Industriekamera von IDS optimiert Qualitätskontrolle

Starker Preisdruck bei gleichzeitig hohen Qualitätsanforderungen – in der Getränke- und Flaschenindustrie herrscht das klassische Dilemma vieler Branchen. Viele Hersteller suchen daher nach neuen Wegen, die Qualitätskontrolle innerhalb der Produktion zuverlässiger aber gleichzeitig effizienter zu gestalten. Moderne Bildverarbeitungstechnik gepaart mit Künstlicher Intelligenz (KI) setzt genau hier an: Mithilfe leistungsstarker Industriekameras lassen sich zuverlässig kleinste Risse sowie Farbabweichungen oder Schattierungen an Kunststoffdeckeln erkennen – und das, während diese mit hoher Geschwindigkeit auf einer Produktionslinie laufen.

Die IDS UI-3280CP-C-HQ Industriekamera sorgt für eine ausgezeichnete Bildqualität und ist extrem rauscharm – bei einer Framerate von 36 fps. (Bild: IDS)

Die IDS UI-3280CP-C-HQ Industriekamera sorgt für eine ausgezeichnete Bildqualität und ist extrem rauscharm – bei einer Framerate von 36 fps. (Bild: IDS)

Das Unternehmen Solocap stellt alle Arten von Kunststoffverschlüssen für den Lebensmittelsektor her. Darunter ein Schraubverschluss, der für jede Glas- oder PET-Flasche geeignet ist. Dank eines um den Flaschenkragen angeordneten, klemmbaren Lammellenrings ermöglicht er das einfache, schnelle, absolut dichte und sichere Verschließen. Die Lamellen müssen dazu allerdings während der Produktion zuverlässig und äußerst sorgfältig auf Risse, Abrisse und Verdrehungen geprüft werden. Nur so kann die absolute Dichtheit garantiert werden. Diese Aufgabe übernimmt eine KI-Lösung von Aprex Solutions auf Basis hauseigener Softwarealgorithmen. Die nötigen Spezifikationen wurden im Vorfeld in Zusammenarbeit mit Solocap erarbeitet. Dazu zählten auch mehrere Prüfstufen, wie z. B. die Ausschusskontrolle, um Falschmeldungen zu vermeiden.

Die USB 3-Industriekamera prüft in Verbindung mit Künstlicher Intelligenz Kunststoffverschlüsse auf Mängel. (Bild: IDS)

Die USB 3-Industriekamera prüft in Verbindung mit Künstlicher Intelligenz Kunststoffverschlüsse auf Mängel. (Bild: IDS)

KI-Einführung in zwei Phasen

Zunächst wurde mit Hilfe der intelligenten Aprex Track KI-Lösung die spezifische „Solocap-Anwendung“ trainiert. Die Software beinhaltet verschiedene Objektdetektor-, Klassifikator- und Standardmethoden, die auf unterschiedlichen Ebenen arbeiten. Entsprechend vernetzt, liefern sie am Ende das gewünschte Ergebnis. Dabei garantieren vier Kontrollstufen mit mehreren Prüfpunkten eine Zuverlässigkeitsrate von über 99,99 Prozent.

Im zweiten Schritt wurde diese Anwendung in der Produktionslinie direkt nach dem ersten Montagegang mit Aprex Track C&M implementiert, das speziell für die vielfältigen Bildverarbeitungsanforderungen im industriellen Bereich entwickelt wurde. Dazu zählen u. a. die Kontrolle und Sicherung einer Fertigungslinie bis hin zur Messung, Identifizierung und Klassifizierung von Defekten im Produktionsumfeld. Die Software-Suite liefert die gewünschten Ergebnisse schnell, effizient und ohne langwierige Entwicklungsprozesse. Nach einem kurzen Training der KI-Methoden ist das komplette System einsatzbereit. Für die Verschlusskappenkontrolle verbindet es eine leistungsstarke IDS UI-3280CP-C-HQ Industriekamera, eine Ringbeleuchtung sowie eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und ermöglicht so die umfassende Kontrolle über alle Prüfprozesse. Gleichzeitig zeichnet das System alle Abläufe in Echtzeit auf und sorgt für eine lückenlose Nachverfolgbarkeit.

„Die Schwierigkeit dieses Projekts lag vor allem in der sehr feinen Ausprägung der gesuchten Mängel und in der Vielzahl der Farben. Mit unserer Software-Suite war es möglich, schnell eine Bildverarbeitungsanwendung einzurichten. Trotz der Komplexität“, erklärt Romain Baude, Gründer von Aprex Solutions.

40 verschiedene Farben und Schattierungen sowie feinste Haarrisse werden zuverlässig erkannt. (Copyright: Aprex Solutions)

40 verschiedene Farben und Schattierungen sowie feinste Haarrisse werden zuverlässig erkannt. (Copyright: Aprex Solutions)

Kamerabild als Basis für die Auswertungen

Die integrierte USB3-Industriekamera erfüllt besonders hohe Anforderungen in puncto Lichtempfindlichkeit, Dynamikumfang sowie Farbwiedergabe. Die USB 3-Industriekamera sorgt für eine ausgezeichnete Bildqualität und ist extrem rauscharm – bei einer Framerate von 36 fps. Sie erfasst jeden einzelnen Verschluss direkt in der Produktionslinie bei hoher Geschwindigkeit und macht für die Software kleinste Details sichtbar. Aufgrund der hohen Datenrate von 420 MByte/s bei geringer CPU-Auslastung ist die Kamera auch in schwierigen Industrieumgebungen besonders zuverlässig einsetzbar – beispielsweise in den Bereichen Automatisierung, Automotive, Medizintechnik und Life Sciences, Landwirtschaft, Logistik sowie Verkehr und Transport.

Ausblick

Anthony Vastel, Leiter Technik und Industrie von Solocap, sieht viel Potenzial im neuen Inspektionssystem: „Der KI-basierte Ansatz von Aprex hat uns neue Türen für unsere 100%ige Bildverarbeitungs-gestützte Qualitätskontrolle geöffnet. Unsere Anforderungen an die Produktsicherheit, aber auch an die Ausschusskontrolle, insbesondere bei Falschmeldungen, wurden schnell erfüllt. Wir sind überzeugt, dass wir noch einen Schritt weiter gehen können, indem wir die Effizienz des Systems weiter erhöhen und es auf andere Produktionslinien übertragen.“ KI bietet der Qualitätssicherung, aber auch allen anderen Branchen, in denen Bildverarbeitungstechnik zum Einsatz kommt, neue, ungeahnte Anwendungsfelder. Sie macht Aufgaben lösbar, bei der die klassische, regelbasierte Bildverarbeitung an ihre Grenzen stößt. So lassen sich mit vergleichsweise wenig Einsatz qualitativ hochwertige Ergebnisse erzielen – schnell, kreativ und effizient.

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