Ob OCR-Anwendungen in der Elektronikfertigung oder das Positionieren von Wandpaneelen auf Fertighauselemente, stets spielt die Bildverarbeitung eine wesentliche Rolle. Ein Kamerahersteller und ein Integrator kooperieren bei diesen und vielen weiteren Projekten.

Bildverarbeitung findet in den unterschiedlichsten Anwendungen Einsatz und benötigt nicht nur ein umfangreiches Portfolio an leistungsstarken Kameras, sondern auch erfahrene System­integratoren für die Realisierung der Lösungen. Seit Jahren arbeitet Phil-Vision erfolgreich mit dem Bremer Kamerahersteller The Imaging Source (TIS) zusammen. Wann immer einfache Handhabung und Integration und ein perfektes Zusammenspiel mit Halcon gefragt ist, werden USB- und GigE-Kameras von TIS eingesetzt. Die Anwendungen reichen dabei von Fußball-Tracking über die optische Kontrolle von Coating-Systemen in der Industrie bis zu 3D-Kamerasystemen für die automatisierte Wandproduktion von Fertighäusern.

Prüfsystem für lackierte Leiterplatten

Im Bereich Elektronik hat Phil-Vision beispielsweise für eine Anlage zur Lackierung von Leiterplatten ein optisches Prüfsystem basierend auf GigE-Farbkameras von TIS realisiert, welches auf den Objekten Barcodes und Klarschrift liest (OCR) sowie Position und Lage von Passermarken bestimmt. Neben der Bereitstellung der jeweiligen Live-Bilder erfolgt ein Stitching einzelner Bilder, um die gesamte Baugruppe darzustellen. In der Anwendung müssen zwölf Bilder nahtlos zusammengefügt werden, was eine vorhergehende Kalibrierung und Entzerrung sowie ein sehr homogenes Lichtkonzept sicherstellt. Der Anwender erhält alle Kameras vorkalibriert und muss nur noch die x/y-Position präzise einstellen. Da es sich hier um eine Volumenanwendung handelt, war neben einer robusten Kamera auch ein gutes Preis-Auflösungs-Verhältnis entscheidend.

Inspektion von Keramikbauteilen

Für einen Hersteller von technischer Keramik entwickelte Phil-Vision ein System für die Inspektion von Keramikbauteilen. Zum Einsatz kam ein System basierend auf einer 3MP-GigE-Farbkamera zum Erfassen von Lage/Rotation und Position der Keramik­teile für die Weitergabe an den Roboter. Eine besondere Herausforderung der Applikation war die Tatsache, dass die Bauteile bedruckt oder unbedruckt sein können und eine hochgenaue Positionierung der jeweiligen Mittelpunkte in jedem Fall korrekt erfolgen muss. Auch dies ist eine Volumenanwendung, bei der es wichtig war, die Lösung mit bezahlbaren Kameras umzusetzen.

Autarkes System zur automatisierten optischen Falzqualitätskontrolle

In der Druckindustrie werden Farbkameras von TIS eingesetzt, um für einen führenden Hersteller von Falzmaschinen ein autarkes System zur automatisierten optischen Falzqualitätsprüfung zu entwickeln. Unter kontrollierten Lichtverhältnissen prüfen zwei hochsensible Farbkameras die Qualität der gefalzten Bögen, indem die Schneidmarkenposition relativ zur Papieraußenkante vermessen wird. Eine wesentliche Herausforderung an das Bildverarbeitungssystem war hierbei die hohe Geschwindigkeit, mit der gemessen werden muss, da sich die ­Papierbögen mit Geschwindigkeiten von bis zu 180 m/s bewegen und zur Messung nicht angehalten werden können. Wegen der hohen Taktrate der Anlage ist die gesamte Prozesszeit je Bogen auf 40 ms begrenzt. Auch hier waren die schnellen, kleinen Kameras von TIS die passende Lösung.

3D-Kamerasysteme in Fertighausfabrik

Ein besonders herausforderndes Beispiel kommt aus dem Fertighausbau: Für einen Sondermaschinenhersteller im Bereich Fertighausproduktion entwickelte Phil-Vision 3D-Kamerasysteme für eine automatisierte Beplankung von Wandelementen: Ein 3D-Kamerasystem erkennt die jeweilige Platten­position und übergibt die exakten Positionsdaten an einen Roboter, der dann die präzise Beplankung übernimmt. Das System besteht aus acht 20 MP-Monochrom-Kameras mit GigE-Vision-Schnittstelle und zwei Pattern-Projektoren. Die Kameras bilden jeweils vier Stereo-Systeme, welche mit einer Aufnahme eine komplette Punktewolke generieren. Jedes Brett, jede Zellstoff- oder Rigips-Wand ist dabei ein Unikat und hinsichtlich Toleranzen schlechter gefertigt als die geforderte Positioniergenauigkeit. Gleichzeitig erfordert diese Automatisierung einen hohen Grad an Robustheit und Präzision. So müssen beispielsweise vier Kubikmeter Messvolumen innerhalb von 8 Sekunden auf 0,1 mm genau in 3D vermessen werden.

Bildverarbeitung in der Fleischwirtschaft

Eine komplett andere Applikation ist in einem Schlachtbetrieb zu finden. Hier müssen Bilder von geschlachteten Schweinen erfasst und abgespeichert werden. Eine monochrome GigE-Kamera von TIS vermisst dabei die Schlachttiere in Breite, Dicke und Höhe, zusätzlich erfolgt eine auf KI basierende Unterscheidung nach Geschlechtsmerkmalen. Für die Anwendung in der rauen Umgebung wurden die Kameras in speziellen Schutzgehäusen verbaut. Auch hier war das gute Preis- Leistungs-Verhältnis der TIS-Kameras mit entscheidend bei der Auswahl der ­Kamera.

Bildverarbeitungssystem für einen Münzgroßhändler

Auch Randbereiche der Bildverarbeitung decken die Lösungen von Phil-Vision und TIS ab. So wurde beispielsweise für einen Münzgroßhändler ein Bildverarbeitungssystem entwickelt, das aus vier 20 MP-GigE-Monochrom-Kameras mit entsprechenden Objektiven besteht und anhand eines Matching- Verfahrens Münzen sowie deren Position und Rotationslage erkennt und die Informationen für eine nachfolgende Spezialbedruckung der Münzen oder eine Verpackungsanlage bereitstellt. Besonders herausfordernd war in diesem Fall die schwierige Beleuchtungssituation und Varianz der verschiedenen Münzprägungen.

Autorin
Astrid Sommerkamp, Marketing Managerin bei Phil-Vision