezeigt, erweitert das neue Bildverarbeitungssystem „CV-700“ die Anzahl der möglichen Anwendungen. Es ist sehr präzise, robust und äußerst wirtschaftlich. Aufgrund der weltweiten Präsenz des Herstellers sind Lieferung und Service überall gegeben.