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Allerhand Dosenpfand!

Kosteneffiziente, zuverlässige Qualitätskontrolle: Smart kamera-basierte Inspektionssysteme für Dosenhersteller

Für die Qua­li­täts­­siche­rung und Fer­ti­gungs­­kon­trol­le wer­den be­reits in zahl­reichen In­dus­trie­­branchen in­tel­ligen­te Ka­me­ras als Machine-Vision-Lösungen ein­ge­setzt. Die leis­tungs­starken Ein­heiten führen alle Bild­­ver­­ar­bei­tungs­­rou­tinen selbst­ständig aus – da­durch fallen sie deut­lich kom­pakter und wider­stands­­fähiger aus als her­kömm­liche Kameras, die einen ex­ternen PC zur Aus­wertung be­nötigen. Mit einem Inline-In­spektions­­sys­tem für Getränke­­dosen, das mit zwölf in­tel­ligen­ten Ka­me­ras 50 Bilder je Se­kunde aus­werten kann, wird im Fol­gen­den eine Hoch­leistungs­­an­wen­dung nä­her vor­­ge­stellt.

Graphics for can samples.

Die auf Hard­ware- und Soft­ware-Lö­sungen für Machine-Vision-Auf­gaben spe­ziali­sierte insensiv GmbH hat ein Inline-In­spek­tions­system zur In­stal­lation über Trans­port­­­bänd­ern ent­wickelt, das es zu­sam­men mit der firmen­eigenen Soft­ware CanInspect er­möglicht, das De­kor von Ge­tränke­­­dosen sowie weitere Merk­male (Bar­code oder OCR) voll­ständig zu er­fassen und zu ana­ly­sieren.

Fremd­­dekore sowie Fehl­drucke wer­den dabei zu­ver­lässig er­kannt: Die Soft­ware gibt nach er­kannten Fehlern ein Sig­nal an das In­spek­tions­­­system ab; dieses sondert so iden­ti­fi­zier­te Dosen dann mit­tels einer an­ge­schlos­senen Ab­blas­­­ein­richtung aus.

Das In­spek­tions­sys­tem be­steht im We­sent­lich­en aus sechs bzw. zwölf in­tel­ligen­ten Ka­me­ras von Vision Components, einer kun­den­spe­zi­fisch­en Be­leuch­tung, einer Licht­schranke, einem Ge­häuse mit Be­festi­gungs­winkeln zur In­stal­lation über allen üb­lichen Trans­port­bändern, I/Os für die Ab­blas­­ein­rich­tung und einem ex­ternen PC zur weiteren Bild­­ver­ar­bei­tung und Vi­suali­sierung.

Die CanInspect-Soft­ware be­inhaltet Funk­tionen zur Dekor­­er­kennung, OCR-Code-Er­kennung, Barcode-Er­kennung, Fehler­­bilder­­speiche­rung, Log-Dateien, Kon­figurations­mög­lich­keiten und Statistik­­aus­wer­tung. Die Be­die­nung er­folgt über eine gra­fische Be­nutzer­ober­fläche für Windows-PCs.

Aufbau und Funktion

Graphics of setting for pattern matching control in camera can inspection system.

In der Basis­­version ver­fügt die Inline-In­spek­tions­­ein­heit über sechs Ka­me­ras zur Dekor­­kon­trolle, die im Ab­stand von 60° in einem Kreis um die zu in­spi­zierende Dose an­ge­ord­net sind. Eine Licht­­schranke re­gis­triert durch die Ein­heit fah­rende Dosen, von denen in der Mitte des Sys­tems alle Ka­me­ras ein Bild auf­nehmen. Die sechs Bil­der wer­den zu einem 360°-Gesamt­­bild zu­sammen­­ge­setzt und mit einer Vor­lagen­­daten­bank der ak­tu­ellen Pro­duk­tion ver­glichen, um Ab­wei­chungen zu er­mitteln.

Screenshort of Smart Camera inspection system for cans.

Dekorprüfung mit CanInspect

In der CanInspect-Soft­ware las­sen sich zur Dekor­ana­lyse fünf Schwell­werte für die Emp­find­lich­keit bei der De­tek­tion ver­schie­dener Fehler­arten ein­stellen. Wer­den diese über­schritten, so wird ein ent­sprechen­der Feh­ler re­gis­triert. Nutzer kön­nen zu­dem aus­wählen, bei wel­chen Fehler­fällen das Sys­tem eine Aus­sonde­rung per Druck­luft­ab­blasung ver­an­lassen soll und ob die dazu­­gehörigen Bil­der ge­speichert wer­den sollen.

Wird zu­sätzlich eine OCR-Funk­tion ge­wünscht, ist die Inline-In­spek­tions­einheit mit sechs weiteren in­tel­ligen­ten Farb­ka­me­ras zum Lesen von Codes in Text­form aus­ge­stattet. Diese Ka­me­ras nehmen zeit­gleich mit den Dekor­ka­mer­as Bil­der von Teilen der Dose auf. Nach­einander wird in diesen sechs Einzel­bildern der Code ge­sucht. Die einzelnen Zeichen in de­tek­tierten Codes wer­den mit­hilfe einer OCR-Funktion er­kannt und mit dem vor­ge­gebenen Re­ferenz­­­code ver­glichen.

In der Barcode-Version sind zu­sätz­lich zu den Dekor­ka­me­ras sechs in­tel­ligen­te Grau­­wert­­ka­me­ras in­stal­liert, die zum Lesen von Bar­codes genutzt wer­den und eben­falls zeit­gleich mit den Dekor­­ka­me­ras Teil­bil­der der Dose auf­nehmen.

Nacheinander wird in den sechs Einzelbildern der Barcode gesucht. Wurde der Barcode gefunden, so wird im nächsten Schritt versucht, diesen zu lesen und mit dem vorgegebenen Referenzcode zu ver­gleichen. Je nach Ergebnis und gewünschter Aktion wird dann die Dose freigegeben oder als Schlechtteil ausgesondert.

Die Systeme eignen sich für alle Standard­getränke­dosen mit Höhen bis 160 mm und untersuchen je nach Ausführung bis zu 50 Dosen je Sekunde; die maximale Band­­ge­schwin­dig­keit beträgt 5 m/s.

„Für die automatische Kontrolle von Getränkedosen benötigten wir vor allem schnelle, kompakte Bildverarbeitungslösungen. Bei unserem langjährigen Partner Vision Components fanden wir mit der VCSBC6210 nano RH das ideale Instrument für diese Aufgabe. Die intelligenten Platinenkameras sind klein, leistungsstark, frei programmierbar und dank ihres abgesetzten Sensorkopfs enorm flexibel einsetzbar. Dies hat es uns erlaubt, schnell und problemlos unsere kompakten Inspektionssysteme zu entwickeln, die sich bereits vielfach im Einsatz bei unseren Kunden bewähren.“

Christian Gieselmann Geschäftsführer insensiv GmbH

Viel Leistung auf kleinem Raum: VCSBC6210 nano RH

Dank einer beid­seitig be­stück­ten Pla­tine fällt die Smart Ka­me­ra VCSBC6210 nano über­aus kom­pakt aus und misst nur 40 x 65 mm – sie kann somit pro­blem­los selbst in An­wen­dung­en mit be­grenz­tem In­stal­lations­­platz in­te­griert wer­den.

Für noch mehr Fle­xi­bi­li­tät sorgt die im An­wen­dungs­­fall ein­ge­setz­te Ver­sion VCSBC6210 nano RH mit ab­ge­setztem Sensor­­kopf. Die als Farb- und Schwarz­­weiß­­ausführung er­hält­liche Pla­tinen­­ka­me­ra ver­fügt über 32 MB Flash Pro­gramm­speicher und 128 MB DDRAM Speicher­platz für Bilder und Da­ten. Mit einem 700 MHz-Pro­zessor und einer Rechen­­leis­tung von 5.600 MIPS ist sie zu­dem äußerst schnell und leis­tungs­fähig.

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Wie alle in­tel­ligen­ten Ka­me­ras von Vision Components kann auch die VCSBC6210 nano selbst­ständig und ohne einen ex­ternen PC sämt­liche Bild­­ve­rar­bei­tungs­­auf­gaben aus­führen. Sie ist mit einer Ether­net-Schnitt­stelle und op­tional mit einer RS232-Schnitt­stelle aus­gestattet. Die Bild­­auf­nahme er­folgt durch einen Global-Shutter-CMOS Sensor mit einer Auf­lösung von 752 x 480 Pixeln, der mit der Leis­tungs­­fähig­keit eines CCD-Sen­sors mit­­halten kann und selbst in ex­trem schnellen App­li­ka­tionen ge­stochen schar­fe Bil­der lie­fert.

VCSBC nano-RH Smart Boardcamera series for OEM machine vision + imaging.
Smart camera imaging system integrated in production line for can inspection.

Unternehmenshintergrund insensiv GmbH

Die in Bielefeld ansässige insensiv GmbH entwickelt und programmiert Bildverarbeitungstechnik für die Prozessüberwachung und Qualitätskontrolle in zahlreichen Branchen. Intelligente Kameras und Komponenten oder Softwarevon insensiv werden beispielsweise in Pfandsystemen, der Automatentechnik, in Druckereien und in der Landwirtschaft eingesetzt.

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