Eckelmann bringt Maschinen das Sehen bei

Wiesbaden, 21.10.2015: Eckelmann hat seine Kompetenzen im Bereich Bildverarbeitung nun in einem Machine-Vision-Expertenteam neu organisiert. Auf der SPS IPC Drives 2015 präsentiert der Automatisierer an Stand 7-320 dazu passend den neuen Schwerpunkt „Integrated Machine Vision“ und informiert über die vielfältigen Möglichkeiten der Bildverarbeitung an CNC-Maschinen.
„Wir sind seit 2006 Lösungsanbieter für Anwendungen der industriellen Bildverarbeitung in Maschinen und Anlagen“, sagt Dr. Marco Münchhof, Vorstand der Eckelmann AG. „Anfangs ging es um die Justage von Bearbeitungsprogrammen nach der Lage der Werkstücke. Jetzt erweitern wir den Blick auf weitere Lösungen für Maschinen und richten uns nun strategisch auf eine steigende Nachfrage unserer Maschinenbaukunden nach Vision-Technologie aus, die in die Steuerung und die Bedienung der Maschine perfekt integriert ist und sich darüber hinaus in überlagerte Systeme wie ERP oder MES einfügt.“
Maschinennahe Bildverarbeitung als Mehrwert ist für viele Maschinenbauer zu einem wichtigen Innovationsmodell und Wettbewerbsfaktor geworden. Es hat sich herumgesprochen, dass Bildverarbeitung weit mehr kann als Qualitätssicherung.
Damit Bildverarbeitung Maschinen um universelle sensorische Fähigkeiten erweitert, die dem menschlichen Auge ähnlich sind, muss sie intelligent und ganzheitlich in die Steuerung und Prozesse eingebunden werden. Der Mehrwert von Bildverarbeitung liegt nicht in den Bildern an sich, sondern in den Aussagen und Entscheidungen, die man aus ihnen für die Steuerung von Maschinen oder Prozessen ableitet.
Arno Dewald, Leiter des Machine-Vision-Teams bei Eckelmann, sagt: „Unsere Kernkompetenz liegt in der applikationsspezifischen Integration sowie der intelligenten Auswertung und Interpretation von Bildsensordaten.“

Hintergrund: Sehen, was geht
An Maschinen gibt es vielfältige Aufgaben, die mit Hilfe von Bildverarbeitung schneller, präziser und kostengünstiger realisiert werden können. Für Standardaufgaben adaptiert Eckelmann Lösungen auf Basis seiner speziell für die Maschinenautomation entwickelten E°CAMBOX (BILD). Für spezielle Anforderungen werden auch kundenspezifische Komplett-Lösungen realisiert, von der Beleuchtung über die Optik bis zur Auswertung und individuellen Integration in die Maschinensteuerung.
Zu den Basics zählt die Livebild-Darstellung auf der Bedienoberfläche der Maschine. Dies hat allerdings noch nicht viel mit Machine Vision zu tun.
Häufig werden Identifikation oder Objekterkennung aufgrund visueller Merkmale mit Bildverarbeitung gelöst, dies kann z. B. das Lesen von QR- oder Barcode und Optical Character Recognition (OCR) sein, aber auch die Identifikation und Klassifikation von Bauteilen per Mustererkennung. Diese Daten werden in Track-, Trace- und Control-Anwendungen genutzt.
Typische Anwendungsfälle sind auch diverse 2D/3D-Messaufgaben, z. B. für die Lagekorrektur von Bauteilen, Restplattenverarbeitung oder auch die zyklische Verschleißkontrolle eines Fräswerkzeugs.
Auch ein automatisierbares Kalibrieren und Einmessen auf das Werkzeug- bzw. Maschinenkoordinatensystem kann mit optischen Systemen elegant und vor allem mit hoher Präzision gelöst werden. Da mechanische Toleranzen im Gegensatz zu mechanischen Sensoren keine Rolle spielen, stellt ein Vision-System eine interessante Alternative dar, um z. B. die Lage eines Werkstücks zu ermitteln.
Nach wie vor ist die Qualitätskontrolle, also eine automatisierte I.O./N.i.O.-Prüfung, eine besondere Stärke von Machine Vison. Denn hier sind ihre Möglichkeiten besonders gefragt, u.a. in der schnellen dimensionalen Vermessung von Objekten, der Erkennung von diversen Fehlermustern an Oberflächen oder auch der Prüfung auf Vollständigkeit. Konkrete Beispiele sind die Schweißnahtverfolgung oder die Inspektion von Solar-Wafern, oder auch nur die Überprüfung, ob ein lesbarer Barcode korrekt aufgedruckt wurde. Bei der Qualitätskontrolle geht es allerdings nicht bloß um die Dokumentation, sondern um die Nutzung dieser Daten, um Prozesse in Echtzeit zu optimieren oder das Werkstück direkt nachzuarbeiten.

Bildverarbeitung als Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0-Anwendungen
„Ein großes Wachstumspotential für Bildverarbeitung in Maschinen sehen wir künftig auch in Industrie 4.0- Anwendungen“, sagt Arno Dewald: „Per Bildverarbeitung lassen sich hier sehr einfach und schnell vielfältige Informationen über ein Werkstücke gewinnen, die für seine Bearbeitung relevant sind.“
Cyber-physical Systems (CPS) und Internet-der-Dinge (IoT) werden in hohem Maße auf Bildverarbeitung als Schlüsseltechnologie angewiesen sein. Denn Verfahren zur visuellen Objektidentifikation sind in industriellen Fertigungsprozessen häufig teuren elektronischen Lösungen mit RFID-Chips weit überlegen.
„Warum sollte man Informationen am Werkstück speichern, die man leicht maschinell sehen und erkennen kann?“, fragt Arno Dewald und skizziert mögliche Einsatzszenarien: „Mit kamerabasierten Tracking und Tracing haben wir etwa im Bereich Elektronikfertigung weitreichende Erfahrungen gesammelt. Gemäß unserem Motto, Bildverarbeitung als universellen Sensor ganzheitlich in die Automatisierung einzubeziehen, gehen wir schon heute einen wesentlichen Schritt weiter und integrieren die Daten in unsere Echtzeit-Regelung.“

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