Selbstständige Systeme
Autonome Qualitätssicherung in der Kunststoffindustrie
Die Qualitätsprüfung von Produkten aus Kunststoff stellt herkömmliche Bildverarbeitungslösungen vor zwei Probleme: die Reflexion von Materialien und das Vorhandensein unterschiedlicher Produkte in derselben Produktionslinie. Diese Probleme lassen sich mit dem autonomen Bildverarbeitungssystem Inspekto S70 lösen.
Bild 1 | Das autonome Bildverabeitungssystem Inspekto S70 erkennt Fehler an Kunststoffteilen bereits nach dem Anlernen weniger Musterteile. Das System findet dank KI selbst die richtigen Parameter (Beleuchtung, Blende…) für eine zuverlässige Inspektion der Teile.
Bild 1 | Das autonome Bildverabeitungssystem Inspekto S70 erkennt Fehler an Kunststoffteilen bereits nach dem Anlernen weniger Musterteile. Das System findet dank KI selbst die richtigen Parameter (Beleuchtung, Blende…) für eine zuverlässige Inspektion der Teile.Bild: Inspekto

Bildverarbeitungslösungen werden häufig zur Überprüfung der Ergebnisse von Prozessen in der Kunststoffverarbeitung wie Spritzgießen, Rotationsgießen, Extrusion, Pressen, 3D-Druck usw. eingesetzt. Bisherige Lösungen sind jedoch mit einer Reihe von Problemen behaftet: Sie sind komplex und teuer sowohl in der Einrichtung als auch im Betrieb. Es kann Monate dauern, sie zu montieren und zu trainieren, und jede Veränderung der äußeren Umgebung wie Lichtschwankungen oder Vibrationen kann ihre Genauigkeit beeinträchtigen. Zudem ist es schwierig, die stark reflektierende Oberfläche einiger Kunststoffe korrekt zu beleuchten. Ferner sind herkömmliche Lösungen so konzipiert, dass sie nur ein einziges Produkt an einem bestimmten Punkt der Produktionslinie prüfen können, was sie für Anwendungen wie das Kunststoffspritzgießen unpraktisch macht, denn dort werden häufig Produkte mit unterschiedlichen Formen auf einer einzigen Produktionslinie hergestellt.

Autonome Bildverarbeitung

Die typischen Einschränkungen von Bildverarbeitungslösungen können mit dem Konzept der autonomen Bildverarbeitung überwunden werden. Diese neue Kategorie bietet Lösungen, die einfach und schnell zu implementieren oder an dynamische Produktionslinien anzupassen sind. Die entsprechende Technologie wurde von Inspekto entwickelt und ist als Autonomous Machine Vision AI (AMV-AI) bekannt. Sie nutzt in jedem Schritt des Inspektionsprozesses Methoden der Künstlichen Intelligenz und ermöglicht von der Selbstjustierung der Kameraeinstellungen bis hin zur selbständigen Bestimmung der Anzahl der zu prüfenden Musterteile völlig autonome Systeme, um die Eigenschaften eines Produkts zu lernen. Die kombinierte Lösung aus Soft- und Hardware wird dynamisch und autonom für jeden Inspektionsanwendungsfall optimiert. Die Systeme lassen sich leicht installieren und so einstellen, dass sie mehrere Produkte prüfen können. AMV-Systeme lassen sich in kürzester Zeit und ohne Bildverarbeitungs-Vorkenntnisse eingerichten. Der Benutzer muss das Produkt nur auspacken, den Umriss des zu prüfenden Artikels mit einer Maus markieren, dem System 20 bis 30 gute Musterteile vorlegen und kann dann sofort mit der Prüfung beginnen. Derselbe Prozess wiederholt sich, wenn ein neues Produkt geprüft werden soll. Die AMV-Systeme öffnen somit auch kleinen und mittleren Unternehmen (KMUs) die Tür zu einer zuverlässigen und kosteneffizienten Qualitätssicherung.

Bild 2 | Kunststoffhersteller können mit dem Inspekto S70 eine zuverlässige automatisierte Qualitätssicherung selbst einrichten und betreiben.
Bild 2 | Kunststoffhersteller können mit dem Inspekto S70 eine zuverlässige automatisierte Qualitätssicherung selbst einrichten und betreiben.Bild: Inspekto

System nimmt selbstständig bestmögliches Bild auf

Bei der Beleuchtung zur Prüfung von Kunststoffen stellen sich jedoch besondere Herausforderungen. Einige Kunststoffe, wie z.B. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), haben eine glänzende Textur, die massive Reflexionen erzeugt. Ein weiteres Problem für die Prüfung mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen besteht darin, dass bei Kunststoffprodukten der Fehler oft dieselbe Farbe wie das Teil hat, z.B. schwarz auf schwarz. Inspekto hat diese Herausforderungen dank eines KI-Moduls gemeistert, das die elektro-optischen Komponenten seines Bildverarbeitungssystems dynamisch anpasst. Der Benutzer muss die Parameter für die Bildaufnahme wie z.B. Abstand zwischen Kamera und dem zu prüfenden Objekt, Beleuchtung, Fokus, Verschluss- und Belichtungszeit also nicht selbst festlegen. Alle diese Parameter werden von den KI-basierten Modulen automatisch ausgewählt und angepasst. Die AMV-Systeme nehmen somit selbstständig das bestmögliche Bild des zu prüfenden Objekts auf.

Darüber hinaus bedeutet die Möglichkeit, die Schärfentiefe automatisch zu steuern und mehrere Profile zu erstellen, die verschiedene Bereiche eines Objekts mit unterschiedlichen Tiefen abdecken, dass AMV-Systeme tiefe und komplexe Objekte inspizieren können. Dies ermöglicht eine Fehlerprüfung für komplexe 3D-Objekte ohne Neukonfiguration des Systems. Inspekto S70 verfügt über mehrere Bildgebungsmodi, die vom System je nach den Anforderungen des zu prüfenden Teils, automatisch ausgewählt werden, z.B. über einen HDR- oder Anti-Reflexionsmodus. Diese erstellt das System automatisch, indem es mehrere Bilder des Objekts, die mit unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen und -intensitäten aufgenommen wurden, zusammenführt. Das Ergebnis ist eine zuverlässige Inspektion auch von stark reflektierenden Oberflächen.

Fazit

Mit AMV können Kunststoffhersteller mit einem einzigen System eine beliebige Anzahl von Produkten an derselben Stelle der Fertigungslinie prüfen. Erforderlich ist dazu lediglich die Wiederholung des Einrichtungsprozesses, wenn ein neues Produkt überprüft werden muss. Dies macht die Technologie besonders nützlich für Hersteller, die ihre Produktionslinien häufig umstellen oder kundenspezifische Produktchargen prüfen müssen. Hersteller, die 3D-Drucklinien einsetzen und daher in der Regel eine flexible Produktion mit kleinen bis mittleren Stückzahlen bewältigen müssen, profitieren ebenfalls von den autonomen Systemen. Damit haben Kunststoffhersteller jetzt Zugang zu einer automatisierten Qualitätssicherung und können ihre Systeme selbst einrichten, ohne auf die Dienste Dritter angewiesen zu sein.

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