Neuer Farbsensor prüft 30-mal pro Sekunde

Mit einem schnellen und robusten Bilderkennungssensor erleichtert Siemens die Qualitätskontrolle in der industriellen Fertigung. Das neue Bildverarbeitungssystem ist sehr bedienerfreundlich, weil es nicht programmiert werden muss. Der Anwender braucht keine tieferen technischen Kenntnisse: Er „trainiert“ den Sensor stattdessen. Im Betrieb schafft der Simatic MV220 bis zu 30 Prüfungen pro Sekunde. Das System ist unter anderem bereits beim Getriebehersteller ZF Getriebe in Saarbrücken im Einsatz.

Der Clou der Technik: Der Sensor gewinnt seine Informationen allein aus der farblichen Zusammensetzung eines Bildes. Weil damit die zu verarbeitende Datenmenge mit etwa vier Kilobyte sehr gering ist, kann er auch komplexe Bilder in Sekundenbruchteilen unterscheiden. Der Sensor besteht aus einem Kamerachip mit 640 mal 480 Pixel. Das System der Automatisierungsspezialisten von Siemens erstellt nach einer Aufnahme eine Datenliste, in der nur das Farbspektrum und die Helligkeitsstufen des Bildes wiedergegeben sind. Diese Informationen kann man sich als dreidimensionale Wolke aus Punkten vorstellen. Jedes Bild ergibt so eine charakteristische Punktwolke, die mit einer Referenzaufnahme verglichen wird.

Eine Anwendung ist die blitzschnelle Kontrolle von Warenetiketten auf Förderbändern. Der Sensor bekommt zunächst die Etiketten, die er unterscheiden soll, mehrmals vorgeführt und speichert deren Farbzusammensetzung ab. Später kann er Flächen nach den Farbmerkmalen überprüfen und falsche Etiketten erkennen. In einem anderen Modus sucht er nach speziellen farbigen Merkmalen in einem Bild.

Bei ZF Getriebe übernimmt der Sensor so die Prüfung von farbigen Stopfen an Getrieben nach dem Waschen. In dem Werk werden täglich rund 4000 4-, 5- und 6-Gang-Getriebe produziert. Da es 14 Grundtypen mit insgesamt 120 Varianten gibt, muss die Produktion straff organisiert und jeder kleine Arbeitsschritt in das Qualitätsmanagement integriert sein. Während des Waschens verhindern farbige Abdichtstopfen an unterschiedlichen Stellen des Getriebes, dass Wasser ins Innere gelangt. Ob auch alle Stopfen an der richtigen Stelle sitzen, das prüft der Simatic MV220. Das Prüfergebnis wird zentral verarbeitet und dann an einen RFID-Datenträger übermittelt, der das Getriebe begleitet und am Montagewagen angebracht ist. So ist eine lückenlose Dokumentation der Arbeitsgänge möglich.