Pick & Place mit Wärmebildkameras

Bei Machine-Vision-Inspektionen mit visuellen Kameras kann es gelegentlich zu Erkennungsproblemen kommen, wenn das Produkt und der Hintergrund über zu wenig farblichen Kontrast verfügen. In solchen Fällen können Wärmebildkameras eine praktikable Lösung sein – insbesondere, wenn das Produkt eine andere Temperatur aufweist als das Transportmedium.

In vielen Fällen wird ein Temperaturunterschied zwischen Produkt und Transportmedium bereits durch den Produktionsprozess verursacht. Ideal sind dafür zum Beispiel Spritzgussanwendungen, da die produzierten Teile hier mit relativ hoher Temperatur aus der Maschine kommen. Auf der Deutschen Kautschuk Tagung (DKT 2018) in Nürnberg zeigten zwei österreichische Unternehmen eine mögliche Lösung aus diesem Bereich. Die österreichische Maplan GmbH ist ein international tätiger Hersteller von Spritzgussmaschinen. Mit weltweit 230 Mitarbeitern produziert das Unternehmen ca. 280 Anlagen im Bereich Elastomer-Spritzgießmaschinen und -Pressen pro Jahr und exportiert 99% davon in über 60 Länder. In Nürnberg zeigte der Spritzguss-Spezialist eine Anwendung, bei der unter anderem eine Wärmebildkamera der A-Serie von Flir zum Einsatz kam.

Eine Anlage für die DKT wird geplant

Für die Nürnberger Messe DKT plante Maplan die Vor-Ort-Produktion von Give-Aways für die Messebesucher. In einer Extrusionsanlage sollten personalisierbare Kofferanhänger aus Gummi hergestellt werden, die von einem Roboter umpositioniert und dann von einem Inkjet-Drucker bedruckt werden sollten. Für die Umsetzung dieser Automationslösung arbeitete Maplan, wie schon bei vielen anderen Projekten, eng mit der Reliste GesmbH als Integrator zusammen. Das Unternehmen bietet seinen Kunden seit über 45 Jahren qualitativ hochwertige Produkte am österreichischen Markt. 2008 erfolgte die Gründung der Reliste Vision Group, und heute ist das Unternehmen unter anderem als Integrator für Flir-Wärmebildkameras im Automationsbereich aktiv.

Schwacher Kontrast: Temperatur als Lösung

Bei der geplanten Anlage erwiesen sich die schwachen Kontrastverhältnisse zwischen Transportband und Produkt zunächst als Herausforderung. In einer klassischen Pick & Place-Anwendung sollte ein Roboter die Kofferanhänger vom Transportband nehmen und für die Bedruckung mit einem Inkjet-Drucker positionieren, der die Anhänger schließlich für die Standbesucher personalisieren sollte.

Die Information, wo sich das Produkt auf dem Transportband befindet, sollte der Roboter dabei von einer Kamera erhalten. Aber bei hellgrauen Kofferanhängern auf einem hellgrauen Transportband kamen schnell Zweifel an der Funktionsstabilität bei Einsatz einer visuellen Kamera auf. Reliste schlug daraufhin eine ungewöhnliche, aber pragmatische Lösung vor. „Anstelle einer herkömmlichen visuellen Kamera für die Produkterkennung haben wir eine Flir Wärmebildkamera A615 mit 640x480 thermischer Auflösung vorgeschlagen“, erklärt Dipl. Ing. Thomas Trauttenberg, Geschäftsführer von Reliste. „Die Wärmebildkamera nutzt nicht das visuelle Licht, sondern die aus dem Extrusionsprozess resultierende Wärmestrahlung für die sichere Erkennung des Produktes.“

Weitere Anwendungen bei Gummispritzgießmaschinen

„Die Lösung hat uns überzeugt, denn sie war denkbar einfach und hat von Anfang an funktioniert“, fügt der technische Leiter von Maplan Rudolf Eisenhuber hinzu. „Dabei ermöglicht die hohe Wärmebildauflösung der Flir A615 auch Qualitätsanalysen, was wir in Zukunft auch mit komplexeren Spritzgussteilen demonstrieren möchten.“ Für die Zukunft denken Maplan und Reliste über die Möglichkeit einer zusätzlichen Auswertung der thermischen Informationen für Gummispritzgießmaschinen nach. Durch den Einsatz einer Wärmebildkamera könnten zusätzlich Aussagen über die Qualität eines Produktes getroffen werden. Interessant wird dieses gerade bei komplex geformten Bauteilen; hier könnte die Flir-Wärmebildtechnologie also zu einer Optimierung des Spritzguss-Prozesses beitragen.

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