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Manche Verpackungsfehler lassen sich mit herkömmlichen 2D-Kameras nur schwer zuverlässig erkennen. Eingedrückte Ecken, ausgebeulte Seitenwände oder Abweichungen in der Verpackungshöhe sind nicht immer eindeutig von unterschiedlichen Aufdrucken, Farben, Reflexionen oder Oberflächenbeschaffenheiten zu unterscheiden.
In solchen Fällen ermöglicht die 3D-Bildverarbeitung eine direkte Beurteilung der tatsächlichen Verpackungsgeometrie.
Ein aktuelles Anwendungsbeispiel zur Verpackungsprüfung von Machine Vision Shop zeigt, wie sich mit einem 3D-Sensor und EyeVision die Geometrie von Verpackungen direkt im Produktionsprozess überprüfen lässt.
Die tatsächliche Form prüfen
Der 3D-Sensor erfasst die Verpackung als Punktwolke. EyeVision verarbeitet diese Daten und wertet gezielt die Bereiche und Abmessungen aus, die für die Qualitätsprüfung relevant sind.
Typische Fehler sind beispielsweise:
- Dellen und Eindrückungen
- Ausbeulungen
- Verformte Seitenflächen oder Ecken
- Abweichungen von der vorgegebenen Verpackungshöhe
- Maßabweichungen
Der entscheidende Vorteil: Die Prüfung basiert auf der tatsächlichen Geometrie und nicht auf dem optischen Erscheinungsbild.
Unterschiede im Aufdruck oder in der Farbe können in einem 2D-Bild deutlich hervortreten, obwohl die Verpackung selbst alle vorgegebenen Toleranzen einhält. Mit 3D-Daten lässt sich die Prüfung dagegen gezielt auf den geometrischen Zustand der Verpackung ausrichten.
Auch einzelne Verpackungsbereiche können unabhängig voneinander geprüft werden. Für Seitenwände, Ecken und Oberflächen lassen sich jeweils eigene Toleranzgrenzen festlegen, je nachdem, welche Verformungen für den nachfolgenden Produktionsschritt kritisch sind.
Die Prüfung mit EyeVision konfigurieren
EyeVision bietet konfigurierbare Bildverarbeitungswerkzeuge, die sich zu einem individuellen Prüfablauf kombinieren lassen.
Damit können Abmessungen ermittelt, Höhenunterschiede ausgewertet und ausgewählte Bereiche auf Verformungen überprüft werden. Die einzelnen Prüfschritte lassen sich anschließend zu einem Gesamtergebnis zusammenführen.
Je nach Anwendung kann die Software ein einfaches Gut-/Schlecht-Signal, einzelne Messwerte oder eine Kombination aus beidem ausgeben.
Da die Prüfung mit standardisierten Softwarewerkzeugen konfiguriert wird, bleibt die Anwendung auch nach der Inbetriebnahme für den Anwender leicht zugänglich. Nach einer kurzen Schulung können Endanwender oder Maschinenbauer Toleranzen selbst anpassen, Parameter optimieren oder einzelne Prüfschritte verändern.
Das erleichtert auch die Fehlersuche. Einzelne Prüfschritte und Zwischenergebnisse lassen sich direkt in der Anwendung nachvollziehen. So kann schneller festgestellt werden, an welcher Stelle eine Abweichung entsteht.
Für routinemäßige Anpassungen muss daher nicht jedes Mal ein externer Bildverarbeitungsexperte hinzugezogen werden.
Den passenden 3D-Sensor auswählen
Entscheidend ist, dass der Sensor zu den mechanischen Anforderungen und Leistungsanforderungen der jeweiligen Anwendung passt.
Arbeitsabstand, Sichtfeld, Messbereich, erforderliche Auflösung und Produktgeschwindigkeit beeinflussen die Auswahl der geeigneten 3D-Hardware.
EyeVision unterstützt unterschiedliche 3D-Sensoren. Dadurch können Maschinenbauer und Integratoren den Sensor auswählen, der sich am besten für die jeweilige Maschine eignet, anstatt die gesamte Anwendung auf eine bestimmte Hardwareplattform ausrichten zu müssen.
Stabile Bildaufnahme als Voraussetzung
Eine zuverlässige 3D-Auswertung beginnt mit stabilen und reproduzierbaren Messdaten.
Die Position und Bewegung der Produkte sowie die Synchronisation beeinflussen die Qualität und Wiederholgenauigkeit der erfassten Punktwolke. Bei einer Inline-Prüfung müssen daher auch die Produktführung, die Triggerung und die Encodersynchronisation als Teil des Gesamtsystems berücksichtigt werden.
Nicht ausreichend kontrollierte mechanische Schwankungen können sich andernfalls unmittelbar auf die Messergebnisse auswirken.
Deshalb sollten Sensorik, Mechanik und Software bereits bei der Entwicklung der Anwendung aufeinander abgestimmt werden.
Praxisnahe Unterstützung bei der Projektumsetzung
Bei dieser Anwendung unterstützte Machine Vision Shop den Kunden bei der Auswahl des geeigneten 3D-Sensors und begleitete die Umsetzung des Projekts.
Der Kunde übernahm den Aufbau und die Implementierung der Anwendung selbst und konnte bei Bedarf auf zusätzliches Bildverarbeitungs-Know-how zurückgreifen.
Dieser Ansatz ermöglicht es Maschinenbauern und Endanwendern, die Kontrolle über ihre Systeme selbst zu behalten. Sobald die Anwendung in Betrieb ist und die Anwender mit EyeVision vertraut sind, lassen sich die meisten alltäglichen Anpassungen eigenständig durchführen.
Bei neuen Prüfanforderungen, größeren Produktänderungen oder komplexeren technischen Fragestellungen kann weiterhin auf externe Unterstützung zurückgegriffen werden.
Das gleiche Prinzip lässt sich auf zahlreiche weitere Produkte übertragen, bei denen die Geometrie ein entscheidendes Qualitätsmerkmal darstellt, beispielsweise Trays, Kartons, Behälter oder Formteile.
In solchen Anwendungen bietet die Kombination aus 3D-Datenerfassung und flexibel konfigurierbarer Bildverarbeitung mit EyeVision eine praxisgerechte Möglichkeit, die Produktgeometrie direkt in der Produktionslinie zu überprüfen.
