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Bildverarbeitung wird noch zu oft unterschätzt

Mehr als Qualitätssicherung: Potenzial der Vision-Technik wird im Maschinenbau noch nicht ausgeschöpft
Bildverarbeitung wird noch zu oft unterschätzt

Kameras werden heute meistens nur für Messaufgaben eingesetzt – doch sie können auch wichtige Informationen zur Produktionssteuerung und -optimierung liefern (Bild: Basler)
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Viele Endanwender und Maschinenbauer denken beim Thema Bildverarbeitung vor allem an die Qualitätssicherung. Doch Vision-Technologie kann viel mehr, zeigt eine Podiumsdiskussion von VDMA Vision und Automationspraxis zur Bildverarbeitung als „Turbo für den Maschinenbau“.

„Das Potenzial der Bildverarbeitung wird im Maschinenbau noch nicht ausgeschöpft. Der Fokus liegt immer noch zu sehr auf der bloßen Qualitätskontrolle“, beklagt Katrin Pape, Geschäftsführerin des Vision-Systemhauses CTMV. Da eine Kamera aber viel mehr könne, als reine IO/NIO-Aussagen zu treffen, würde sich Pape wünschen, von Maschinenbauerern mehr in den Gesamtprozess eingebunden zu werden: „Gemeinsam können wir dann überlegen, wo ein Kamerasystem jenseits einzelner Messaufgaben das Gesamtkonzept wirtschaftlich bedienen kann.“Bei Handling-Prozessen beispielsweise ermögliche die Bildverarbeitung ganz andere Konzepte und könne helfen, die Rüstzeiten zu verkürzen – gerade heute in Zeiten steigender Variantenvielfalt und kleinerer Losgrößen

„In Maschinen und Anlagen kann ein einziges Kamerasystem oft mehrere Sensoren ersetzen“, ergänzt VMT-Geschäftsführer Dr. Stefan Gehlen. Grund dafür sei die extreme Vielfältigkeit der Bildverarbeitung. „Mit Kameras können wir eine Fülle von Aufgaben lösen: von der klassischen Inspektion über die optische Identifikation sowie Spurführung von fahrerlosen Transportsystemen bis zur Lagererkennung von Objekten.“ Zudem lasse sich die Bildverarbeitung direkt in den Regelkreis der Maschine integrieren. „Bei der Präzisionsmontage in der Automobilindustrie können wir so für eine auf den zehntel Millimeter genaue Roboterführung sorgen – das würde ohne Bildverarbeitung gar nicht funktionieren“, so Gehlen.
Türöffner für viele Anwendungen
„Kameratechnik ist für viele Anwendungen quasi der Türöffner“, bestätigt Dr. Andreas Wolf, Geschäftsführer des Maschinenbauers Robomotion. „Zirka 90 Prozent unserer Anlagen enthalten Kameras. Ohne diese könnten wir viele Anwendungen gar nicht realisieren.“ Als Beispiel führt Wolf eine Anlage an, auf der Mikrogetriebe automatisch montiert werden: „Hier nimmt sich der Roboter die Schale mit den Bauteilen und kippt sie auf eine Glasplatte. Die Kamera erkennt dann die Lage der Bauteile und der Roboter montiert quasi von der Glasplatte weg. So stellen wir 24 Bauteile mit nur einer Kamera bereit – früher hätte man für die Teilezuführung 24 einzelne Rütteltöpfe benötigt.“
Auch Dr. Martin Klenke, Managing Director bei Isra Vision, unterstreicht, dass Bildverarbeitung viel mehr könne, als singuläre Mess- oder Inspektionsaufgaben zu lösen – wenn sie denn ganzheitlich eingesetzt werde: „Der Mehrwert liegt darin, dass der Kunde nicht nur ein Bild bekommt, sondern eine Aussage, wie produktiv er eigentlich arbeitet.“ Klenke werden immer öfter Fragen gestellt, die über die reine Bildverarbeitung hinausgehen: „Die Kunden wollen wissen: Wie gut ist meine Linie ausgelastet? Macht der Mitarbeiter am Montag immer den gleichen Fehler?“
Um solche Fragen zu beantworten, brauche man aber ein Gesamtkonzept: „Wir müssen den gesamten Herstellungsprozess und auch das produzierte Produkt verstehen. Wenn wir die Daten richtig auswerten, können wir viel mehr Aussagen treffen als bloß sagen: Da ist ein Fehler links oben.“ Herausforderung dabei sei das Management der Datenflut, so Klenke: „Letztlich geht es dabei um die Frage, wie ich riesige Mengen von Daten in Echtzeit verarbeite.“
Vernetzung nimmt zu
Pape sieht als Herausforderung, dass die Bildverarbeitung zukünftig stärker mit anderen Systemen interagieren muss – und hier gehe es nicht allein um die bloße Feldbus-Vernetzbarkeit. „Viel spannender ist doch die Frage, wie man die Auftragsdatenebene und die Maschinendatenebene zusammen bekommt.“ Beispielsweise müsse man Bildverarbeitungssysteme in der Praxis oft mit der MES-Software verbinden, denn dort befinden sich die Daten, was wie geprüft werden muss. „Solche Anbindungen sind aber heute oft noch sehr individuelle Lösungen“, fordert Pape mehr einheitliche Schnittstellen.
Denn letztlich, da sind sich die Experten einig, ist die Bildverarbeitung auch ein Stück gelebte Industrie 4.0. „Wir können als Bildverarbeiter der Anlage viele Informationen über das Werkstück und seine Bearbeitung liefern, ohne dass diese Informationen in einem RFID-Chip abgespeichert sein müssen“, so Gehlen. „In der Elektronikfertigung gibt es bereits ein sehr weitgehendes Tracking and Tracing auch ohne eine spezielle Industrie 4.0 Markierung“, bestätigt Klenke.
Trotzdem: Obwohl Bildverarbeitung also viel mehr bietet, als bloße IO und NIO-Aussagen, ist der ganze Mehrwert der Technologie noch nicht im Maschinenbau angekommen. „Es wird zwar schon oft erkannt, dass die Bildverarbeitung helfen kann. Aber viele Kunden kaufen die Systeme eben nur unter einem ganz bestimmten Aspekt und sind dann überrascht, was man noch alles damit machen kann“, so Klenke.
Pape nickt: „Bildverarbeitung wird zwar im Maschinenbau bereits eingesetzt, aber echte Innovationen werden erst entstehen, wenn wir das Thema viel globaler angehen und auch mal um die Ecke denken.“ Wolf ist aber nicht bange, dass der Knoten bald platzt: „Die Akzeptanz kommt von ganz alleine – aus der Consumer-Welt. In Microsofts Kinect-Plattform steckt soviel Bildverarbeitungspower – wenn der Geschäftsführer seinen Kindern beim Spielen zuschaut, wird im schnell klar, was mit Bildverarbeitung alles möglich ist.“
Tip: Den Wandel der Bildverarbeitung vom Qualitätssicherer zum Produktionsoptimierer diskutiert eine Podiumsdiskussion der Automationspraxis auf dem Messe-Forum der Automatica 2014 (Mittwoch, 4. Juni 2014, 15:15 bis 16:00 Uhr). Das Motto: „Aussortieren war gestern“. www.automaticaforum.de
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