Bildverarbeitung im Einsatz -  Anwendungsbeispiele aus zahlreichen Branchen

Industrielle Bildverarbeitung

in der Praxis

Kundenreferenzen und Anwendungsbeispiele

Labelkontrolle mit bis zu 350 Metern pro Minute

November 2018

Um Etiketten oder andere bedruckte Bahnwaren bei Geschwindigkeiten von bis zu 350 Metern pro Minute zu inspizieren und auftretende Fehler mit 100% Sicherheit zu erkennen sind extrem leistungsfähige Anlagen erforderlich. AB Graphic produziert derartige Maschinen und setzt dabei auf Bildverarbeitung von STEMMER IMAGING.

Fünf Etikettenstränge laufen parallel auf der Omega SRI, einer Weiterverarbeitungsmaschine für Etiketten, die Ralf Wirtz gerade für die Auslieferung an einen Kunden vorbereitet und letzte Tests fährt. „Die Hauptaufgabe unserer Maschinen besteht darin, die ankommenden Stränge zu schneiden und auf einzelne Rollen umzuwickeln, denn in der Regel benötigen die weiterverarbeitenden Unternehmen Etiketten einbahnig“, erklärt der Vertriebsleiter der AB Graphic International GmbH.

Die Anlage, die Wirtz gerade finalisiert, ist für Bandbreiten von 430 mm ausgelegt, doch AB Graphic deckt standardmäßig Breiten von 210 bis 1200 mm ab. Die Abmessung der Etikettenrollen ist aber nur eine von vielen möglichen Optionen: „Je nach Kundenanforderung können wir die Basisfunktionalität des Umwickelns um diverse Funktionen erweitern“, so Wirtz. Die Integration von Druckern, mit denen z.B. fortlaufende Losnummern oder individuelle Angaben in vorgedruckte Etiketten eingebracht werden können, ist dabei eine häufig genutzte Variante. Durch die Ergänzung der Anlagen um Bildverarbeitungsmodule der fleyeVision-Familie bietet AB Graphic seinen Kunden auch Optionen zur Inspektion von Etiketten an.

Spezialgebiet Bildverarbeitung

Diese Bildverarbeitungsmodule sind das Spezialgebiet der deutschen AB Graphic-Niederlassung: Innerhalb der britischen Firmengruppe werden sie nur am Standort Baesweiler bei Aachen unter der Bezeichnung fleyeVision entwickelt und hergestellt. „Schätzungsweise 80 Prozent der hier bei uns gefertigten Etikettenanlagen werden auf Kundenwunsch mit einem oder sogar zwei Bildverarbeitungsmodulen ausgestattet. Für in Großbritannien produzierte Maschinen, die mit einem Vision-System bestellt wurden, bereiten wir die Bildverarbeitungsmodule hier vor und schicken sie unseren britischen Kollegen zum Einbau und zur Finalisierung der Anlagen.“

Um die Qualität jedes einzelnen Etiketts sicherzustellen werden mit den fleyeVision-Modulen während des Verarbeitungsprozesses diverse Merkmale der Etiketten überprüft. So erkennen sie unter anderem fehlende Etiketten, Spleißstellen, Matrixreste, Etikettenbeschädigungen, Farbreste und Verunreinigungen. Die Identifizierung solcher Fehler muss möglichst zu 100 Prozent erfolgen, denn dem Hersteller der Etiketten drohen in bestimmten Fällen extrem hohe Schadensersatzforderungen, wenn beispielsweise fehlerhafte Etiketten bereits auf Endprodukte aufgebracht sind und diese daher an ihn zurückgeliefert werden. Sehr teuer kann es auch werden, wenn aufgrund von mangelhaften Etiketten Produktionsabläufe z.B. in Abfüllanlagen zum Stillstand kommen. Bei Pharmaprodukten sind sogar noch ernstere Folgen mit Gefahren für Patienten vorstellbar.

 
Ganz gleich, ob ein Kunde die Qualität von Grafiken, Texten, Barcodes oder Farben sicherstellen oder variable Daten auf ihre Richtigkeit überprüfen will: Mit fleyeVision haben wir für jede Aufgabe die richtige Lösung, und zwar für jedes Material, jede Sprache und jeden Schriftsatz.
Ralf Wirtz, Sales Manager, AB Graphic International GmbH

Um derartige Risiken auszuschalten, bietet AB Graphic seinen Kunden eine Vielzahl an modularen Erweiterungsmöglichkeiten des fleyeVision-Systems an, die eine kostengünstige, maßgeschneiderte Konfiguration von Inspektionssystemen entsprechend der Kundenanforderungen erlauben.

Eine besondere Stärke dieser AB Graphic-Lösung liegt laut Wirtz darin, dass fleyeVision auch jederzeit unkompliziert nachträglich in bestehende Druckanlagen, Maschinen zur Herstellung von Kunststofffolien, Konfektionieranlagen oder andere Endlosprozesse integriert werden kann: „fleyeVision ist als Standalone-System konzipiert, kann aber auch herstellerunabhängig an jeder Druckpresse oder Konfektioniermaschine einfach nachgerüstet werden. Die Integration ist dabei sowohl in digitale, als auch in konventionelle Abläufe möglich.“

Sensorlose Erkennung

Als Lieferant eines Großteils der Bildverarbeitungshardware, die bei den in Baesweiler gefertigten Systemen zum Einsatz kommt, vertraut AB Graphic schon seit 2004 auf STEMMER IMAGING. „Wir beziehen von diesem Partner seit Jahren einen Großteil unserer Kameras, Bilderfassungskarten, Optiken, Beleuchtungen und Kabel für unsere Anlagen und sind damit immer gut gefahren“, berichtet Wirtz. „Im Laufe der Jahre haben sich unsere Anforderungen permanent weiterentwickelt, und STEMMER IMAGING hat uns dafür immer die geeigneten Komponenten empfohlen.“ Als vertrauensvoll, zuverlässig und leistungsstark bezeichnet er die Zusammenarbeit, die inzwischen zu über 1000 realisierten Bildverarbeitungssystemen geführt hat.

Für besonders wertvoll hält der AB Graphic-Vertriebsleiter die Unterstützung des Supports von STEMMER IMAGING, der bei der neuesten fleyeVision-Anlagengeneration wesentlich dazu beigetragen hat, die Erkennung der Etiketten sensorlos, d.h. ohne zusätzlichen Trigger zu realisieren. „Diese Funktion erleichtert die Integration und Nutzung des Inspektionssystems für den Anlagenbediener erheblich. Sie vereinfacht und beschleunigt die Einrichtung neuer Etiketten insbesondere bei höheren Bandbreiten, macht mechanische Anpassungen unnötig und erlaubt das automatische Antrainieren neuer Etiketten innerhalb weniger Minuten!“ Dies verbessere die Wirtschaftlichkeit der fleyeVision-Anlagen deutlich, so Wirtz. Für besondere Anforderungen ist bei Bedarf jedoch auch ein manuelles Anlernen von Etiketten möglich.

Die vertrieblichen Ansprechpartner von STEMMER IMAGING, Georg Schelle (links) and ABGraphic, Ralf Wirtz (rechts)

Die fleyeVision-Bedienoberfläche erlaubt eine extrem schnelle automatische oder bei Bedarf manuelle Einrichtung neuer Labels.

Variantenvielfalt nach Kundenanforderung

Entwickelt wurde die sensorlose Erkennung in enger Zusammenarbeit zwischen den Bildverarbeitungsexperten bei AB Graphic und der Entwicklungsabteilung von STEMMER IMAGING auf Basis des FPGA-Entwicklungstools Visual Applets von Silicon Software. Die auf diese Weise entstandene Lösung verarbeitet die Bilder der eingesetzten Zeilenkameras, die in allen Anlagen mit Bildverarbeitungsfunktionalität von AB Graphic zum Einsatz kommen. „Die Anforderungen an Geschwindigkeit, Auflösung und damit auch Datendurchsatz sind bei der Etikettenkontrolle sehr hoch. Mit Zeilenkameras können wir sämtliche Varianten abdecken, die wir unseren Kunden als Option anbieten“, betont Wirtz.

Die Auswahl reicht dabei von Anlagen mit Zeilenkameras mit 1k Auflösung über 2k-Varianten bis hin zu Modellen mit 8k Auflösung in monochrom oder Farbe. Je nach Breite des zu inspizierenden Bandes sind damit Geschwindigkeiten bis 350 Meter pro Minute und die Erkennung von Fehlern bis herunter auf 0,02 mm² Größe möglich. Für die sichere Erkennung von Barcodes ist der kleinste erkennbare Abstand zwischen zwei Linien bzw. die kleinste auflösbare Linienbreite entscheidend. Hier liegt das Limit, das z.B. bei einer Bahnbreite von 210 mm mit 8k-Zeilenkameras noch sicher erkannt werden kann, derzeit bei 0,08 mm.

Komplettiert werden die Bildverarbeitungssysteme durch geeignete Zeilenbeleuchtungen, die bei der Inspektion von Folien auch als UV-Beleuchtungen ausgeführt sein können, sowie die passenden Optiken und Kabel, die Ralf Wirtz und seine Bildverarbeitungskollegen ebenfalls über STEMMER IMAGING beziehen. Die Bediensoftware, die eine extrem schnelle automatische oder bei Bedarf manuelle Einrichtung neuer Labels ermöglicht und die Ergebnisse der Bildverarbeitung darstellt, hat AB Graphic selbst entwickelt.

 
Bei der Systemauslegung und der Auswahl der Bildverarbeitungskomponenten für diese anspruchsvolle Aufgabe unterstützt uns STEMMER IMAGING schon seit Jahren hervorragend. Dass wir die vorgeschlagenen Komponenten für neue Varianten auf Basis von Leihstellungen testen und uns so davon überzeugen können, dass ein System auch wirklich wie geplant funktioniert, halte ich für extrem hilfreich.
Ralf Wirtz, Sales Manager, AB Graphic International GmbH

Spiegelsystem und Zweikameralösungen

Die fleyeVision-Bildverarbeitungssysteme sind in den Anlagen in unauffälligen und kompakten Gehäusen integriert. Aufgrund des engen Einbauraums verlängerten die AB Graphic-Entwickler die optische Achse trickreich durch ein Spiegelsystem, um den für die Kameras erforderlichen Arbeitsabstand zu realisieren.

Eine Besonderheit ist Ralf Wirtz noch wichtig: „Als Option können auch zwei Kamerasysteme in den fleyeVision-Anlagen zum Einsatz kommen, um entweder die Vorder- und Rückseiten von Etikettenbändern zu prüfen, oder um bei großen Bandbreiten die Auflösung zu steigern. Auch bei solchen Varianten werden die von beiden Kameras eingehenden Daten nur von einem einzigen Silicon Software-Frame Grabber erfasst und verarbeitet. Dies verdeutlicht die Leistungsfähigkeit unserer Lösung, die nur durch den Einsatz hochwertiger Bildverarbeitungskomponenten, die optimale Auslegung und die gemeinsame Entwicklung durch Silicon Software und STEMMER IMAGING nach den Vorgaben von AB Graphic möglich war.“

AB Graphic InternationalAB Graphic International produziert seit über 60 Jahren innovative Weiterverarbeitungsmaschinen für den Digitaldruck, Wickelautomaten, Wickel- und Kontrollmaschinen sowie Druckinspektionssysteme. Mit Produktionsstätten in Großbritannien und Deutschland sowie mit Verkaufs- und Servicestellen in Großbritannien, Deutschland, den USA, Frankreich, den Niederlanden und Spanien sowie mit einem weltweiten Netzwerk von Vertriebspartnern bietet das Unternehmen seinen Kunden international einen umfassenden Support.