Aufgabenstellung:

Pharmakologische Wirkstoffe werden für klinische Anwendungen nach der Produktion in Ampullen verpackt. Diese werden mit Etiketten bezüglich des Inhaltsstoffes und der Produktionsdaten gekennzeichnet. Nach dem Aufbringen der Etiketten muss die Klarschriftkennzeichnung aus insgesamt 47 Zeichen, die sich über 4 Zeilen erstrecken, geprüft werden. Dabei soll ein System gefunden werden, das die vollständige Prüfung bei einem Durchsatz von 30 Ampullen pro Sekunde realisiert.

Realisierung:

Mit dem PC-basierten Bildverarbeitungssystem Visionscape von Microscan konnte die Hochgeschwindigkeitsanwendung zur Klarschriftlesung umgesetzt werden. Die Kamera mit Blitzbeleuchtung ist direkt nach der Aufklebestation der Etiketten in die vollautomatische Abfüllanlage installiert. Um in dem schnelllaufenden Prozess Bewegungsunschärfen bei der Aufnahme zu minimieren, werden bei jeder Ampulle durch einen Hochenergieblitz für wenige Millisekunden die notwendigen Belichtungsverhältnisse geschaffen. Der Bildaufnahmezyklus der Kamera ist mit der Blitzbeleuchtung synchronisiert so daß die kurze Belichtungszeit für eine Aufnahme ausreicht. Innerhalb 30 ms wird der Etikettenaufdruck mit den Vorgaben verglichen und bei nicht gegebener Übereinstimmung ein Signal zu Ausschleusung der Ampulle mit fehlerhaftem Aufdruck an die Maschine übergeben.

Kundennutzen:

Durch das leistungsfähige Bildverarbeitungssystem ist eine Inline-Kontrolle auch bei sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten möglich. Die Verpackung direkt nach dem Abfüllen und Etikettieren ist ohne weitere Verzögerungen möglich.

Aufgabenstellung:

Bei einem Automobilhersteller soll für die Motorenproduktion ein neues System zur Rückverfolgung von Nockenwellen installiert werden, da mit dem bisherigen System keine hundertprozentige Rückverfolgbarkeit möglich war.

Realisierung:

Die Rückverfolgungslösung umfasst das Engineering über die Hard- und Software bis hin zur Integration in die Anlage und wurde auf Basis des Kamera-Codelesegeräts Hawkeye 1515 HD sowie mit dem PC-basierten Bildverarbeitungssystem DMx AutoID+ realisiert. Alle Kameras sind mit Ethernet verbunden und über einen zentralen PC einzeln konfigurierbar. Die Nockenwellen werden auf insgesamt sieben parallelen Fertigungslinien produziert.
Am Beginn einer Linie werden die Nockenwellen zuerst von einem Lasermarkierer mit einem Data-Matrix-Code mit einer fortlaufenden Nummer gekennzeichnet und sofort eingelesen, um zu prüfen, ob die Markierung vollständig markiert und lesbar ist. Nicht korrekt markierte Teile werden automatisch ausgeschleust.
Es folgen die einzelnen Bearbeitungsstationen mit den verschiedenen Bearbeitungsschritten, deren Daten an die Steuerung übermittelt werden. Nach jedem Bearbeitungsschritt wird der Code von insgesamt sieben Codelesegeräten pro Linie erneut eingelesen und an die Steuerung weitergeleitet, die so über die laufende Nummer des Werkstücks die Bearbeitungsschritte verfolgen kann. Falls z. B. der Code durch anhaftende Späne von der Bearbeitung nicht lesbar ist, wird das Teil automatisch ausgeschleust und einer manuellen Kontrolle unterzogen.
Die fertig bearbeiteten Nockenwellen werden zuletzt in einer Messstation auf Maßhaltigkeit geprüft und die IO-Teile abschließend mit einem weiteren Data-Matrix-Code lasermarkiert und verifiziert.

Kundennutzen:

Die 100-%-Rückverfolgbarkeit wurde mit der neuen Anlage erreicht, jeder einzelne Produktionsschritt kann von der Steuerung verfolgt werden. Die Prüfzeiten durch die installierte Bildverarbeitung sind für die Taktzeit vernachlässigbar kurz.

Aufgabenstellung:

Ein Automobilhersteller sucht einen vollautomatischen Prüfstand für montierte Hinterachsen, mit dem die Geometrie der beiden Bremsscheiben sowie des Drehstabes an der Achse kontrolliert werden sollen. Besondere Anforderungen stellt die Positionierung der Kameras, da durch die Störkonturen des Greifersystems die Einbaumöglichkeiten stark beschränkt sind. Bei den Drehstäben und bei der Dicke der Bremsscheiben kommen zulässige Toleranzen von +/-0,5 mm vor sowie beim Durchmesser der Bremsscheiben von +/-5 mm.

Realisierung:

Die ISW GmbH realisierte eine PC-basierte Visionscape-Bildverarbeitungslösung mit insgesamt fünf hochauflösenden Kameras. Die Hinterachsen werden durch ein Handhabungssystem mit einem Greifer in die Werkstückaufnahme der Prüfstation gesetzt und anschließend der Prüfablauf gestartet.
Zur vollständigen Erfassung wird jede Bremsscheibe von zwei Kameras aufgenommen, wobei die Vermessung im Durchlicht erfolgt. Die vier Kameras für die Bremsscheiben sind über einen Framegrabber angeschlossen, die fünfte Kamera für den Drehstab über einen zweiten Framegrabber. Da die Visionscape-Software den gleichzeitigen Anschluss mehrerer Framegrabber unterstützt, bleibt der Aufwand dafür minimal. Die Geometrie der Bremsscheiben und des Drehstabes wird über eine Konturerkennung ermittelt, ausgewertet, anschließend mit den vorprogrammierten Sollwerten verglichen und bewertet. NIO-Teile werden markiert und ausgeschleust. Zusätzlich sind die Prüfergebnisse auf einem Bedienerterminal mit einer kundenspezifischen Benutzeroberfläche dargestellt.

Kundennutzen:

Das realisierte Mehrkamerasystem ermöglicht eine schnelle Prüfung mit allen geforderten Kriterien. Die Lösung, die Kameras über Framegrabber an ein leistungsfähiges PC-System anzuschließen, erlaubt gegenüber einer Lösung mit intelligenten Kameras ein deutlich schnelleres und leistungsfähigeres Bildverarbeitungssystem. Dank der leistungsfähigen Visionscape-Software konnte die ISW GmbH in Verbindung mit bewährten Hardware-Komponenten in kurzer Zeit eine leistungsfähige und preisgünstige Lösung entwickeln.

Aufgabenstellung:

Motorenblöcke werden nicht nur mit Data Matrix Code, Barcode oder anderen Codes versehen, sondern auch mit Klarschrift beschriftet. Dies geschieht oftmals durch einen Laser, der die Klarschrift in die Oberfläche des Metalls brennt. Die wechselnden Oberflächeneigenschaften der Motorenblöcke können dazu führen, dass der die Klarschrift für das menschliche Auge nicht lesbar ist. Hierfür soll ein System gefunden werden, das die Klarschrift liest, erkennt und etwaige schlechte Markierungen vor der Weiterveredelung vom Fertigungsprozess ausschließt.

Realisierung:

Durch ein PC-basiertes Bildverarbeitungssytem mit Activ Vision Tools aus dem Hause MVTec konnte eine Systemlösung implementiert werden, die der Anforderung des Kunden gerecht wurde. Die Kamera macht eine Aufnahme von der Stelle an der sich die Klarschrift befinden soll. Die Software wertet das Bild aus, indem sie versucht die Klarschrift zu erkennen und weiter zu verarbeiten (Optical Character Recognition -> OCR). Der im Hause der ISW GmbH geschrieben Software-Job nutzt die Tools von Activ Vision Tools liest die Klarschrift und schickt die gelesenen Zeichen als Zeichenkette an die nächste Station im Werk.
Das System ist direkt hinter der Laser-Station installiert und wird durch ein Triggersignal, welches durch den vorbeifahrenden Motorblock ausgelöst wird, gesteuert. Der Software-Job ist auf mehrere Motorentypen programmiert, sodass bei Typen-Wechsel des Motorenblocks der Werker vor Ort nur den entsprechenden Typ in der Softwareoberfläche auswählen braucht.

Kundennutzen:

Durch die Automatisierung der Klarschrifterkennung konnte die Produktivität der Linie gesteigert werden, da nun weniger Zeit dafür benötigt wird, die Schrift zu lesen, zu erkennen und Fehlteile aus dem laufenden Prozess auszuschleusen.

Aufgabenstellung:

Das Beschriften von Produkten mit Klarschrift ist in der Industrie weit verbreitet. Doch zum Teil ist es für das menschliche Auge nicht möglich die Schrift zu lesen. Sei es eine spiegelnde Oberfläche, schlechte Markiersysteme oder einfach die Größe der Schrift.
Speziell in der Halbleiterindustrie ist es schwer dem menschlichen Auge gerecht zu werden und kleine Bauteile mit großen Zeichen zu versehen. Das größte Problem ist allerdings wenn alle Umstände zutreffen. Für diese Situation soll ein Bildverarbeitungssystem erstellt werden, das das menschliche Auge ersetzt und das Lesen von Klarschrift auf Wafern übernimmt, sodass eine gleichbleibende Qualität gewährt werden kann.

Realisierung:

Mit Hilfe eines PC-gestützten Bildverarbeitungssystems wurde beim Kunden eine Lösung integriert, die dies möglich macht. Die Softwaretools von Activ Vision Tools dienten als Grundlage um an dieses Problem zu lösen. Durch einsetzen von einer speziellen Beleuchtung wird eine homogene Oberfläche auf dem Wafer geschaffen. Die Oberfläche wird mit einer CCD-Kamera aufgenommen. Die Software liest die Klarschrift auf dem Wafer aus und vergleicht die Zeichenkette mit einer bereits existierenden Datenbank (Optical Character Verification -> OCV). Dies führt zur rechtzeitigen Aussortierung von Fehlteilen, die sonst weiterveredelt worden wären.

Kundennutzen:

Die eingebaute Lösung ermöglicht dem Kunden wichtige Ressourcen einzusparen und diese an anderen Arbeitsplätzen zu nutzen. Der zeitliche Aufwand beim Schichtwechsel entfällt und verbessert die Produktionszeit.

Funktionsumfang:

Die ISW GmbH bietet leistungsfähige Mehrkamera-Bildverarbeitungslösungen zur Montagekontrolle und Klarschriftlesung auf Basis einer eigenen konfigurierbaren Plattform. Seine Stärken zeigt das System bei kombinierten Anwendungen zur Montagekontrolle und Klarschriftlesung mit hohen Anforderungen an Geschwindigkeit, Bauteilgröße, variierende Umgebungsbedingungen sowie bei einer hohen Variantenzahl. Einsatz findet das System in Montage- und Verpackungsanlagen.
Typische Aufgaben sind Montagekontrollen an sehr großen und komplexen Baugruppen zur Prüfung auf Vollständigkeit, Teilerichtigkeit, Einbaulage und Teilesitz, was meistens mit Leseaufgaben verbunden ist. Eine weitere typische Aufgabe ist die Vollständigkeitskontrolle und Klarschriftlesung an verpackten Medikamenten, Medizintechnikprodukten sowie Nahrungs- und Genussmitteln.
Die Lösungen basieren in der Regel auf Kameras mit 640 x 480 bis zu 1200 x 1600 Pixel Auslösung, ebenso können Zeilenkameras mit Auflösungen bis zu 8000 Pixel zum Einsatz kommen. Anwendungen mit bis zu 20 Kameras oder mehr sind möglich, Lesegeschwindigkeiten bis zu 1200 Teilen/min wurden realisiert. Die Systeme sind werkseitig programmiert und parametriert. Die leistungsstarke Software basiert unter anderem auf der Bildverarbeitungs-Softwarebibliothek Halcon, deren Entwicklungsumgebung eine schnelle Entwicklung von Machine-Vision- und Bildanalyse-Anwendungen ermöglicht und eine umfangreiche Programmbibliothek bietet. Zur Datenübertragung wird das System kundenspezifisch mit allen industrieüblichen Schnittstellenformaten ausgestattet.

Einsatzbereich:

Die Bildverarbeitungslösungen werden in die Fertigungslinie integriert oder in Stationen zur End-of-Line-Prüfung eingesetzt. Ein wichtiger Einsatzbereich sind Aufgaben zur kombinierten Montagekontrolle und Klarschriftlesung in Montage- und Verpackungsanlagen mit hohen Ansprüchen an Geschwindigkeit und Erkennungssicherheit, unter schwierigen Verhältnissen oder mit hoher Komplexität. Typischerweise werden 2D-Anwendungen zur Auswertung im Grauwertbereich realisiert, die in allen Produktionsmaßstäben bis zu sehr großen Serien vorkommen können.
Typische Prüflinge sind Automobil-Module wie Achsbaugruppen, Frontends und Cockpits sowie Kfz-Komponenten wie Bremsscheiben, Drehstäbe, Zylinderkopfhauben, Kurbelgehäuse und Kolben. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Prüfung von verpackten Medikamenten und medizintechnischen Produkten wie z. B. die Füllstandsprüfung von Ampullen oder die Lesung von Klarschriften und OCR-Schriften auf Verpackungen. Bei Nahrungs- und Genussmitteln werden z. B. Qualitätskontrollen von Blistern auf Einschlüsse und Risse durchgeführt sowie Kontrollen von Verkaufsverpackungen auf Vollständigkeit und Inhalt. Anwenderbranchen sind z. B. die Automobil- und Automobilzulieferindustrie, Pharmaindustrie, Medizintechnik sowie die Nahrungs- und Genussmittelindustrie.

Produktmerkmale:

- Kundenspezifische Bildverarbeitungslösung für hohe Ansprüche
- Kameraauflösungen (typisch): 640 x 480 bis 1600 x 1200 Pixel oder auf Anfrage
- Zahl der hochauflösenden Kameras: bis zu 20 oder auf Anfrage
- Lesegeschwindigkeit (typisch): max. 1200 Teile/min
- Zeilenkamera (typisch): 1000-6000 Pixel, 8000 möglich
- Beliebige Klarschrifttypen teachbar
- Software unter anderem auf Basis der Halcon-Softwarebibliothek
- MMI's incl. Datenbanklösungen sowie Netzeinbindungen nach Kundenvorgabe

Aufgabenstellung:

In der Lebensmittel Industrie ist es unerlässlich, dass Verpackungen, Flaschen oder Warencontainer geschlossen sind. Oftmals kommen aber auch beschädigte oder offene Verpackungen in den Warenversand. Dies kann dazu führen, dass Paletten zurückgeschickt werden und unnötige Logistikkosten entstehen.
Beschädigte oder offene Lebensmittelcontainer müssen rechtzeitig erkannt und aus dem Produktionsprozess ausgesondert werden. Hier muss ein System erstellt werden, welches zum Beispiel die Pfalz an Dosenrändern inspiziert und für den Kunden gefährliche sowie scharfe Kanten erkennt, sodass diese dann ausgeworfen werden.

Realisierung:

Bei der Inspektion von Dosen ist mit einer geeigneten Beleuchtung sowie einer CCD- Kamera ein System eingebunden worden, dass Fehler oder Kanten als Schatten darstellt. Ein mit dem Bildverarbeitungsprogramm Visionscape ausgestatteter PC wurde in die Anlage eingebunden, der die Bilder der Kamera auswertet.

Kundennutzen:

Hier konnten hohe Kosten eingespart werden, die durch Retourversand entstanden waren. Ein weiteres Plus waren die Steigerung der Qualität der Produkte sowie die Lieferantentreue, die zu einem höheren Absatz führten.

Aufgabenstellung:

In der pharmazeutischen Industrie lassen es die Umstände zum Teil nicht zu das ein Computer gestütztes Bildverarbeitungssystem eingebunden werden kann. Hier können dann intelligente und Computer autarke Systeme eingesetzt werden.
Beim Kunden sollen Barcodes auf Etiketten gelesen werden und dann die Daten an eine zentrale Steuereinheit übergeben werden.

Realisierung:

Für den Einsatz von intelligenten Kameras hat die ISW GmbH die Microscan Smartkamera eingesetzt. Diese Kamera kann mit Software-Jobs, die vorher in Visionscape erstellt werden, bespielt werden, sodass kein PC für die Kamera benötigt wird.
Die Kameras sendet dann die vorher ausgewählten Ergebniswerte an eine SPS oder Computer über ein Ethernet-Kabel weiter.

Kundennutzen:

Bein intelligenten Kameras können Computersysteme eingespart werden, welches bei platzkritischen Anwendungen von Vorteil ist. Die Smartkamera bietet die Möglichkeit die Visionscapetools auf der Kamera selbst zu nutzen.