Intelligent und vernetzt

Die ersten Bildverarbeitungssysteme wurden in der Qualitätskontrolle eingesetzt, um fehlerhafte Teile zu erkennen und auszusortieren: Gutes Teil, schlechtes Teil – damit gab man sich meist zufrieden. Durch Fortschritte in Hard- und Software hat die Industrielle Bildverarbeitung mittlerweile vielfältige Einsatzgebiete erobert: Quer durch die Branchen Elektronik, Papier, Lebensmittel, Druck, Automobil und Flugzeug bis zu Pharma und Medizin sind BV-Systeme im Einsatz. Je nach Art und Leistungsfähigkeit unterscheidet man Vision-Sensoren, Kompakt- Visionsysteme und komplexe, PC-basierte Systeme. Sie übernehmen Mess- und Inspektionsaufgaben, identifizieren Teile, kontrollieren Montage und Logistik und verleihen sogar Robotern Augenlicht, um gezielte Bewegungen auszuführen.

„Die Bildverarbeitung ist eine Disziplin, die in vielfältigen Einsatzfeldern technisch und wirtschaftlich optimale Lösungen zur optischen Qualitätskontrolle von Produkten ermöglicht“, erläutert Peter Stiefenhöfer, Marketingleiter der Stemmer Imaging GmbH, Puchheim. „Besonders eignen sich solche Systeme in Anwendungen, bei denen der Mensch aufgrund der Produktionsgeschwindigkeiten oder der nötigen Genauigkeit überfordert ist und keine hundertprozentige Kontrolle mehr leisten kann.“

Als Plattform, um die Bildverarbeitung als leistungsfähiges Werkzeug für die Qualitätssicherung in der automatisierten Fertigung zu präsentieren, sieht Stemmer Imaging die Fachmesse Automatica, die im Juni kommenden Jahres in München stattfindet. Zu beobachten sind dort auch die technischen Veränderungen der Komponenten und Systeme. Auffällig ist nach Einschätzung Stiefenhöfers die Entwicklung in Richtung immer einfacherer Bedienoberflächen und intelligenterer Systeme. „Spezialistenwissen ist heute nicht für jeden BV-Einsatz notwendig“, beschreibt er die Auswirkungen. Immer mehr Endanwender bauten selbst entsprechendes Know-how auf, um sich einen Wettbewerbsvorsprung zu verschaffen. „Die Anwenderstruktur in diesem Bereich verändert sich also, und Bildverarbeitung wird zunehmend zu allgemein genutzter Technik.“

Dem stimmt auch Dr.-Ing. Heiko Frohn zu: „Pick-and-place-Zuführaufgaben und ähnliche einfache Lösungen übernehmen zunehmend die Maschinenbauer und Automatisierer selbst“, sagt der Geschäftsführer Industrieautomation der Vitronic Dr.-Ing. Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH in Wiesbaden. „Wir konzentrieren uns auf komplexere Lösungen, in denen sich das Visionsystem als Instrument zur Prozessverbesserung etabliert.“

Das BV-System Vinspec beispielsweise kommt bei einem Hersteller von Venenverweilkanülen zum Einsatz – es kontrolliert die Nadelspitze im µm-Bereich. An jeder Prüfstation ist ein Rechnersystem mit Monitor angeschlossen. Dort kann der Bediener die Prüfungen live verfolgen und die letzten Prüfergebnisse ansehen. Die Software zeigt ihm die Position einer Toleranzabweichung punktgenau an. Produktionsdrifts werden so frühzeitig erkannt – schnelles Eingreifen in den Produktionsprozess vermeidet kostspielige Folgefehler.

In komplexen Produktionsprozessen sind in der Regel mehrere automatische, vernetzte IBV-Systeme im Einsatz, die einzelne Prozessschritte an einer oder mehreren Linien überwachen und dokumentieren. Die Isra Vision AG, Darmstadt, bestätigt den Trend, den gesamten Prozess zu betrachten. „Wichtig sind die Vernetzung der Systeme und eine intelligente Verknüpfung der zur Verfügung stehenden Daten“, betont Vertriebsvorstand Hans Jürgen Christ. Alle Daten für die Qualitätsbeurteilung und Prozessanalyse werden daher optimiert in Datenbanken abgelegt, auf die auch während laufender Mess- und Inspektionsaufgaben zur Analyse zugegriffen werden kann. Über entsprechende Software kann nach Datum, Job, Prozessschritt, Rolle, Fehler, Messgröße, Trend, Verteilung und mehr analysiert werden. So ist die Optimierung einzelner Prozessstufen innerhalb einer Linie ebenso möglich wie der Vergleich der Produktionsergebnisse mehrerer Linien.

BV-Systeme liefern aber auch zwangsläufig eine Vielzahl an Kenngrößen und Daten, die für die im Vordergrund stehende Fragestellung nicht benötigt werden. Werden diese beispielsweise in einem MES-System gesammelt, stehen sie für Offline-Auswertungen zur Verfügung. Durch solche Datenanalysen lassen sich Zusammenhänge ergründen, die bisher nicht bekannt waren. Für BV-Fachmann Frohn ist das eine wichtige Perspektive: „Ich kenne zwar mein Problem noch nicht, bin aber auf dessen Lösung schon vorbereitet.“

Da die Industrielle Bildverarbeitung mittlerweile so facettenreich geworden ist, dass vielen Anwendern der Überblick schwer fällt, bietet der VDMA Unterstützung an. In der Fachabteilung Industrielle Bildverarbeitung, die zum Fachverband Robotik+Automation gehört, haben sich wichtige Hersteller, Anbieter und Dienstleister der Branche zusammengeschlossen. Der Verband hat einen Branchenführer auf den Markt gebracht, einen Herstellernachweis sowie eine Datenbank mit Anwenderberichten ins Netz gestellt. Auch mit sehr konkreten Fragestellungen können Interessierte sich an den VDMA wenden. Dessen Mitarbeiter suchen dann geeignete Anbieter, die in den geforderten Bereichen besondere Kompetenzen haben, und stellen die Kontakte her. jk