Lösungen für die industrielle Bildverarbeitung


Digitale Qualitätskontrolle in der Produktion mit industrieller Bildverarbeitung

Um Qualität, Rückverfolgbarkeit und Standards in Produktionslinien sicherzustellen, war man viele Jahre lang weitgehend auf das menschliche Auge und manuelle Prüfprozesse angewiesen. Steigende Produktionsgeschwindigkeiten, engere Toleranzbereiche, strengere regulatorische Anforderungen und Kostendruck haben jedoch dazu geführt, dass manuelle Prüfmethoden weder ausreichend noch langfristig tragfähig sind. Industrielle Bildverarbeitungssysteme sind daher zu einer Schlüsseltechnologie für die Digitalisierung der Qualitätskontrolle geworden und zählen in vielen Produktionslinien inzwischen zu den Standardlösungen.

Bei Oskon entwickeln wir Qualitätskontrollprojekte für unterschiedliche Produktionslinien unter Einsatz der Bildverarbeitungstechnologien von SICK. Je nach Anforderung kommen 2D-, 3D-, Zeilenkamera-, OCR/OCV- oder AI-gestützte Kameraplattformen zum Einsatz. Die geeignete Kombination aus Kamera, Objektiv, Beleuchtung und Algorithmen wird durch Machbarkeitsprüfungen anhand von Prüfmustern ermittelt. Dieser Ansatz stellt sicher, dass die passende Lösung vor Ort umgesetzt und die Investition technisch validiert wird.

1. Was ist industrielle Bildverarbeitung?

Industrielle Bildverarbeitung ist eine Technologie, mit der Kamera- und Optiksysteme Bauteile, Produkte oder Verpackungen in einem bestimmten Produktionsprozess analysieren und Entscheidungen zur Qualitätsbewertung und Verifizierung treffen können. Das System besteht aus Kamera, Objektiv, Beleuchtung, Prozessor, Software und Triggerkomponenten. So lässt sich beispielsweise in Sekundenbruchteilen analysieren, ob ein Etikett korrekt positioniert ist, ob das Datum auf einer Verpackung lesbar ist, ob bei einem Produkt entlang der Linie Teile fehlen oder ob ein Füllstand innerhalb der Toleranz liegt.

Bildverarbeitungssysteme automatisieren somit nicht nur die Qualitätskontrolle, sondern unterstützen auch die Inline-Datenerfassung, Rückverfolgbarkeit, Protokollierung und kontinuierliche Verbesserung.

2. Kameraauswahl in der Produktion: 2D, 3D, Zeilenkameras und intelligente Kameras

Jede Produktionslinie hat unterschiedliche Anforderungen an die Qualitätskontrolle. Daher ist die Kameraauswahl ein entscheidender Schritt bei Bildverarbeitungsanwendungen. Beispielsweise stellen Oberflächenprüfung, Vermessung, Formprüfung, Ausrichtung oder Füllstandskontrolle unterschiedliche Anforderungen an die Optik. Je nach Anwendung können deshalb 2D-, 3D-, Zeilenkamera- oder intelligente Kameraplattformen eingesetzt werden.

  • 2D-Kameras: Werden für zweidimensionale Analysen wie Positionsprüfung, Anwesenheitskontrolle und Etikettenverifizierung eingesetzt.
  • 3D-Kameras: Werden zur Höhen-, Volumen-, Profil- und Geometriemessung eingesetzt.
  • Zeilenkameras: Ermöglichen eine hochauflösende Oberflächenprüfung auf kontinuierlich laufenden Förderbändern.
  • Intelligente Kameras: Führen Algorithmen intern aus und reduzieren dadurch den Bedarf an externen Steuerungen.

Oskon realisiert bei solchen Anwendungen zahlreiche Qualitätskontrollprojekte in unterschiedlichen Branchen mit SICK InspectorP, Ranger3, TriSpector und Zeilenkameraplattformen. Die Kameraauswahl wird meist durch Machbarkeitstests anhand von Prüfmustern validiert und anschließend durch Demonstrationen oder Pilotinbetriebnahmen vor Ort ergänzt.

3. Rückverfolgbarkeit und Codeverifizierung mit OCR & OCV

In Branchen wie der Lebensmittel-, Getränke-, Kosmetik-, Chemie-, Pharma- und Automobilindustrie müssen Produktinformationen wie Loscode, Datum, Chargen- oder Seriennummer zuverlässig verarbeitet werden und bei Bedarf rückverfolgbar sein. Hierfür werden kamerabasierte Systeme für OCR (optische Zeichenerkennung) und OCV (optische Zeichenverifizierung) eingesetzt.

Während OCR-Systeme die Beschriftung vor Ort lesen, prüfen OCV-Systeme, ob die gelesenen Informationen korrekt sind. Dadurch werden Bedienfehler, Kennzeichnungsfehler und Rückrufrisiken deutlich reduziert. Darüber hinaus lassen sich diese Daten in übergeordnete Systeme wie MES und ERP integrieren, um die Produktionsverfolgung zu verbessern.

Oskon plant solche Rückverfolgbarkeitsanwendungen mit den OCR/OCV-fähigen Bildverarbeitungsplattformen von SICK und unterstützt bei Bedarf auch die MES-Integration.

4. Qualitätskontrolle in Lebensmittel- und Getränkelinien ohne Linienstillstand

Insbesondere in Lebensmittel- und Getränkelinien erfolgt die Verschluss-, Füllstands- und Etikettenkontrolle bei hohen Geschwindigkeiten im kontinuierlichen Durchlauf. In solchen Linien können kamerabasierte Qualitätskontrollsysteme Parameter wie Dichtheit, Füllstand, Ausrichtung und Etikettenposition analysieren, ohne die Linie anzuhalten. So werden sowohl Produktionsverluste als auch Qualitätsrisiken minimiert.

Solche Anwendungen werden mit den industriellen Kameraplattformen von SICK und dem Engineering von Oskon projektiert. Nach Machbarkeitsanalysen anhand von Prüfmustern aus der Produktion wird die Lösung durch Demonstrationen oder Pilotversuche validiert. Damit basiert die Investitionsentscheidung auf technischen Daten.

Industrielle Bildverarbeitungssysteme sind zu einer entscheidenden Technologie geworden, die Qualität, Effizienz und Rückverfolgbarkeit in Produktionslinien verbessert. Bei jeder Anwendung beeinflussen die richtige optische Konfiguration, geeignete Algorithmen und ein sicheres Integrationskonzept unmittelbar den Projekterfolg. Kamerabasierte Qualitätskontrollprojekte beschränken sich daher nicht auf die Auswahl der Hardware, sondern erfordern Engineering- und Anwendungswissen.

Bei Oskon entwickeln wir mit den Bildverarbeitungstechnologien von SICK weiterhin durchgängige Qualitätskontrolllösungen für unterschiedliche Branchen.