„Um die Bedeutung unserer Entwicklung verstehen zu können, muss man sich vor Augen halten, wie Systeme zur Druckbildkontrolle bisher entstanden sind“, sagt Roman Haller, Projektleiter des Schweizer Bildverarbeitungsspezialisten Compar. Die automatisierte optische Kontrolle von Druckbildern sei keine einfache Angelegenheit, für die man lediglich einige Gut/Schlecht-Vergleichsbilder benötige. In der Realität seien die Anforderungen oft sehr komplex, weil der Teufel meist im Detail stecke. Das fange schon mit der kaum überschaubaren Vielfalt der eingesetzten Druckverfahren sowie der zu bedruckenden Produkte an. Hinzu komme als weiterer wichtiger Faktor die Festlegung der Toleranzen dessen, was noch akzeptiert werden kann und was nicht. Zudem variiere die Bandbreite der Qualitätsvorgaben je nach Einsatzgebiet enorm.
An der Spitze der Anforderungen stehen laut Haller Branchen wie die Pharma- oder die Uhrenindustrie, wo teils schon Abweichungen im Bereich von Hundertstel Millimetern als Ausschusskriterium gewertet werden. Hersteller von Spielzeug oder Verpackungen seien diesbezüglich oft viel toleranter. Hier seien andererseits oft Kriterien wie Ästhetik beziehungsweise Produktanmutung zu berücksichtigen. Neben der Frage der reinen Konturschärfe gehe es dabei zum Beispiel um Farbabweichungen, die Gleichmäßigkeit des Farbauftrags oder Verzerrungen des Druckbilds. Letztere hängen teils vom Druckverfahren ab. So komme es beispielsweise beim Tampondruck zu unterschiedlichen Breitungen des elastischen Druckstempels in Abhängigkeit von der Anpresskraft. Auch Geometrievariationen bei zwei- oder dreidimensional gekrümmten Objekten oder temperaturbedingte Maßänderungen im Augenblick des Drucks könnten zu Verzerrungen führen.
Wegen dieser Vielfalt musste bisher bei der Entwicklung automatischer Kontrollsysteme fast immer ein individuell auf die Bedürfnisse des Kunden hin entworfener „Maßanzug“ aus Hardware und Software realisiert werden.
„Druckergebnisse weisen je nach Technologie stets eine gewisse Variabilität auf, weshalb die Wahl der Qualitätskriterien erhebliche Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit der Fertigung haben kann“, sagt Haller. Infolgedessen könnten zu hohe Ansprüche je nach Produkt und Druckverfahren inakzeptabel hohe Ausschussquoten nach sich ziehen. Zudem müsse man stets auch die Eigenheiten des eingesetzten Druckverfahrens berücksichtigen. So sei beim Laserdruck unerwünschter Einbrand an der Oberfläche der Teile möglich. Beim Digitaldruck mit Tintenstrahl-Druckköpfen könne es zum Ineinanderfließen benachbarter Tröpfchen kommen, und beim Bedrucken gekrümmter Oberflächen sei häufig mit Verzerrungen beziehungsweise. „Ziehharmonika-Effekten“ zu rechnen.
Nahezu unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten
im Druckbereich
„Unsere neue Software Visionexpert Optical Print Inspection enthält das gesamte Erfahrungswissen aus einer Vielzahl über die Jahre hinweg realisierter Einzellösungen in einem äußerst vielseitig einsetzbaren Gesamtpaket“, verrät Haller. Dazu gehören auch komplexe Fähigkeiten wie die Berücksichtigung von Verzerrungen etwa bei flexiblen Materialien wie Folien oder Textilien, die Verwendung von Masken zur Ausblendung störender Umgebungsinformationen wie zum Beispiel Halterungen oder die Prüfung bestimmter Bereiche auf Flecken oder Spritzer. Bei Bedarf kann auch der Ästhetik Vorrang vor der Perfektion gegeben werden, beispielsweise bei Spielwaren, wo unter Umständen kleinere Fehler toleriert werden können, solange sie nicht das Auge stören.
Echtes Highlight ist beispielsweise die Fähigkeit der Software, den Druck auf Bereichen eines Produkts zu prüfen, die nur teilweise hinter einem Ausbruch in einer Verpackung zu sehen sind. Die Software erkennt hierbei, um welchen Ausschnitt des Druckbilds es sich handelt, und prüft ausschließlich den sichtbaren Bereich auf Fehler. Beispiele für solche Anwendungen sind Stichsägeblättersortimente oder Produkte mit einer Skala in Verkaufsverpackungen aus bedrucktem Karton.
Ein großer Pluspunkt von Visionexpert ist zudem die Tatsache, dass Compar über umfassende Erfahrungen mit Aufgabenstellungen im Bereich hochgenauer optischer Vermessung bis in den Nanometerbereich verfügt. Dieses Know-how kann bei solchen Anwendungen dabei helfen, unnötige Produktverluste als Folge zu eng festgelegter Toleranzvorgaben zu vermeiden.
„Bei der Konzipierung der Software stand eine möglichst hohe Anwenderfreundlichkeit im Vordergrund“, betont Haller. Im Prinzip bündelt Visionexpert Optical Print Inspection Softwaremodule aus einer Vielzahl bisher realisierter Entwicklungen, auf die mithilfe einer einfach strukturierten Benutzeroberfläche zugegriffen werden kann. Das Paket lässt sich ohne besondere Vorkenntnisse bedienen und dank der im Hintergrund verfügbaren Modulbibliotheken schnell und einfach für unterschiedlichste Einsatzbereiche konfigurieren. Es kann daher jederzeit auch an andere Druckverfahren oder Produkte angepasst werden.
Software kann vom Anwender
einfach eingerichtet und angepasst werden
Hierarchisch gestaffelte Zugangsberechtigungen ermöglichen vorher festgelegten Mitarbeitern das Einlernen von neuen oder geänderten Bildmustern, etwa beim Auftreten unvorhergesehener Fehlerkategorien oder beim Einlernen neuer Produkte. Damit ist das Programm flexibel an die individuelle Personalstruktur eines Unternehmens anpassbar. Bei Bedarf kann auch sein Funktionsumfang mithilfe von Visionexpert beliebig um zusätzliche Bildverarbeitungsthemen wie Vermessung oder Positionskontrolle erweitert werden. ■
Compar AG
Rietbrunnen 44
CH-8808 Pfäffikon
Tel. +41554161060
www.compar.ch
Der Autor
Klaus Vollrath
Journalist
im Auftrag von Compar www.compar.ch
Webhinweis
Wie die Druckbildkontrolle an einer Insulin-Spritze mit der Software Visionexpert funktioniert, ist in diesem Video von Compar zu sehen: http://hier.pro/tnYgC
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