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Starker Preisdruck bei gleichzeitig hohen Qualitätsanforderungen – in der Getränke- und Flaschenindustrie herrscht das klassische Dilemma vieler Branchen. Viele Hersteller suchen daher nach neuen Wegen, die Qualitätskontrolle innerhalb der Produktion zuverlässiger aber gleichzeitig effizienter zu gestalten. Moderne Bildverarbeitungstechnik gepaart mit künstlicher Intelligenz (KI) setzt genau hier an: Mit Hilfe leistungsstarker Industriekameras lassen sich zuverlässig kleinste Risse sowie Farbabweichungen oder Schattierungen an Kunststoffdeckeln erkennen – und das während diese mit hoher Geschwindigkeit auf einer Produktionslinie laufen.
Das französische Unternehmen Solocap MAB stellt alle Arten von Kunststoffverschlüssen für den Lebensmittelsektor her; darunter Schraubverschlüsse, die für jede Glas- oder PET-Flasche geeignet sind. Dank eines um den Flaschenkragen angeordneten, klemmbaren Lammellenrings ermöglichen sie das einfache, schnelle, absolut dichte und sichere Verschließen.
Die Lamellen müssen dazu allerdings während der Produktion zuverlässig und äußerst sorgfältig auf Risse, Abrisse und Verdrehungen geprüft werden. Nur so kann die absolute Dichtheit garantiert werden. Diese Aufgabe übernimmt bei Solcap MAB eine Lösung des französischen Bildverarbeitungsspezialisten Aprex Solutions mit Künstlicher Intelligenz (KI) auf Basis hauseigener Software-Algorithmen. Die nötigen Spezifikationen wurden im Vorfeld in Zusammenarbeit mit Solocap MAB erarbeitet. Dazu zählten auch mehrere Prüfstufen wie zum Beispiel die Ausschusskontrolle, um Falschmeldungen zu vermeiden.
Zunächst wurde mit Hilfe der intelligenten Aprex Track KI-Lösung die spezifische Anwendung von Solocap MAB trainiert. Die Software beinhaltet verschiedene Objektdetektor-, Klassifikator- und Standardmethoden, die auf unterschiedlichen Ebenen arbeiten. Entsprechend vernetzt, liefern sie am Ende das gewünschte Ergebnis. Dabei garantieren vier Kontrollstufen mit mehreren Prüfpunkten eine hohe Zuverlässigkeitsrate von über 99,99 %.
Im zweiten Schritt wurde diese Anwendung in der Produktionslinie direkt nach dem ersten Montagegang mit der Software-Suite Track C&M von Aprex implementiert, die speziell für die vielfältigen Bildverarbeitungsanforderungen im industriellen Bereich entwickelt wurde. Dazu zählen unter anderem die Kontrolle und Sicherung einer Fertigungslinie bis hin zur Messung, Identifizierung und Klassifizierung von Defekten im Produktionsumfeld. Die Software-Suite liefert die gewünschten Ergebnisse schnell, effizient und ohne langwierige Entwicklungsprozesse. Nach einem kurzen Training der KI-Methoden ist das komplette System einsatzbereit.
Es verbindet im Anwendungsfall von Solocap MAB eine UI-3280CP Industriekamera von IDS, eine leistungsstarke Ringbeleuchtung sowie eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und ermöglicht so die umfassende Kontrolle über alle Prüfprozesse. Die USB-3-Kamera ist mit dem 5 MP Sensor IMX264 (2456 x 2054 px) von Sony ausgestattet, der sehr lichtempfindlich und dynamisch ist sowie sowie für eine hohe Farbwiedergabe sorgt.
Der Sensor eignet sich somit sehr gut für Anwendungen mit schwachen Lichtverhältnissen sowie in der Mikroskopie. Die Kamera ist zudem extrem rauscharm – bei einer Framerate von 36 fps. Für die Verschlusskappenkontrolle verbindet das KI-System neben der leistungsstarken Industriekamera eine Ringbeleuchtung sowie eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und ermöglicht so die umfassende Kontrolle über alle Prüfprozesse. Gleichzeitig zeichnet das System alle Abläufe in Echtzeit auf und sorgt für eine lückenlose Nachverfolgbarkeit.
„Die Schwierigkeit dieses Projekts lag vor allem in der sehr feinen Ausprägung der gesuchten Mängel und in der Vielzahl der Farben. Mit unserer Software-Suite war es möglich, schnell eine Bildverarbeitungsanwendung einzurichten. Trotz der Komplexität“, erklärt Romain Baude, Gründer von Aprex Solutions.
Kamerabilder als Basis
für die Auswertungen
Die integrierte USB3-Industriekamera von IDS erfüllt besonders hohe Anforderungen in puncto Lichtempfindlichkeit, Dynamikumfang sowie Farbwiedergabe. Sie erfasst jeden einzelnen Verschluss direkt in der Produktionslinie bei hoher Geschwindigkeit und macht für die Software kleinste Details sichtbar. Aufgrund der hohen Datenrate von 420 Mbit/s bei geringer CPU-Auslastung ist die Kamera auch in schwierigen Industrieumgebungen besonders zuverlässig einsetzbar – beispielsweise in den Bereichen Automatisierung, Automotive, Medizintechnik und Life Sciences, Landwirtschaft, Logistik sowie Verkehr und Transport.
Anthony Vastel, Leiter Technik und Industrie von Solocap MAB, sieht viel Potenzial im neuen Inspektionssystem: „Der KI-basierte Ansatz von Aprex hat uns neue Türen für unsere hundertprozentige Bildverarbeitungs-gestützte Qualitätskontrolle geöffnet. Unsere Anforderungen an die Produktsicherheit, aber auch an die Ausschusskontrolle, insbesondere bei Falschmeldungen, wurden schnell erfüllt. Wir sind überzeugt, dass wir noch einen Schritt weiter gehen können, indem wir die Effizienz des Systems weiter erhöhen und es auf andere Produktionslinien übertragen.“
IDS Imaging Development Systems GmbH
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Sabine Terrasi
Unternehmenskommunikation
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