Quality Engineering 04.18

:: Verpackung
Mit der Multishot-Funktion
und dem zugehörigen
LED-Ringlicht können er -
habene und vertiefte Objekt -
details wie gravierte Schriften
oder genagelte Codes zu -
verlässig detektiert werden
Bilder: Sensopart
Technologie detektiert vertiefte oder erhabene Strukturen auf glatten Oberflächen
Scharfes Bild mit Höhen und Tiefen
Dreidimensionale Strukturen auf einer gleichfarbigen Oberfläche etwa für Verpackungen sind für
übliche 2D-Vision-Sensoren eine Herausforderung. Eine effektive Lösung stellt die Multishot-
Funktion dar, die aus vier unterschiedlich belichteten Aufnahmen ein Pseudo-3D-Bild erzeugt. So
lassen sich vertiefte oder erhabene Ziffern oder Codes zuverlässig erfassen und auswerten.
Der Autor
Marcus Koslik
Produktmanager Vision
Sensopart
www.sensopart.de
Es ist ein häufiges Problem bei der Identifikation von
Bauteilen: Vertiefte oder erhabene Strukturen auf einer
glatten Oberfläche – beispielsweise in ein Blech ein -
gravierte, geritzte oder genagelte Ziffern, Buchstaben
und Codes oder auch aufgespritzte oder geprägte
Markierungen auf Kunststoffteilen – lassen sich mit
klassischen Bildverarbeitungsmethoden nur schwer
erfassen. Auch bei seitlicher Beleuchtung sind die
Konturen infolge der entstehenden Überblendungen
und Schatten in der Regel nicht zuverlässig erkenn -
bar, sodass für das Auslesen der enthaltenen Infor -
mationen entscheidende Details im Bild fehlen. Bisher
gab es für solche Fälle nur zwei Lösungsansätze: ent -
weder in ein 3D-Bildverarbeitungssystem jenseits der
10.000-Euro-Grenze zu investieren oder schlechte Leseraten
in Kauf zu nehmen.
Inzwischen gibt es einen ebenso einfachen wie kostengünstigen
Ausweg aus diesem Dilemma: Multishot
heißt die Lösung, die Sensopart Industriesensorik für
seinen Visor Allround Professional anbietet. Diese kombiniert
eine Mehrfachbildaufnahme mit einer speziellen,
in Quadranten schaltbaren Ringbeleuchtung. Anstatt
nur ein einheitlich belichtetes Bild von jedem angelieferten
Teil aufzunehmen, werden mit Multishot in
kurzer Folge vier Bilder mit unterschiedlicher Belichtungsrichtung
– Nord, Ost, West, Süd – aufgenommen.
Daraus errechnet der im Vision-Sensor integrierte Signalprozessor
ein Pseudeo-Höhenbild, in dem erhöhte
oder vertiefte Strukturen deutlich und gleichmäßig hervortreten.
Neben einem Ring mit vier lichtstarken Flächenlichtern
ist seit Kurzem auch ein kompakteres LED-Ringlicht
verfügbar. Auch die im Sensorgehäuse integrierte Beleuchtung
kann entsprechend geschaltet werden, was
zum Beispiel bei kleinen, aus kurzen Abständen detektierten
Objekten nützlich ist – ein Beispiel sind die in der
Regel nur aus einem Zeichen bestehenden Schlagzahlen
auf Automobilblechen. Auf eine externe Beleuchtung
kann in diesem Fall ganz verzichtet werden.
Das mittels Multishot erzeugte Höhenbild lässt sich
außerdem durch entsprechende Voreinstellungen im Visor-Konfigurationsprogramm
auf verschiedene Weise
filtern, um die Strukturen noch deutlicher hervortreten
zu lassen. Beispielsweise ermöglicht die Filterfunktion
„Dilatation“ eine Erhöhung des Weißanteils, die filigrane
Strukturen verbreitert. Durch Vorgabe eines Schwellenwerts
lässt sich der Untergrund komplett eliminieren,
sodass die Strukturen „schwarz auf weiß“ hervortreten.
Neben dem Höhenbild bietet die Multishot-Funktion
weitere Bildverarbeitungsoptionen wie beispielsweise
das Kurvenbild. Je nach zu detektierender Struktur lässt
sich so ein optimaler Kontrast zwischen Fläche und
Struktur herstellen.
60 Quality Engineering 04.2018