Schon heute produzieren Falzmaschinen autonom, und das körperlich anstrengende Abstapeln der gefalzten Bogen übernimmt ein Roboter. Was bisher jedoch für einen komplett durchgängig automatisierten Weiterverarbeitungsprozess fehlte, war eine autarke Falzqualitätskontrolle, denn Papier ist schwierig in der Handhabung, und die beste Falzmaschine kann nicht verhindern, dass einzelne Bogen nicht präzise gefalzt sind. Ein ungenau gefalzter Bogen führt jedoch dazu, dass einzelne Seiten schräg ausgeschnitten werden, was Verlage und Leser nicht akzeptieren.

Wie können diese Prozesse künftig automatisiert werden und wie können die Mitarbeiter entlastet werden, war die Fragestellung, mit der sich die MBO Postpress Solutions GmbH, ein führender Hersteller von Falzmaschinen, konfrontiert sah. Da im Unternehmen keine Bildverarbeitungsspezialisten tätig sind, wurde mit Phil-Vision ein erfahrener Systemintegrator ins Boot geholt. Nach einem ersten Austausch über die Aufgabenstellung begann eine intensive Planungsphase und in enger Zusammenarbeit entwickelten MBO Postpress Solutions und Phil-Vision das VT50, ein System zur optischen Falzqualitätskontrolle VT50.

Hochwertig und fehlerfrei falzen

Die Falzmaschine verarbeitet große bedruckte Papierbogen und falzt sie dabei so, dass die Seiten des späteren Produkts präzise und in der richtigen Reihenfolge übereinander liegen. Das Inspektionssystem stellt sicher, dass die mehrfach gefalzten Druckbogen, die die vorgelagerte Falzmaschine produziert, eine gleichbleibend hohe Falzgenauigkeit aufweisen. Dazu misst es die Abstände zwischen den Schneidmarken und den hinteren und seitlichen Bogenrändern auf beiden Seiten der gefalzten Bogen. Bereits ein einzelner fehlerhafter Falz im Bogen hat Auswirkungen auf die gemessenen Abstände und wird erkannt.

Liegt ein Bogen nicht innerhalb der voreingestellten Toleranz, wird er bei laufender Produktion ausgeschleust. Die akzeptierten Toleranzen lassen sich dabei in fünf Qualitätsstufen festlegen. Sind mehrere Bogen in Folge nicht in Ordnung, schaltet sich die Produktionsanlage aus, und der Bediener nimmt entsprechende Einstellungskorrekturen an der Falzmaschine vor. Er muss dieser aber nur dann seine Aufmerksamkeit schenken, wenn der VT50 ein andauerndes Problem mit der Falzqualität festgestellt hat, wodurch er Zeit für andere Aufgaben gewinnt.

Intensive Zusammenarbeit als Schlüssel zum Erfolg

Bis das System zufriedenstellend arbeitete, war es ein ziemlich langer Weg, der viele Änderungen und Anpassungen mit sich brachte. Da es bei MBO keine Bildverarbeitungsspezialisten im Haus gab, übernahm Phil-Vision die komplette Projektierung. Angefangen von Machbarkeitsuntersuchungen über die Komponentenauswahl, Unterstützung bei der Programmierung bis zur Hilfe bei der Integration mit der SPS.

Eine wesentliche Herausforderung an das Bildverarbeitungssystem war die hohe Geschwindigkeit, mit der es messen muss. Die Papierbogen bewegen sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 180 m/min und können zur Messung nicht angehalten werden. Hinzu kommt eine Zykluszeit von ca. 0,1 Sekunden. Gleichzeitig musste die Wirtschaftlichkeit gewahrt werden. Das finale System basiert auf zwei hochsensiblen Farbkameras, die unter kontrollierten Lichtverhältnissen mit aufeinander abgestimmten Auflicht- und Gegenlichtbeleuchtungen die Qualität der fertig gefalzten Bogen überprüfen.
Das System wurde im Rahmen der Thementage „Schneiden und Falzen“ der Postpress Alliance erstmalig im Juni 2021 vorgestellt und bewährt sich seither im praktischen Einsatz.

Peter Steinbrück, verantwortlicher Projekt Manager bei Phil-Vision zu den Herausforderungen des Projektes: „Während des Projektes gab es eine Vielzahl an Veränderungen wie unterschiedliche Formen und Anordnungen der Markierungen, Vergrößerung des Bildfelds, oder störende Elemente im Bild. In der ursprünglichen Planung des Projekts waren Farb-Kontrollmarken auf den Rändern, verschmierte Schneidmarken und zum Teil sichtbare Seiteninhalte nicht berücksichtigt, jedoch durften diese die Auswertung letztlich nicht beeinflussen. Die enge und zielgerichtete Zusammenarbeit des Entwicklungs-Teams bei Phil-Vision und MBO war der Schlüssel zur optimalen Lösung. Von Anfang an wurde sehr offen miteinander gesprochen. Deshalb wurde die Software so geplant, dass die Auswertestrategie schnell und mit wenig Aufwand angepasst werden konnte. Wegen der hohen Taktrate der Anlage ist die gesamte Prozesszeit je Bogen auf 40 ms begrenzt. Durch die Wahl sehr einfacher, aber hochperformanter Bildverarbeitungswerkzeuge wurde auch diese Vorgabe locker erfüllt."

Sebastian König, Entwicklungsleiter bei MBO fasst die Zusammenarbeit mit Phil-Vision zusammen: „Die Zusammenarbeit war sehr professionell. Es wurde in jeder Projektphase sehr viel Wert auf Präzision und Details gelegt. Positiv waren auch die schnellen Reaktionszeiten, das Projektmanagement und generell die hohe Kompetenz.“

Autorin
Astrid Sommerkamp, Marketing Manager bei Phil-Vision

Anwender im Detail: MBO Postpress Solutions

MBO Postpress Solutions ist ein Tochterunternehmen des japanischen Druckmaschinenhersteller Komori. MBO entwickelt, produziert und vertreibt Falzmaschinen und Roboter für die Weiterverarbeitung von Digital- und Offsetdruck sowie für Mailing-, Pharma- und Sonderanwendungen.

Die MBO-Gruppe beschäftigt circa 385 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Am Hauptsitz im schwäbischen Oppenweiler, 40 km nordöstlich von Stuttgart, arbeiten etwas mehr als 100 Kolleginnen und Kollegen. Gegründet wurde das Unternehmen im Jahr 1965. MBO hat Standorte in Deutschland, Portugal und den USA. Der Sitz des auf Sondermaschinenbau spezialisierten Tochterunternehmens H+H befindet sich in Bielefeld.

Unternehmen im Detail: Phil-Vision

Phil-Vision ist Spezialist für industrielle Bildverarbeitung und Computer Vision. Basierend auf langjähriger Erfahrung realisiert das Unternehmen maßgeschneiderte Lösungen für anspruchsvolle Bildverarbeitungsaufgaben für viele Branchen und Aufgabenstellungen. Die Dienstleistungen reichen dabei über Co-Entwicklung hinaus und umfassen Service Level Agreements, Schulungen und Know-how Transfer sowie die kontinuierliche Wartung während der Projektlaufzeit.