Shape from Shading und RGB-Bildverarbeitung in einem kompakten CIS-System
Bei Dekorplatten reicht klassische Fehlererkennung nicht aus. Denn das Prüfsystem muss Strukturfehler erkennen und gleichzeitig wissen, welches Dekor gerade produziert wird.
Tichawa Vision hat dafür eine anwendungsspezifische Prüflösung auf Basis von Contact Image Sensoren (CIS) entwickelt. Dabei kombiniert sie Shape from Shading zur Analyse der Oberflächenstruktur mit RGB-Bildverarbeitung zur automatischen Erkennung und Zuordnung der jeweiligen Dekorvariante.
Ein wesentlicher Vorteil ist die kompakte Integration. Denn die für Shape from Shading erforderliche Beleuchtung arbeitet aus vier definierten Richtungen, die optimal auf die Pixelgeometrie des CIS abgestimmt sind. Außerdem ist sie samt Steuerung direkt in den Tichawa CIS integriert. Dadurch vereint der Tichawa CIS Farbbildaufnahme und definierte Beleuchtungsrichtungen in einem Sensorsystem. Gleichzeitig lässt sich das System platzsparend in die Produktionslinie integrieren.
Zwei CIS-Systeme erfassen die Dekorplatten von beiden Seiten im laufenden Produktionsprozess. Dabei können unterschiedliche Varianten unmittelbar aufeinanderfolgen. Gleichzeitig ordnet die Bildverarbeitung die Prüfergebnisse automatisch dem jeweiligen Produkt zu.
In der Produktion erfolgreich validiert
Die Lösung wurde gemeinsam mit dem Kunden unter realen Produktionsbedingungen getestet. Dabei bestätigte sich, dass sowohl relevante Strukturfehler erkannt als auch wechselnde Dekorvarianten im laufenden Produktionsprozess automatisch zugeordnet werden können. Somit zeigt die Validierung, dass sich die Lösung auch unter realen Produktionsbedingungen zuverlässig einsetzen lässt.
Shape from Shading erkennt Strukturfehler auch bei komplexen Dekoren
Bei kontrastreichen oder stark gemusterten Oberflächen gehen feine Defekte in klassischen 2D-Aufnahmen leicht im Dekor unter. Denn Farbe, Druckbild und Oberflächenstruktur überlagern sich und erschweren die automatische Fehlererkennung.
Shape from Shading erfasst die Oberfläche unter mehreren definierten Beleuchtungsrichtungen. Dabei entstehen unterschiedliche Helligkeitsverläufe, aus denen sich lokale Oberflächenneigungen und Strukturen ableiten lassen. Dadurch trennt die Bildverarbeitung Farbe und Druckbild weitgehend von der eigentlichen Topografie der Oberfläche.
So macht das System folgende Fehlermerkmale für die automatisierte Bewertung deutlich sichtbar:
- Kratzer und Beschädigungen
- Erhebungen und Vertiefungen
- Blasen
- Risse
- Prägungsfehler und Abweichungen in der Oberflächenstruktur
- mitverpresste Fremdkörper und Papierreste
RGB-Bildverarbeitung erkennt die aktuelle Dekorvariante
Parallel zur Strukturprüfung erfasst der CIS die charakteristischen Farb- und Musterinformationen der Dekorplatte. Anschließend erkennt die Bildverarbeitung daraus automatisch die aktuell produzierte Variante und ordnet die Ergebnisse der Oberflächenprüfung dem richtigen Produkt zu.
Dadurch lassen sich Produktwechsel flexibler gestalten. Gleichzeitig reduziert das System manuelle Eingriffe. Außerdem ordnet es die Prüfergebnisse eindeutig dem jeweiligen Produkt zu.
Ober- und Unterseite gleichzeitig inline prüfen
Für beidseitige Anwendungen kommen zwei CIS-Systeme zum Einsatz. Dadurch lassen sich beide Plattenflächen bereits während des Materialtransports erfassen.
So integriert die Lösung die optische Qualitätskontrolle direkt in den bestehenden Produktionsablauf. Außerdem entfallen separate Prüfstationen oder zusätzliche Handling-Schritte außerhalb der Fertigung.
Oberflächenfehler erkennen und automatisch dem richtigen Dekor zuordnen
Durch die Kombination aus Shape from Shading, RGB-Bildverarbeitung und kompakter CIS-Technologie entsteht ein durchgängiger Prüfprozess für variantenreiche Produktionslinien. Damit verbindet die Lösung Strukturprüfung und Dekorerkennung in einem integrierten System.
Die wichtigsten Vorteile:
- Keine Vorsortierung unterschiedlicher Dekorvarianten
- Automatische Erkennung der aktuell produzierten Variante
- Strukturfehler auch bei kontrastreichen und komplexen Dekoren deutlich sichtbar machen
- Ober- und Unterseite gleichzeitig inline prüfen
- Kompakte Integration durch im CIS integrierte Shape-from-Shading-Beleuchtung
- Prüfergebnisse automatisch dem richtigen Produkt zuordnen
Die Lösung eignet sich besonders für Produktionslinien mit hoher Variantenvielfalt, häufigen Produktwechseln und anspruchsvollen Oberflächen. Dabei verbindet sie Strukturprüfung und Dekorkontrolle. Gleichzeitig ermöglicht sie eine flexible Inline-Qualitätskontrolle ohne zusätzliche Sortier- oder Handlingprozesse.
Dadurch trennt Tichawa Oberflächenstruktur und Dekorinformation und verbindet beides wieder zu einer eindeutigen Qualitätsentscheidung.
Lässt sich auch Ihre Oberfläche automatisiert prüfen?
Jede Oberfläche, jedes Dekor und jeder Fehler stellt andere Anforderungen an Sensorik, Beleuchtung und Bildverarbeitung. Deshalb muss die Prüflösung individuell auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden.
Senden Sie uns Muster Ihrer Produkte. Unsere Applikationsspezialisten testen Ihre Originalmuster unter realistischen Bedingungen. Anschließend analysieren sie, welche Fehlermerkmale automatisiert erkannt werden können. So ermitteln wir, welche CIS- und Beleuchtungskonfiguration für Ihre Anwendung optimal geeignet ist.