Einführung
Vorbei sind die Zeiten, in denen man sich bei Fertigungsinspektionen auf menschliche Augen verlassen musste. In der schnelllebigen Fertigung von heute ist die Reduzierung von Fehlern der Schlüssel zur Verbesserung der Effizienz.
In der Fertigung wird heute in hohem Maße auf Technologie gesetzt, um jeden Prozess zu automatisieren. Ein wesentlicher Bestandteil zur Erreichung dieses Ziels ist das Bildverarbeitungssystem. Diese Systeme ahmen das menschliche Sehen nach und ermöglichen es Maschinen, Prozesse zu prüfen, zu messen und zu steuern.
Aber wie funktionieren diese Systeme? Warum erobern diese Kamerasysteme alle Montage- und Qualitätskontrolllinien? In diesem Blog finden Sie alle wichtigen Antworten auf die Frage, was Bildverarbeitungssysteme in der Fertigung sind.
Was ist ein Bildverarbeitungssystem? Wie wird es in der Fertigung eingesetzt?
Haben Sie sich jemals gefragt, wie Roboter in der Fertigung Produkte oder Materialien selbständig aufnehmen können? Oder wie automatisierte Maschinen fehlerhafte Produkte vom Fließband entfernen? Diese unabhängigen Funktionen beginnen mit der Fähigkeit der Maschinen, Objekte über ein Kamerasystem zu "sehen".
Die Kameras, die Sie oft am Fließband sehen, sind Bildverarbeitungssysteme in der Fertigung. Sie verfügen über Kameras, Sensoren und Software, die Bilder oder Videos erfassen und analysieren. Indem sie das menschliche Sehen nachahmt, kann eine Maschine Prozesse automatisiert messen, prüfen und steuern.
Dank dieses Systems ist die Fertigung genauer und effizienter geworden. Heute findet man Bildverarbeitungssysteme vor allem in:
Qualitätskontrolle
Erkennen von Mängeln, Unstimmigkeiten oder Anomalien in Produkten.
Lenkung und Positionierung
Unterstützung von Robotern bei der Identifizierung von Teilen und der Steuerung von Montageprozessen.
Sortierung und Verpackung
Automatisches Sortieren von Produkten nach visuellen Merkmalen und Sicherstellung der richtigen Verpackung.
Messung
Präzise Messungen, um sicherzustellen, dass die Komponenten den Spezifikationen entsprechen.
Arten von Bildverarbeitungssystemen für die Fertigung
Es gibt viele Arten von Bildverarbeitungssystemen, die auf bestimmte Aufgaben und Funktionen zugeschnitten sind. Hier sind die gängigsten Bildverarbeitungssysteme für die Fertigung.
2D-Vision-System
Ein 2D-Vision-System ist auf die Erfassung von Bildern flacher, zweidimensionaler Objekte ausgerichtet. Sie sind darauf beschränkt, grundlegende Merkmale wie Form, Größe, Farbe und Ausrichtung zu analysieren. Sie kommen häufig bei Aufgaben zum Einsatz, bei denen das Objekt keine große Tiefe oder Komplexität aufweist.
Diese Aufgaben umfassen:
- Erkennung von Oberflächenfehlern
- Lesen von Barcodes
- Kontrolle der Etiketten
3D-Vision-System
Wenn Sie mit komplexeren Objekten arbeiten, benötigen Sie ein 3D-Vision-System. Mit einem solchen System können Sie die Tiefe, das Volumen und die Oberflächenkonturen eines Objekts messen. Dieses System verwendet spezielle Kameras oder Lasersensoren, um detaillierte 3D-Bilder zu erstellen. Es ist ideal für komplexere Anwendungen, bei denen es auf Tiefe und räumliche Orientierung ankommt. Beispiele hierfür sind:
- Handhabung von Teilen durch Roboter (Greifen und Sortieren)
- Prüfung von Teilen mit komplexer Geometrie
- Messung von Oberflächentexturen und Konturen
Line Scan Vision System
Ein Zeilenkamerasystem erfasst die Bilder Zeile für Zeile, während sich das Objekt durch das Sichtfeld der Kamera bewegt. Dieser Typ eignet sich perfekt für die Inspektion langer, kontinuierlicher Objekte wie Papierbögen, Gewebe oder Drähte, z. B. auf einem Förderband. Er ist ideal für Aufgaben, bei denen ein hochauflösendes Scannen auf lineare Weise erforderlich ist. Zu den üblichen Anwendungen gehören:
- Prüfen von Endlosmaterialien (wie Textilien oder Bleche)
- Erkennung von Mängeln an beweglichen Produkten
- Scannen und Sortieren langer Sendungen
Area Scan Vision System
Ein Bildverarbeitungssystem mit Flächenabtastung nimmt ein komplettes Bild auf einmal auf, wobei ein Raster von Pixeln verwendet wird, um einen großen Bereich abzudecken. Es eignet sich hervorragend für die Inspektion stationärer Objekte und ermöglicht einen detaillierten Blick auf sie. Dieses System ist perfekt, wenn Sie ein größeres Feld gleichzeitig sehen müssen. Es wird häufig in Situationen verwendet, in denen qualitativ hochwertige, detaillierte Bilder benötigt werden. Einige Beispiele hierfür sind:
- Kontrolle der Produkte am Fließband
- Prüfen von flachen Objekten wie Etiketten oder Verpackungen
- Lesen von Strichcodes auf unbeweglichen Produkten
Intelligentes Sichtsystem
Ein intelligentes Bildverarbeitungssystem geht noch weiter, indem es intelligente Algorithmen und maschinelles Lernen einsetzt. Es erfasst nicht nur Bilder, sondern kann auch Entscheidungen auf der Grundlage der Daten treffen. Diese Systeme können Bilder in Echtzeit betrachten und sich an Veränderungen anpassen, ohne dass ein Mensch eingreifen muss. Sie sind ideal für Situationen, in denen sich die Dinge ständig ändern und Sie etwas Präzises brauchen. Einige Beispiele sind:
- Roboter, die selbstständig Dinge sortieren und bewegen
- Qualitätskontrolle, die Entscheidungen auf der Grundlage des Gesehenen trifft
- Überwachung von Geräten, um vorherzusagen, wann sie gewartet werden müssen
Anwendung von Bildverarbeitungssystemen in der Fertigung
Bereits in den 1950er Jahren setzten einige Einrichtungen zeitweise Bildverarbeitungssysteme oder das so genannte maschinelle Sehen ein. Aber erst in den Jahren zwischen den 1980er und 1990er Jahren haben sich diese Systeme wirklich verbreitet. Heute sind sie nach wie vor ein zentrales Element in jeder Fertigungsanlage. Seit dieser Zeit haben sie bereits erhebliche technologische Fortschritte gemacht. Und ebenso wie ihre technischen Integrationen haben sich auch ihre Anwendungsbereiche bereits erweitert.
Qualitätskontrolle
Bildverarbeitungssysteme sind so etwas wie hochmoderne Qualitätskontrollinspektoren. Sie eignen sich hervorragend zum Erkennen von Mängeln oder Problemen bei Produkten. Einige fortschrittliche Systeme können sogar den kleinsten Fehler an einem Objekt erkennen, wie Kratzer oder Dellen. Das bedeutet, dass Probleme sofort erkannt und behoben werden, bevor sie für die Auslieferung sortiert werden. Auf diese Weise können die Hersteller verhindern, dass fehlerhafte Produkte auf den Markt gelangen. Auf diese Weise kann ein Unternehmen seine Marke schützen und die Einhaltung von Normen gewährleisten.
Lesen von Barcodes und Etiketten
Barcode-Lesegeräte sind vielleicht nicht die ältesten Bildverarbeitungssysteme, die entwickelt wurden, aber sie sind eines der ältesten. Bis heute sind Barcode- und Etikettenlesesysteme von zentraler Bedeutung für die Fertigung. Sie machen die Bestandsverwaltung weniger kompliziert und sind unbestreitbar bequem.
Diese Maschinensichtgeräte sind auch außerhalb der Produktionsstätte sehr beliebt. Sie sorgen für mehr Ordnung beim Sortieren, Lagern und Verfolgen von Produkten.
Lenkung und Positionierung
Automatisierte Roboter werden mehr und mehr zum Standard in der Fertigung. Ohne Bildverarbeitungssysteme wird diese Innovation jedoch nicht gedeihen. Es sind die Bildverarbeitungssysteme, die den Robotern "Augen" geben und sicherstellen, dass sie so funktionieren, wie sie sollen. Sie geben Echtzeit-Feedback, damit die Roboter Objekte erkennen und sicherstellen können, dass sie sich an der richtigen Stelle befinden. Ob beim Zusammenbau eines Produkts oder beim Bewegen von Teilen - diese Systeme helfen den Maschinen, so fehlerfrei wie möglich zu arbeiten.
Sortierung und Verpackung
Bildverarbeitungssysteme machen das Sortieren und Verpacken von Produkten ganz einfach. Sie prüfen schnell Größe, Form und Farbe und sortieren die Artikel entsprechend. So werden Fehler vermieden, der Prozess beschleunigt und sichergestellt, dass alles richtig verpackt wird. Es ist, als hätte man einen gut organisierten Helfer, der nie müde wird und die Arbeit immer richtig erledigt.
Messung
In der Fertigung ist Präzision das A und O. Bildverarbeitungssysteme messen Teile, um sicherzustellen, dass sie den genauen Spezifikationen entsprechen. Ganz gleich, ob es sich um die Überprüfung der Länge oder der Dicke eines Teils handelt, diese Systeme liefern sofort genaue und angepasste Messungen. Dadurch wird der Einsatz manueller Werkzeuge überflüssig, die eher langsam sind und zu Ungenauigkeiten führen können.
Vorteile des Einsatzes von Vision-Systemen
Im Jahr 2023 hatte der Weltmarkt für Bildverarbeitungssysteme einen Wert von $49,7 Milliarden. Marktprognosen gehen davon aus, dass sich diese Marktgröße in den nächsten acht Jahren verdreifachen wird. Diese Zahlen sind ein klares Zeichen dafür, wie wertvoll Bildverarbeitungssysteme sind.
Aber diese Zahlen sollten keine Überraschung sein. Diese Systeme sind aus einer Reihe von guten Gründen auf dem besten Weg, jeden industriellen Bereich zu dominieren. Bildverarbeitungssysteme beschleunigen nicht nur die Arbeit, sondern bieten auch andere Vorteile.
Verbesserte Qualitätskontrolle:
Bildverarbeitungssysteme sind unglaublich präzise beim Aufspüren von Fehlern, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind. Sie gewährleisten eine konsistente Produktqualitätskontrolle, die bei manuellen Qualitätskontrollen nur schwer zu erreichen ist.
Gesteigerte Effizienz:
Bildverarbeitungssysteme prüfen Produkte schnell und verhindern so Staus oder Langsamkeit in der Produktionslinie. Wenn Geschwindigkeit ohne Kompromisse garantiert ist, erhalten Sie eine unübertroffene Effizienz.
Kostenreduzierung:
Bildverarbeitungssysteme senken die Kosten für menschliche Arbeitskraft und vermeiden Fehler. Sie machen manuelle Arbeit überflüssig, eliminieren menschliche Fehler und erhöhen die Produktionsgeschwindigkeit. Diese Bedingungen schaffen die Voraussetzungen für niedrigere Betriebskosten bei gleichzeitiger Steigerung der Produktivität.
Erhöhte Flexibilität:
Bildverarbeitungssysteme lassen sich leicht an unterschiedliche Produkte und Aufgaben anpassen. So können Hersteller ohne unpraktische Ausfallzeiten zwischen verschiedenen Aufgaben wechseln. Dies bietet eine vielseitige Lösung für viele Anwendungen und Aufgaben.
Bessere Datenerfassung und -analyse:
Bildverarbeitungssysteme ermöglichen nicht nur die Überwachung in Echtzeit, sondern speichern auch Daten für künftige Analysen. Diese wichtigen Informationen können helfen, Prozesse zu verbessern und Schwachstellen im System oder bei der Arbeit zu erkennen. Diese Daten können helfen, fundierte und kalkulierte Entscheidungen in der Fertigung zu treffen.
Verbesserte Sicherheit:
Die Sicherheit am Arbeitsplatz war früher eine große Bedrohung für menschliche Arbeitskräfte. Mit der Automatisierung von Maschinen können Einrichtungen jedoch die Zahl der Unfälle am Arbeitsplatz erheblich reduzieren. Durch die Automatisierung des Prüfprozesses können Bildverarbeitungssysteme gefährliche Aufgaben übernehmen. Jetzt können Sie das Risiko beenden, dass Ihre Mitarbeiter direkten Risiken und Gefahren ausgesetzt werden.
MXP: Ihr zuverlässiger Hersteller von industriellen Bildverarbeitungsmessgeräten
Bildverarbeitungssysteme sind in vielerlei Hinsicht von großem Nutzen. Angesichts der Art und Weise, wie sie die Fertigungsprozesse verändern, ist die Investition in sie nicht mehr nur eine Option. Es ist jetzt ein MUSS, um im immer härter werdenden Wettbewerb in der Fertigung bestehen zu können.
Die Investition in ein Bildverarbeitungssystem beliebigen Umfangs sollte jedoch nicht auf die leichte Schulter genommen werden. Ein Grund dafür ist, dass es sich nicht um eine billige Investition handelt. Und vor allem können Sie die Vorteile nur dann maximieren, wenn Sie Qualitätssysteme erwerben, die die beste Leistung garantieren.
Bei MXP entwickeln wir erstklassige, weltklasse Bildverarbeitungsmesssysteme. Unser Ziel ist es, Präzisionsmesslösungen für verschiedene Industriebereiche anzubieten. Unser Ziel ist es, genaue, zuverlässige und erschwingliche Lösungen anzubieten.
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