Industrielle Bildverarbeitung für die Automatisierungs­technik

Bildverarbeitung bezieht sich auf die Verwendung von Industriekameras, Objektiven und Beleuchtungen, um eine automatisierte Sichtprüfung von hergestellten Produkten durchzuführen. Die Bildverarbeitungssysteme von KEYENCE sind steuergerätebasiert, was sie zu sehr schnellen und vielseitigen Systemen macht. Die industrielle Bildverarbeitung kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, z. B. zur Montagekontrolle, zum Lesen von Zeichen und Codes oder zur Positionierung von Industrierobotern. Weitere Details und Beispiele finden Sie hier.

Die industrielle Bildverarbeitung bietet eine schnelle und zuverlässige Möglichkeit, Teile inline zu prüfen. Mit der industriellen Bildverarbeitung kann jedes Teil, das eine Hochgeschwindigkeitslinie herunterläuft, abgebildet und geprüft werden, um eine 100%ige Qualitätskontrolle zu gewährleisten. Ähnliche Inspektionen, die manuell durchgeführt werden, sind langsamer und fehleranfällig, und Offline-Qualitätsprüfungen können aus Zeitgründen oft nicht an jedem Produkt durchgeführt werden.

Jede Industrieanlage mit einem sich wiederholenden Prozess kann von der Einführung der Bildverarbeitung profitieren. Die Bildverarbeitung ist u. a. in der Automobil-, Kunststoff-, Lebensmittel- und Verpackungsindustrie, der Medizintechnik und der Elektronikindustrie stark vertreten.

Bildverarbeitungssysteme sind sehr anpassungsfähig und können daher kreativ auf verschiedene Arten eingesetzt werden. Wesentliche Anwendungen der Bildverarbeitung sind:

Prüfung von Qualitätsmerkmalen
Stellen Sie sicher, dass ein Produkt frei von Kratzern, Graten, Dellen, Unterspritzungen, Überspritzungen, kleinen Löchern oder Verfärbungen ist, selbst bei komplizierten oder kontrastarmen Teilen.

Anwesenheit/Abwesenheit (Zählen)
Vergewissern Sie sich, dass alle Komponenten einer Baugruppe oder eines Pakets vorhanden und vom richtigen Typ sind, und zählen Sie Merkmale wie Löcher oder Schlitze an einzelnen Teilen.

Positionierung
Überprüfen Sie die korrekte Position, Ausrichtung und den Sitz vieler Komponenten, führen Sie einen Industrieroboterarm zum korrekten Aufnehmen und Platzieren von Prüfobjekten oder bestätigen Sie die Beschriftungsposition eines KEYENCE-Beschriftungslasers.

Messung
Messen Sie in der X-, Y- und Z-Ebene mit einer Genauigkeit von nur ±10 μm.

Lesen von Codes
Kombinieren Sie die industrielle Bildverarbeitung von KEYENCE mit Tintenstrahldruckern, um Datums- und Chargencodes mit Hilfe einer integrierten OCR-Bibliothek (optische Zeichenerkennung) einfach zu drucken und zu bestätigen und dann durch einfaches Ankreuzen eines Kästchens mit den ausgelesenen Daten eines Strichcodes zu vergleichen.

Die Produktpalette von KEYENCE im Bereich der Bildverarbeitung besteht aus Matrixkamera-, Zeilenabtastungs- und 3D-Bildgebungstechnologien:

Matrixkameras werden am häufigsten verwendet und eignen sich für die meisten Bildverarbeitungsanwendungen.

Zeilenkameras erstellen 2D-Bilder Zeile für Zeile, ähnlich wie ein Scanner, und sind nützlich, wenn Bilder von großen Produkten, Zylindern oder Endlosbahnen benötigt werden. Entweder die Kamera oder das Teil muss während der Aufnahme in Bewegung sein.

3D-Kameras erfassen industrietaugliche Bilder von kleinen Teilen mit variablen Oberflächenbedingungen. Die gleichzeitige 2D- und 3D-Erfassung ermöglicht eine stabile Messung in drei Ebenen.

Bildverarbeitungssysteme bestehen aus Kameras, Objektiven, Beleuchtung und Bilderfassungscontroller. Jede Komponente wird entsprechend der Anwendung ausgewählt:

Kamera
CMOS-Bilderfassungssensoren von KEYENCE wandeln Licht in digitale Bilddaten um, die in nur 2 ms an das Steuergerät gesendet werden.

Objektiv
Objektive werden verwendet, um das Licht auf den Sensor der Kamera zu fokussieren. Objektive mit sehr hoher Auflösung und geringer Verzerrung von KEYENCE gewährleisten eine stabile Prüfung über das gesamte Bild.

Licht
Die Auswahl des Lichts ist für jede Bildverarbeitungskonfiguration entscheidend; was die Kamera nicht sehen kann, kann ein Bildverarbeitungssystem nicht prüfen. Form, Größe und Farbe der Beleuchtung sowie Installationsabstand und -winkel können so optimiert werden, dass die zu prüfenden Merkmale hervorgehoben und Beeinflussungen durch die Umgebung vermieden werden.

Bilderfassungscontroller
Bilderfassungscontroller, oder Steuergeräte, verwenden vordefinierte Algorithmen, um die Bilddaten zu verarbeiten und die entscheidenden Informationen zu extrahieren.

Zeilenkameras werden verwendet, um Bilder von bewegten Teilen zeilenweise zu erfassen. Einzelne Zeilen werden in einem Bilderfassungscontroller übereinander gestapelt, um schließlich ein 2D-Bild aufzubauen. Durch diese Art der Bilderfassung eignet sich der Zeilenscan besonders gut für die Inspektion von Endlosbahnen, Zylindern und großen Teilen. Lesen Sie weiter, um den Grund zu erfahren, oder klicken Sie hier für weitere Informationen:

Endlosbahnen
Zeilenkameras erfassen Zeilen entweder mit einer festgelegten Rate oder entsprechend der Ausgabe eines Encoders. Die „kontinuierliche“ Erfassung kann ohne Unterbrechung aufrechterhalten werden, so dass von einem Bild zum nächsten 100% einer Endlosbahn erfasst und inspiziert wurden.

Zylinder
Mit einer herkömmlichen Matrixkameraeinrichtung müssen mindestens drei Bilder aufgenommen werden, um die gesamte 360°-Oberfläche des Umfangs eines Zylinders zu sehen. Außerdem können Teilemerkmale aufgrund der gekrümmten Oberfläche verzerrt werden oder schwer gleichmäßig zu beleuchten sein. Mit einer Zeilenkamera wird der gesamte Zylinder in einem „ausgerollten“ Bild erfasst, frei von jeglicher Verunstaltung.

Große Teile
Da die Bilder stückweise aufgebaut sind, können hochauflösende Bilder schneller erfasst und übertragen werden als mit einer Matrixkamera ähnlicher Größe. Beispielsweise kann eine Zeilenkamera von KEYENCE Bilder mit bis zu 67 MP bei einer Geschwindigkeit von 6,1 μs/Zeile aufnehmen. Außerdem ist die Beleuchtung viel einfacher. Es muss nur eine Zeile über ein großes Teil auf einmal beleuchtet werden und nicht das gesamte Prüfobjekt.

3D-Kameras werden zur Inspektion von Merkmalen eingesetzt, die mit einer herkömmlichen Kamera nicht zu sehen sind oder eine manuelle Inspektion erfordern. Was sie von anderen Technologien unterscheidet, ist die Verwendung von Höhendaten zur Kontrasterzeugung anstelle von Farbe, so dass auch bei kontrastarmen Teilen eine präzise Prüfung möglich ist. Die 3D-Kameras von KEYENCE erfassen gleichzeitig 2D-Bilddaten, ohne dass eine externe Beleuchtung erforderlich ist, so dass Messungen in allen drei Ebenen, d. h. X, Y und Z, durchgeführt werden können. Weitere Informationen finden Sie auf unseren Produktseiten.

Streifenprojektionsbeleuchtung – 2D- und 3D-Qualitätskontrolle

Modellreihe XT – 2D- und 3D-Messung

Modellreihe RB – 3D Robot Vision