Komplexe Zählanwendung Ein Vision-Tool für alle Kappen

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Grosse, kleine, bunte, weisse und transparente Kunststoffkappen am laufenden Band zu zählen, klingt einfacher als es ist. Mit dem neuen Vision-Sensor CS-60 und der flexiblen Software nVision-i demonstrieren der Sensorik-Spezialist di-soric gemeinsam mit dem Kunststoffteilehersteller KM Packaging wie Zählen einfach, zuverlässig und am Ende kostengünstig geht.

Ein für die Kunststoffverarbeitung typischer Kunststoff-Geruch liegt in der Luft: Der Roboter entnimmt fertige Verschlusskappen aus der Spritzgiessmaschine und setzt sie auf ein Förderband. In Dreier-, Vierer-, Fünfer- oder Sechserreihen. Deckel und Verschlüsse in unterschiedlichen Grössen und Formen sowie in allen nur erdenklichen Farben, den jeweiligen Kundenwünschen entsprechend. Am Ende des Bandes fallen sie in bereitgestellte Kartons, die im Anschluss für den Transport vorbereitet werden. Doch vorher werden sie noch gezählt – die Kunden verlassen sich darauf, dass die im Lieferschein verzeichnete Menge tatsächlich im Karton ist.

Erschwerte Lichtverhältnisse

Das Zählen der bewegten Plastikteile scheint auf den ersten Blick simpel, hat es bei näherem Hinsehen jedoch in sich: Die Vielzahl an Formen, Farben und die in Reihe mit unterschiedlichen Abständen liegenden Verschlüsse stellen besondere Herausforderungen an automatisierte Systeme. Grenzwertige Lichtverhältnisse und Reflexionen erschweren die Objekterfassung, transparente Teile bleiben mitunter unsichtbar.

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Man startete im Februar des Jahres 2021 mit der Entwicklung einer neuen Lösung zum automatisierten Erfassen und Zählen der Verschlusskappen. Die Anforderungen waren klar formuliert: So sollen sämtliche Produktvarianten über eine flexible, integrierte Hard- und Softwareapplikation einfach erfasst und gezählt werden können. Der Aufwand bei einem Jobwechsel soll hardwareseitig gleich Null, bei der Software-Adaption minimal sein. Darüber hinaus muss die neue Applikation schnell, zuverlässig und wartungsarm sein.

Maximale Flexibilität

Kern der neuen Zählapplikation ist der Vision Sensor CS-60 von di-soric: Anwendern bietet der Sensor maximale Flexibilität für anspruchsvolle Inspektionsaufgaben mit einer Auflösung bis zu 1.6 Megapixel. Mit bei Bedarf wechselbaren M12-Optiken und einer integrierten, softwareseitig umschaltbaren Hochleistungsbeleuchtung garantiert er qualitativ hochwertige Bildergebnisse und eignet sich für ein breites Einsatzfeld.

Fraglos ist der Vision Sensor CS-60 allein noch nicht die Lösung. Zunächst war u. a. zu klären, wo und wie der Sensor idealerweise anzubringen ist, um die ihm zugedachte Aufgabe bestmöglich zu erfüllen. Die besondere Herausforderung war, dass wir sämtliche Typen mit einer Kameraeinstellung und mit nur einem Parametersatz erfassen wollten. Dazu musste eine Position resp. ein Erfassungsmodus gefunden werden, bei dem sich die Objekte eindeutig präsentieren und Farbe, Grösse und Form keine Rolle spielen.

Die optimale Kameraposition zum Zählen der Teile war rasch gefunden: Der Vision Sensor CS-60 wurde mit einem Abstand von 700 Millimeter gegenüber und parallel zum Bandabwurf installiert (Bild 1). Mit einem Winkel von 45 Grad hat der Sensor die am Band­ende ankommenden Objekte komplett im Visier. Von einer Reflexionslichtschranke (Bild 2) ausgelöst, sendet die Hochleistungsbeleuchtung exakt dann einen Lichtblitz aus, wenn sich die Kunststoffteile kurz vor ihrem Fall in Reihe präsentieren. Das Licht trifft dabei auf die Objekte sowie auf die dahinter installierte Reflexionsfolie. Das von der Reflexionsfolie zurückgeworfene Licht spart die Objekte aus: Das vom Sensor eingefangenen Bild zeigt die Silhouette der einzelnen Bauteile in schwarz, völlig unabhängig von ihrer tatsächlichen Farbe (Bild 3). Im vorliegenden Fall erfasst ein vorab auf der Bedienebene angelegtes, rechteckiges Flächenzähltool die Teile-Silhouette und ermittelt fehlerfrei deren Anzahl. Das Zählen mit einem Parametersatz funktioniert für sämtliche Teilevarianten und erfordert keine umständliche Rezeptauswahl. Der Anwender muss nur einmalig den Rahmenumfang an die Grösse der zu erwartenden Verschlusskappen anpassen. Darüber hinaus können Nutzer nach entsprechender Lizenzierung dem jeweiligen Bedarf entsprechend Up­grades per download vornehmen: So können beispielsweise die Module «Messen», «1D- und 2D-Codes lesen» getrennt oder zusammen als Softwareerweiterung zum Standard-Modul (Lokalisieren, Erkennen, Zählen) mit einfachem Lizenzmodell erworben werden.

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