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Bildverarbeitungssysteme im Einsatz

Bildverarbeitungssysteme werden für die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen und Anwendungsgebiete eingesetzt. Diese Anwendungsvielfalt erfordert ein umfangreiches Angebot an Bildverarbeitungssystemen, um Lösungen zu ermöglichen, die nicht nur kostengünstig sind, sondern auch alle geforderten Funktionalitäten bieten.

Welche Hard- und Software auf Systemebene es zur Lösung dieser Aufgaben gibt, wird hier beschrieben. Weitergehende Informationen zu speziellen Softwarewerkzeugen finden Sie unter Software.

Im Normalfall werden Bildverarbeitungssysteme im industriellen Umfeld für Inspektions- und Steuerungsaufgaben während des Produktionsprozesses eingesetzt. Online-Inspektionssysteme erfassen Kamerabilder der hergestellten Produkte im Maschinentakt. Die aufgenommenen Bilder werden sofort vom System ausgewertet und das Ergebnis wird sofort ausgegeben. Im Sinne des Maschinentaktes kann von Echtzeitsystemen gesprochen werden. Je nach Applikation kann das Ergebnis eine reine IO/NIO-Entscheidung oder eine komplexere Information wie die Analyse oder Steuerung eines Produktionsprozesses sein.

Die IO/NIO-Entscheidung dient normalerweise zur Ansteuerung der folgenden Ausschleuseeinheit. Damit verhindert das System, dass fehlerhafte Produkte in die nächste Stufe des Fertigungsprozesses ge- langen und dort zusätzliche Kosten verursachen oder unentdeckt zum Endkunden ausgeliefert werden.

Bei den komplexeren Rückgabewerten kann es sich beispielsweise um die genaue Positionslage des geprüften Objektes handeln. Diese können z.B. einem nachgeschalteten Roboter zur flexiblen Aufnahme der Produkte dienen. Auf diese Weise reduziert das Bildverarbeitungssystem den mechanischen Aufwand der Anlage bei der Produktausrichtung und beim Umstellen der Anlage auf andere Produkte.

Außerdem gibt es spezielle Bildverarbeitungssysteme, die nicht an den Produktionstakt der Maschine gekoppelt sind. Zu diesen Offline-Systemen zählen beispielsweise Systeme zur Hochgeschwindigkeitsaufnahme von speziellen Prozessen oder Vorgängen in schnellen Produktionsanlagen sowie in wissenschaftlichen Experimenten.

Prüfaufgaben

Bildverarbeitungssysteme werden oft zur Überprüfung von Rohprodukten, Baugruppen oder bereits verpackten Waren genutzt. Die Aufgaben reichen von der reinen Anwesenheitskontrolle (beispielsweise von Verschlüssen auf Getränkedosen) bis hin zur Überprüfung von Verpackungen auf korrekte Versiegelung. Auch die Überprüfung von Aufdrucken zählt zu diesen Aufgaben.

Anwendungsbeispiele sind z.B.

  • Überprüfung von Blisterverpackungen
  • Kontrolle von Lötstellen
  • Aufdruckkontrolle
  • Überprüfung von Verkabelungen
  • Überprüfung von Formteilen
  • Kontrolle von Flaschendeckeln und Versiegelungen
  • Leiterplatteninspektion

Vermessung

Vermessungsaufgaben wie die Überprüfung auf Maßhaltigkeit zählen zu den wichtigsten Anwendungen für die Bildverarbeitung. Dabei ist die Bildqualität ebenso wichtig wie der Algorithmus, denn nur die Kombination von subpixelgenauen Messwerkzeugen mit der geeigneten Optik und der richtigen Beleuchtung ermöglicht präzise, belastbare und wiederholbare Ergebnisse. Bei Vermessungsaufgaben muss besonders darauf geachtet werden, dass eventuelle Vibrationen der Maschine oder Veränderungen der Produktpositionen keine Fehler verursachen.

Fehlererkennung

Defekte wie Verunreinigungen, Kratzer, Risse, Fehlfarben oder Brand- marken sind oft nur kleine Veränderungen an einem Produkt, die aber schwerwiegende Folgen haben können. Sie treten willkürlich auf, d.h. die Bildverarbeitung muss nach Änderungen in Beschaffenheit, Farbe, Beschriftung etc. suchen und teilweise anhand von Unterschieden ein Prüfobjekt mit einem Musterobjekt vergleichen.

In der Bildergalerie finden Sie einige Beispiele: