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Bildverarbeitung voll in Maschine integriert

Aufbau sehr enger Regelkreise zum Nachregeln der Stanzungen
Bildverarbeitung voll in die Maschine integriert

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Mit der integrierten Vision-Lösung von B&R konnte der Maschinenbauer Spilker umfassende Bildverarbeitungsfunktionen sehr einfach in seine Maschinen integrieren.

Da die Spilker GmbH mit maßgeschneiderten Converting-Maschinen und Stanzeinheiten ihre Nische gefunden hat, lag es für Geschäftsführer Henrik Spilker auf der Hand, zusätzlich zu dem in den letzten Jahren aufgebauten Automatisierungs-Know-how auch das Thema Bildverarbeitung weiter zu vertiefen. Spilker hat dazu eine Reihe potenzieller Lieferanten untersucht und zwei Produkte für die Technikums-Anlage ausgewählt, darunter auch eine Lösung eines bekannten Spezialisten für die Qualitätssicherung in der bahnverarbeitenden Industrie.

Das Inspektionssystem des Spezialisten ist zwar für Standardaufgaben vorprogrammiert und darüber hinaus für den Maschinenführer sehr einfach zu bedienen. „Nachteilig ist aber, dass dieses Inspektionssystem nur eine Gutteil-/Schlechtteil-Bewertung zur Verfügung stellt und nicht die zugrundeliegenden Messwerte“, so Dirk Starke, Programmierer und Automatisierungsfachmann bei Spilker.

Anbieter klassischer Bildverarbeitungssysteme wiederum stellen zwar Messwerte bereit, die Spilker dann als Stellgröße zum Nachregeln von Bearbeitungsstationen verwenden. „Allerdings lassen sich diese Stand-alone- und PC-basierten Lösungen nicht ohne Weiteres in eine Maschinensteuerungswelt einbinden. Zudem setzt deren Beherrschung intensive Schulungen und die Einarbeitung in eine neue Engineering-Umgebung voraus“, beklagt Mark Possekel, Vertriebsleiter Werkzeug- und Maschinenbau bei Spilker.

Ein echter Glücksfall

Entsprechend hellhörig wurden die Fachleute bei Spilker, als sie vom B&R-Einstieg in die Bildverarbeitung erfuhren. Schließlich setzt man ohnehin ganz auf die durchgängige Automatisierungslösung von B&R. „Wir haben uns daher sofort bereit erklärt, als Pilotkunde zu fungieren “, sagt Geschäftsführer Henrik Spilker. Der Markt biete zwar eine große Auswahl an Vision-Systemen. „Aber ein Paket wie das von B&R, das leistungsfähig und trotzdem auch für einen Einsteiger geeignet und dann auch noch einfach zu integrieren und nicht zu teuer ist – das ist rar.“

Eingesetzt hat Spilker für die Bildverarbeitung einen Smart Sensor mit integrierter Beleuchtung und einer Auflösung von 1,3 Megapixeln. Die Bildverarbeitung findet dabei vollständig im Sensor statt, sodass sich die Maschinensteuerung nur um die Auswertung des Inspektionsergebnisses kümmern muss. Die Auslösegenauigkeit beträgt 1 ms. Dies ermöglicht den Aufbau sehr enger Regelkreise, mit denen Spilker die Position der Stanzungen kontrolliert und bei Bedarf regelt. Wird die Abweichung zu groß, werden die Werkzeuge in den Bearbeitungsstationen nachgeführt.

Integraler Maschinenbestandteil

Die 16 eingebauten Hochleistungs-LEDs arbeiten mit Belichtungszeiten von deutlich unter 100 ms. Diese kurze Belichtungszeit minimiert Störungen durch externe Lichtquellen, verkürzt die Bearbeitungszeit der Bilder und erlaubt die Erfassung schneller Objekte.

Da der Smart Sensor direkt in die Entwicklungsumgebung der Steuerung und über OPC UA eingebunden ist, müssen keinerlei Schnittstellen programmiert werden. Die Position, Orientierung und weitere Daten sind für jeden Messpunkt direkt und in Echtzeit in der Steuerung verfügbar. Die Antriebe können somit auf jede Abweichung schnell und hochgenau reagieren.

„Die Routinen für die Weiterbearbeitung der vom Smart Sensor erzeugten Messwerte in der Steuerung sowie die Programmierung der Regelkreise und die Visualisierung der Vision-Funktionen in der Bedieneroberfläche der Maschine haben wir selbst umgesetzt“, sagt Starke. Da es sich um eine hochintegrierte Lösung handelt, erreichte man eine äußerst kurze Umsetzungszeit. Insgesamt benötigten die Experten bei B&R und Spilker weniger als vier Tage, bis die Vision-Funktionen für die Technikums-Anlage standen.

Aufgrund der guten Erfahrungen steht für den Geschäftsführer fest, dass die Vision-Systeme von B&R zukünftig eine wichtige Rolle spielen werden. „Gerade wenn konventionelle Sensoren beim Erkennen komplexerer Fehlerbilder oder dem Erfassen von Positionen an ihre Grenzen kommen, haben wir jetzt in Form des Smart Sensors eine optimale Lösung im Portfolio.“

B&R Industrie-Elektronik GmbH

www.br-automation.com

Norsk-Data-Straße 3

61352 Bad Homburg



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