11-2016

Bildverarbeitung

Bildverarbeitung Hochpräzise Montage von Druckplatten dank Bildverarbeitung FRAMOS GmbH www.framos.com Flexodruck-Pressen sind große Druckmaschinen, die sich hervorragend zum schnellen und kostengünstigen Drucken von High-End- Grafiken eignen. Das Rollenrotationsdruckverfahren verwendet bis zu zehn Zylinder für alle Farbtöne und arbeitet mit flexiblen Druckplatten, die aus Fotopolymer oder Gummi gefertigt sind sowie mit niedrigviskosen Farben. Die im Hochdruckverfahren genutzten erhöhten Bereiche der Druckplatte sind bildübertragend, während die Struktur des Drucksystems einfach gehalten ist, was auch für das Tiefdruckverfahren gilt. Der Flexodruck bietet verschiedenste Anwendungsmöglichkeiten. Da große Aufträge sehr schnell ausgeführt werden können, ist es möglich, mit Flexodruck-Pressen auf nahezu jedes Material zu drucken, wie Papier, Folie und Metallfolien. Diese Materialien sind normalerweise mit anderen Druckverfahren unbedruckbar oder nur eingeschränkt nutzbar. Das Hauptanwendungsgebiet ist der Druck auf Verpackungsmaterial wie Kunststoffe, Papier und Pappe. Andere mögliche Einsatzbereiche sind Klebe filme, Isolierpapier, Getränkekartons, Servietten, Durchschläge, Tapete und Latexballons. Flexodruck-Pressen sind Rollendruckmaschinen. Das bedeutet, dass ihnen ununterbrochen Material von großen Materialrollen zugeführt wird. Dadurch können im Durchschnitt mehr als 100 m pro Minute gedruckt werden, was mehr als 6 km Material pro Stunde entspricht. Überwachung per Kamera Aufgrund der Schnelligkeit des Druckprozesses und der Menge der verschiedenen Druckschritte stellt die exakte Befestigung der Druckplatten und Klischees auf dem Zylinder einen wichtigen Arbeitsschritt dar. Um Formstabilität, hohe Rundlaufgenauigkeit und Produktivität ohne Stillstandszeiten zu gewährleisten, bieten Flexodruck-Montagemaschinen ein integriertes, mit einer Kamera ausgestattetes Überwachungssystem zur Übersicht, Überwachung und Anpassung der Klischeemontage, das sich auf Referenzpunkte wie Mikrodots oder Kreuze stützt. Eine bildverarbeitungsbasierte Anwendung steuert die Ausrichtung der registrierten Marker auf den Flexodruck- und Rollendruckzylindern, um Qualität und eine hohe Präzision während des Druckprozesses zu gewährleisten. Die Modernisierung Für einen der großen italienischen Hersteller von Flexodruck-Maschinen war es an der Zeit, seine Montagemaschinen mit hochmodernen technischen Standards und höchstmöglicher Auflösung und Geschwindigkeit auszurüsten. Bis zu diesem Zeitpunkt waren Überwachungssysteme im Einsatz, die noch immer eine analoge Verbindung nutzten und nur eine niedrige Auflösung boten. Das Unternehmen wandte sich mit der Bitte an Framos, seine Flexodruck-Montagemaschinen mithilfe innovativer und technisch überragender Lösungen um Komponenten für die moderne Bildverarbeitung zu erweitern. Die Firma war schon Kunde für analoge Framegrabber und bat Framos, die komplette Erfassungsplattform von der Kamera bis hin zum Host-PC anzubieten, einschließlich Ingenieurberatung und individueller Kundenanpassungen zum Einbau der Lösung. Es sollte zunächst ein Gerätetyp aktualisiert werden, mit dem Ziel, zukünftig das gesamte Portfolio an Montagemaschinen für den Flexodruck zu modernisieren. Vier wesentliche Anforderungen Das neue System musste für die italienischen Ingenieure und Entwickler auf Kundenseite vier wesentliche Anforderungen erfüllen, um die Systemleitung signifikant zu verbessern. Am wichtigsten war der Bedarf an eine hohe Geschwindigkeit und hohe Auflösung sowie an eine Kamera, die eine hohe Megapixelzahl und hohe Bildrate bietet. Für eine latenzfreie Übertragung der erzeugten großen Datenmengen wurden auch schnelle digitale Schnittstellen benötigt, um basierend auf individuellen Spezifikationen die volle Kontrolle über die Kamera zu gewährleisten. Es war ebenso wichtig, einen großen Überwachungsbereich von verschiedenen Kamera- Installationspunkten und Blickwinkeln aus zu überblicken und damit die Kontrolle über den gesamten Montagevorgang mit hochqualitativem, optischem Zoom und aus verschiedenen Entfernungen und Perspektiven zu überblicken. Zudem musste die Lösung flexibel in Bezug auf die Anpassung des Fokus und des Zoomfaktors sein und zu einem bezahlbaren Preis als OEM-Paket zur Verfügung stehen. Die Lösung Mit seiner langjährigen Erfahrung mit Sensoren und Systemen sowie anhand des breiten Bildverarbeitungsportfolios wählte Framos die Sony FCB-EV7500-Blockkamera als Basiskomponente des Flexodruck-Überwachungssystems für die präzise Zylindermontage. Mit einem schnellen 2,4-MP Sony Exmor CMOS-Bildsensor und einem Autofokus-Zoomobjekt mit 30-fachem optischen Zoom liefert die Kamera die hohe Bildqualität, die in Full-HD benötigt wird und bietet einen hohen 82 PC & Industrie 11/2016

Volumenmessung von Behältern EVT präsentiert die neue 3D Box Volume Messung mit dem EyeScan BT 3D Time-of- Flight 3D-Scanner und der auf der EyeVision Bildverarbeitungssoftware basierenden Benutzeroberfläche. Der Time-of-Flight 3D-Scanner misst das Volumen von Behältern. Dafür hat EVT mit dem Process Mode Layout Editor eine einfach zu handhabende Benutzeroberfläche erzeugt. Der Behälter wird zuerst als geschlossene Box unter den 3D-Scanner gestellt. Mit dem Klick auf den Button „Einlernen“ misst der EyeScan BT 3D sowohl die Höhe der Box als auch ihre Länge und Breite. Ist die Box einmal eingelernt, können bei Verwendung einer gleich hohen Box die entsprechenden Daten aus der Datenbank abgerufen werden. Nach dem Einlernen wird die Box geöffnet. Der Benutzer muss dann nur auf „Volumen messen“ und „Start“ klicken, um die Volumenmessung von der EyeVision Software durchführen zu lassen. Dabei gibt es zwei wichtige Eigenschaften des Systems: 1. Der Behälter bzw. die Box muss nicht ausgerichtet sein, d.h. die Behälter werden in jeder Drehlage erkannt. 2. Wenn die Box befüllt wird, errechnet die Software sofort wie viel Volumen noch übrig ist. Die Ergebniswerte werden mittels RS232, Ethernet oder Profinet an den Leitrechner geliefert. Ein Kartonwechsel wird sofort vom Leitrechner erkannt und muss nicht jedes mal neu eingelernt werden. Verschiedenste Auflösungen sind darüber hinaus möglich. Wird ein Lasertriangulationssensor eingesetzt, können auch sehr kleine Volumen gemessen werden. Das System ist sehr einfach an Kundenwünsche anpassbar. • EVT Eye Vision Technology GmbH www.evt-web.com Dynamikbereich für aussagekräftige Bilder. Der dazugehörige externe Framegrabber, das Pleora iPORT SB-GigE OEM Kit, ermöglicht die Verwendung der Sony Kamera als GigE Vision-Kamera. Die Schnittstelle kann die Kamera über einen digitalen Kanal steuern und Videos in voller Auflösung mit der maximal unterstützten Geschwindigkeit übermitteln. Durch die Verwendung von GigE-Verbindung und GigE-Kabel bleibt die Latenz dabei niedrig und vorhersagbar. Der Industrie-PC M110 von Tattile kann bis zu sechs Kameras mit verschiedenen Blickwinkeln betreiben. Hierbei handelt es sich um ein PoE-Gerät (Power over Ethernet), dessen Stromversorgung über einen gemeinsamen, dedizierten Ethernet-Kanal erfolgt. So ist es möglich, die volle Kontrolle über den Zoom und den Fokus jeder einzelnen angeschlossenen Sony Blockkamera zu erhalten und mit nur einer einzigen Kabelverbindung gleichzeitig die Stromversorgung zu gewährleisten. Schnelle Realisierung Das italienische Framos Team nahm die Herausforderung an und verwirklichte dieses komplizierte Projekt innerhalb von nur drei Wochen. Zu Beginn wurden die Anforderungen sowie die Anwendungsparameter und -bedingungen genauestens analysiert, was viel mehr mit sich brachte, als nur die Auswahl der Produkte. Als spezialisierter Vertriebspartner identifizierte Framos die am besten geeigneten Produkte und stellte Prototypen mit Anpassungen und individuellen Adaptionen her. Die Ingenieure realisierten eine maßgeschneiderte Entwicklung der Systemummantelung und des Gehäuses, welches auch in einer kundenspezifischen Farbe eloxiert und veredelt werden kann. Um die Kundenvorgabe zu testen und festzustellen, ob das Produkt den Bedürfnissen der Firma entspricht, wurde zunächst ein Prototyp des gesamten Systems entwickelt. Nach erfolgter Zustimmung wurden Produktion, Prüfung und Lieferung des gesamten Systems auf Basis der Kundenbedürfnisse umgesetzt und unter Berücksichtigung sämtlicher Anforderungen berücksichtigt. Die Kostenkontrolle und die Flexibilität der Anwendungen waren weitere wichtige Punkte für den Erfolg der angebotenen Lösung. Zusammengefasst bietet das Überwachungssystem für die präzise Druckzylinder-Montage im Flexodruck-Verfahrung eine hohe Auflösung und ein schnelles Bildverarbeitungssystem mit Kamerabildübertragung und volle Steuerung der Objektive über ein einziges Ethernetkabel (Strom über Ethernet). Das System überträgt hochauflösende Bilder mit der maximalen Rate, die von der Blockkamera unterstützt wird. Kabellängen von bis zu 100 m sind möglich, wobei eine niedrige, vorhersehbare Latenz gewährleistet ist. Das System bietet ein vollständig anpassbares individuelles Gehäuse. Dank des Sony Block-Bildverarbeitungssystems von Framos erreichte der italienische Hersteller von Flexodruck- Montagemaschinen eine leistungsfähigere und präzisere Anpassung mit erhöhter Auflösung und erhöhtem Zoomfaktor. Die Lösung wird derzeit für Flexodruck-Anwendungen sowie für visuelle Prüfmaschinen für Druckprozesse und Komponententests genutzt und wurde auf der drupa 2016, der größten Messe der Druckindustrie, der Öffentlichkeit vorgestellt. ◄ PC & Industrie 11/2016 83