An der Flasche erkannt

Vision-Sensor - Dem Sensorauge entgeht nichts. Ein Vision-Sensor überprüft zum Beispiel, ob Glasflaschen vor der Etikettierung korrekt ausgerichtet sind oder überprüft den Füllstand in Pet-Flaschen. Welche Chancen hat diese erschwingliche Automatisierungslösung?

09. November 2006

Ob Single Malt Whisky aus den schottischen Highlands, Grappa aus Kalabrien oder Magenbitter aus dem Leinetal: Experten erkennen ihr Lieblingsgetränk nicht nur am Geschmack, sondern auch an der Flasche, deren Form sich manche Hersteller sogar haben schützen lassen. Doch die Vielzahl an Flaschenformen bringt aber auch Nachteile mit sich, so zum Beispiel bei der Etikettierung asymmetrisch geformter Likörflaschen, denn natürlich soll das Etikett immer an der gleichen Position angebracht werden.

Gewindeposition der Flasche wird erfasst

Besonders einfach und kostengünstig geht das zum Beispiel mit ›Eyesight‹, dem neuen Bildverarbeitungspaket, das die SensoPart Industriesensorik GmbH zum ersten Mal auf der SPS/IPC/Drives in Nürnberg der Öffentlichkeit präsentiert.

Da in der Abfüllung die Flaschen nicht ausgerichtet über ein Band laufen, muss vor dem Aufbringen des Etiketts die korrekte Ausrichtung jeder Flasche geprüft werden. Was früher nur per Sichtprüfung möglich war, erledigt die Bildverarbeitungslösung Eyesight jetzt anhand der Gewindeposition. Diese wird mit der Funktion ›Geradenabstand‹ ermittelt: Dabei werden links und rechts die beiden höchsten Punkte der Gewindegänge parallel angetastet und der Abstand zu einer waagerechten Bezugsgeraden gemessen. Da sich dieser Abstand bei Drehung der Flasche ändert, ist eine genaue Bestimmung der Winkelabweichung möglich.

Mit dem neuen Bildverarbeitungspaket Eyesight, schließt SensoPart die Lücke zwischen einfachen, anwendungsspezifisch vorkonfigurierten Vision-Sensoren und einer komplexen Bildverarbeitung. Eyesight vereint eine anwenderfreundliche Bedienung mit Prozesssicherheit auf einer erprobten, industrietauglichen Plattform.

Eyesight ist ein Komplettpaket, welches aus dem leistungsfähigen Vision-Sensor FA 45 und der passenden Bildverarbeitungssoftware besteht. Diese Kombination ermöglicht es Integratoren und Endanwendern Aufgaben der optischen Mess- und Prüftechnik effizient zu lösen, und dies zu einem Bruchteil der Kosten, die ein klassisches Bildverarbeitungssystem erfordern würde. Typische Anwendungen sind zum Beispiel die Maßhaltigkeitsprüfung, Oberflächen­inspektion und Anwesenheitskontrolle.

Die Software: komfortable Lösung für viele Automationsaufgaben

Auf der Basis langjähriger Erfahrung bei der Lösung von optischen Mess-, Prüf-, Lese- und Sortieranwendungen entstand ein umfangreicher und vielfach erprobter Basisbefehlssatz zur umfassenden Lösung komplexer Automationsaufgaben. Mit Eyesight verfügt der Anwender über eine große Auswahl fertiger Prüfbefehle, die er per Drag & Drop intuitiv im Programmeditor verschieben und konfigurieren kann.

Durch diese grafische Programmierung ist es ohne Vorkenntnisse und mit nur geringem Schulungsaufwand möglich, selbstständig anspruchsvolle Bildverarbeitungslösungen zu realisieren. Eine kleine Auswahl der grafischen Software-Befehle:

- Farbkontrolle: Die Anzahl der Pixel wird bewertet, die im gewählten Farb-, Sättigungs- und Helligkeitsbereich liegen. Ergebnisse werden im Register gespeichert.

- Abstandsberechnung: Bestimmt und bewertet wird der Abstand gemäß den angegebenen Optionen.

- Messschieber: Bewertet wird die horizontale oder vertikale Ausdehnung eines Objekts

- Konturprüfung: Eine gegebene Konturpunktliste wird abgearbeitet.

Der Vision-Sensor FA45 vereint in einem kompakten (45 x 45 x 64 mm), industrietauglichen Aluminiumstrangguss-Gehäuse (IP65/67) eine CCD-Kamera, Weißlicht-LEDs zur Ausleuchtung des Messobjekts, Standard-M12-Sensorsteckverbinder, SPS-kompatible I/O- und Datenschnittstellen (RS422, 100-Mbit-Ethernet). Das Herz der Kamera bildet ein leistungsstarker digitaler Signalprozessor (DSP), der die komplette Auswertung übernimmt.

Sicht auf PET-Flasche

Mit dieser Ausstattung ist der Sensor in nahezu allen industriellen Umgebungen ohne konstruktive Änderungen oder zusätzliche Komponenten einsetzbar. Ein weiteres Beispiel ist die Qualitätskontrolle von PET-Flaschen in einem Schritt. Die PET-Flasche brachte in der Transportlogistik und für den Verbraucher eine Vielzahl von Vorteilen. Gleichzeitig zog sie bei den Getränkeabfüllern hohe Investitionen nach sich, die Schritt für Schritt Abschied von den Glasflaschen nehmen und daher auch ihre Qualitätskontrolle an die neuen Gefäße anpassen müssen.

Ein klassisches Qualitätskriterium bei der Flaschenabfüllung ist die Höhe des Füllstandes. Dessen Ermittlung wird mitunter durch Schaumbildung erschwert - insbesondere einfache Vision-Sensoren können diese nicht oder nicht zuverlässig von der Flüssigkeit unterscheiden. Gleichzeitig müssen der richtige Sitz des Schraubverschlusses und das Vorhandensein des Mindesthaltbarkeitsdatums geprüft werden. Vor der Automatisierung mit Eyesight war hierfür eine aufwändige und fehleranfällige Sichtprüfung erforderlich. Mit Eyesight können diese Prüfungen gleichzeitig mit nur einer Bildaufnahme erledigt werden. Die dazu benötigten Bildverarbeitungsbefehle werden grafisch programmiert und im Programmeditor gespeichert.

Nach der Bildaufnahme wird zunächst mit der Funktion ›Punkte antasten‹ die Kante am Flaschen-Transportring erkannt. Dies wird links und rechts durchgeführt und mit der Funktion ›Geradenbestimmung‹ eine Referenzgerade durch beide Punkte gezogen. Mit der Funktion ›Geradenabstand‹ wird dann der Sitz des Deckels auf beiden Seiten vermessen und grafisch ausgegeben.

Die Ausblendung des Schaums wird mit der Filterfunktion (Streifenfilter) vorgenommen. Nach der Ausblendung folgt erneut die Funktion ›Geradenabstand‹, um Schaumhöhe und Füllstand zu vermessen, die anschließend ausgegeben werden.

Für spezielle Anforderungen ist der Vision-Sensor auch mit C-Mount-Anschluss lieferbar.

Claude Kuhnen, SensoPart

FAKTEN

- ›Eyesight‹ besteht aus dem Vision-Sensor FA 45 und der passenden Bildverarbeitungssoftware.

- Es löst Aufgaben der optischen Mess- und Prüftechnik und kostet weniger als klassische Bildverarbeitungssysteme.

- Einsatz: Maßhaltigkeitsprüfung, Oberflächeninspektion und Anwesenheitskontrolle.

Erschienen in Ausgabe: 08/2006