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Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Creaform ist zum 1. Januar 2022 dem Partnernetzwerk des Bundesverbandes Modell- und Formenbau e.V. (BVMF) beigetreten.

Der MetraSCAN 3D ist ein tragbarer, optischer CMM-3D-Scanner und Taster

16:9

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Werkzeug-, Formen- und Modellbau

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Creaform tritt Partnernetzwerk des BVMF bei

Eine optimierte Prozessüberwachung und -Kontrolle an der Stelle des Aufschmelzens kann beim 3D-Metalldruck die Qualität des Prozesses und des Produktes verbessern. Aus diesem Grunde widmen Wissenschaftler am Lehrstuhl für Photonische Technologien der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg ihre Aufmerksamkeit diesen Vorgängen, die in schneller Folge auf kleinstem Raum ablaufenden.

Leistung, Fokussierung und Geschwindigkeit des Laserstrahls beeinflussen die Qualität des Werkstücks.

Additive Fertigung

High-Speed-Imaging in der additiven Fertigung

Oft muss zwischen Kamera und PC auch eine größere Distanz überbrückt werden. Für solch anspruchsvolles System braucht es Kameras mit der richtigen Schnittstelle.

Bild 1. Kameras mit der neuen Schnittstelle CoaXPress-12 bieten beste Bildqualität

Messe Vision

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Optische Mess- und Prüfverfahren

Qualitätssicherung Kunststoff

Kameras für hohe Ansprüche

Das aktuelle IDS NXT Update enthält unter anderem Multi-ROI für Objektdetektion und lässt sich jetzt auch per Microsoft Azure Cloud nutzen.

Durch die Ausführung von Bildverarbeitungsaufgaben direkt an der Bildquelle, können IDS NXT Kameras selbstständig und PC-unabhängig Ergebnisse erzeugen, um Folgeprozesse direkt anzustoßen.

Bildverarbeitungskomponenten

Embedded Systeme

Elektronik

Einsatzspektrum des IDS NXT Embedded-Vision-Systems erweitert

Bei der Diagnose von Rückenschmerzen können optische Systeme zur 4D-Vermessung der Körperstatik helfen.

DIERS formetric 4D ermöglicht eine schnelle und hochauflösende optische Vermessung des menschlichen Rückens, der Wirbelsäule und des Beckens – berührungslos und strahlungsfrei.

Messsysteme

Kalibrierdienste

Optische Wirbelsäulen- und Haltungsanalyse

Chromasens, Konstanz, stattet seine CCD-Farbzeilenkamera Allpixa mit neuen Funktionen sowie einer Application Programming Interface(API)-Programmierschnittstelle aus. Dadurch verspricht das Unternehmen mehr Leistung und Komfort für den Anwender. Die Kamera arbeitet mit einer Zeilenfrequenz von bis zu 110kHz und soll sich dadurch für die Inspektion und Qualitätskontrolle unterschiedlichster Objekte in Hochgeschwindigkeit eignen. 

Farbzeilenkamera. 

Kamera erhält verbesserte Firmware und API-Schnittstelle  

Für eine hochwertige Wiedergabe von anspruchsvollen Messergebnissen werden oft Rohbilddaten eingesetzt. Doch diese sind bereits aufwendig vorverarbeitet– und keineswegs "roh".Durch vielerlei Maßnahmen sollen unerwünschte Eigenschaften der Bildsensoren behoben beziehungsweise korrigiert werden.  

Warum Rohdaten fast immer vorverarbeitet sind 

Wie roh dürfen Bilddaten sein? 

Für die mvBlueFOX3 von Matrix Vision, Oppenweiler, sind nun Kameramodelle mit CMOS-Sensoren von e2v verfügbar. Durch die einheitliche Design-Basis der e2v-Sensoren stehen gleich mehrere unterschiedliche Modellvarianten zur Verfügung. Die erste ist eine 1/1,8"- Kamera mit 1,3-MPixel-Sensor, den es sowohl als Farb- als auch als Graustufenvariante gibt. Die Auflösung beträgt 1280 x 1024 Pixel. Der Pipelined Global-Reset Shutter schafft nach Herstellerangaben eine maximale Framerate von 60  Hz bei voller Sensorauflösung. Pipelined bedeutet, dass schon beim Auslesen des Sensors die Belichtung des nächsten Frames gestartet werden kann. Dadurch sind höhere Frameraten möglich. Die 1,3-MPixel-Kamera gibt es auch als spezielle Nahinfrarot-Variante (NIR). Die verbesserte Empfindlichkeit dieses Kameramodells erreicht der Sensor durch einen tieferen und dadurch größeren Bereich der Fotodiode, was die Photonenausbeute verbessert. Der Sensor eignet sich besonders für Anwendungen unter schwierigen Lichtbedingungen. 

USB3-Vision-Kamera.  

Für schwierige Lichtbedingungen 

Contact Image Sensors (CIS) der KD-Serie von Mitsubishi Electric sind Sensoren, die speziell für den Einsatz in der industriellen Bildverarbeitung konzipiert sind. Europaweit exklusiv von Stemmer Imaging, Puchheim, vertrieben, eignen sie sich für den Einsatz an flachen Objekten und Materialien, die schnell und mit hoher Auflösung geprüft werden sollen. Mit den Sensoren werden z. B. Leiterplatten inspiziert. Die Produkte der Serie decken Scanbreiten von 309, 617 und 926  mm ab und arbeiten mit einer Farbauflösung von 600  dpi. Der Arbeitsabstand beträgt 12  mm. Ihre Zeilenfrequenz von 23  kHz erlaubt Scanleistungen von 960  mm/s bzw. 44  µs/Zeile. Das Ausgabeformat ist ein digitales, konfigurierbares 8- oder 10-bit-CameraLink-Signal. 

Sensoren. 

Sensoren im Sortiment 

Die Gigabit-Ethernet-Boardlevel-Kamera GigE uEye LE von IDS Imaging, Obersulm, ist nun auch mit einem hochauflösenden 5-Megapixel-CMOS-Sensor des Herstellers Aptina erhältlich. Mithilfe der A-Pix-Technologie wurde dessen Empfindlichkeit im Rot/Grün-Bereich um 30  Prozent verbessert, erklärt der Hersteller. Die 45 cm x  45  cmgroße Kamera verfügt über eine Auflösung von 2560  x  1920 Pixeln und soll aufgrund ihrer hohen Detailgenauigkeit besonders für Anwendungen in der Mikroskopie geeignet sein. Sie soll sich auch in den klassischen Einsatzbereichen in der industriellen Bildverarbeitung oder in der Medizintechnik bewähren. 

Kamera. 

Langes Kabel 

Kamera. Pco edge 4.2 heißt das neue entwickelte Mitglied der gleichnamigen Kamerafamilie von PCO, Kelheim. Das System, welches mit einem sCMOS-Sensor ausgestattet ist, zeichnet sich nach Herstellerangaben durch eine einzigartige Kombination von Eigenschaften aus. Diese nennt das Unternehmen im Folgenden: niedriges Ausleserauschen von 0,9 Elektronen, schnelle Bildraten von 100 Bildern/s bei einer Auflösung von 4,2 Megapixel und einen weiten dynamischen Bereich von 33.000 : 1. Des Weiteren verfügt die Kamera über einen Quantenwirkungs- grad von 70  %. Mit diesen Eigenschaften soll sie sich für Anwendungen z.  B. in der industriellen Bildverarbeitung, Lichtschnitt-Mikroskopie aber auch in der Röntgentomographie einsetzen lassen. 

Noch dynamischer 

Seit über 50 Jahren dienen Wafer als Grundplatte für elektronische Bauteile. In den meisten Fällen besteht die Scheibe aus Silicium. Für Anwendungen in der Mikrosystemtechnik kommen auch Glas-Wafer zum Einsatz, auf denen Dotierungssubstrat aufgebracht wird. Für die Kontrolle des aufgetragenen Substrats hat EVT Eye Vision Technology, Karlsruhe, ein autonomes Inspektionssystem entwickelt. Das System basiert auf der intelligenten Kamera mvBlueLynx-X von Matrix Vision, Oppenweiler, und einem auf der Kamera ausgeführten EyeVision-Programm von EVT. 

Inspektionsystem mit Smart Kamera fürGlas-Wafer
Kugelrückprall-Tester. 

Kontrolle des aufgetragenen Substrats
Elastizitätsverhalten von Schaumstoffen testen 

Ein Flugzeughersteller muss 170 verschiedene, vergleichsweise große Teile auf jeweils bis zu sieben Merkmale überprüfen. Diese Herausforderung löst ein intelligentes Bildverarbeitungssystem. Was vorher viele Stunden dauerte und entsprechenden Personaleinsatz erforderte, ist mit dem System in erheblich kürzerer Zeit möglich.  

Bildverarbeitungssystem für Innenverkleidungsteile 

Große Teile schnell geprüft 

Basler hat seineAce-GigE-Kameras acA1300-60gm /gc/ gmNIR (Vertrieb Rauscher, Olching) mit den e2v-CMOS-Sensoren EV76C560 und EV76C661 ausgestattet. Bei einer Auflösung von 1280x1024 Pixel liefern sie 60 Bilder/s. Zudem sollen sie zahlreiche Funktionen, eine ausgezeichnete Bildqualität und niedriges Rauschen bieten. Global Shutter bzw. ein frei wählbarer Shutter-Modus stehen dem Anwender ebenfalls zur Verfügung. 

Kameras. 

Mit anderen Sensoren 

Kamerabasierter Werkzeugschutz in der Stanz- und Umformtechnik

Schuler Pressen bietet mit „Visual Die Protection“ eine kamerabasierte Lösung zur Vermeidung teurer Werkzeugschäden – nachrüstbar für Bestandsanlagen.

Die Schuler Pressen GmbH aus Göppingen bietet mit „Visual Die Protection“ eine Lösung zur Vermeidung teurer Werkzeugschäden und deren Folgekosten in der Stanz- und Umformtechnik an – nachrüstbar für Bestandsanlagen.

Effizienzsteigerung durch Digitalisierung – nahezu kein Industriezweig kann sich ihr verschließen. Auch Betreiber von Presswerken vernetzen ihre Produktion mehr und mehr. Doch – egal ob Einzelpressen oder Pressenlinien – es muss nicht immer gleich die gesamte Anlage ausgetauscht werden, um am Puls der Zeit zu bleiben. Die Nachrüstung von Bestandsanlagen, getreu dem Grundsatz „sinnvolle Evolution statt kostenintensiver Revolution“, ist meist das Gebot der Stunde.

Die Schuler Pressen GmbH aus Göppingen bietet mit Visual Die Protection beispielsweise eine Lösung zur Vermeidung teurer Werkzeugschäden und deren Folgekosten in der Stanz- und Umformtechnik an – nachrüstbar für Bestandsanlagen. Bestückt mit Industriekameras der IDS Imaging Development Systems GmbH und intelligenter Software lässt sich der Produktionsprozess nach Bedarf überwachen.

Das Prinzip des Systems ist einfach: Visual Die Protection (VDP) erkennt frühzeitig mögliche Ursachen für Werkzeugschäden im Presswerk und stoppt die Anlage in Bruchteilen von Sekunden, bevor Schäden und Ausfälle entstehen. Es können unterschiedliche Überwachungsfunktionen für die verschiedenen Bereiche im Einbauraum der Presse eingerichtet werden. So kann eine Vielzahl von Fehlerquellen abgedeckt werden.

Die Kontrollfunktionen reichen dabei von der Prüfung der Bauteillage über die Fremdkörpererkennung und In-Prozess Prüfungen bis hin zur gezielten Überwachung individueller Werkzeugfunktionen. Wird beispielsweise ein Fremdkörper, wie etwa ein Blechabfall aus dem vorangegangenen Pressdurchgang, im Werkzeug erkannt, stoppt die Presse automatisch, sodass sich der Fremdkörper nicht in die Werkzeugoberflächen drücken oder Schäden verursachen kann.

Dazu überwachen zwei bis vier Kameras pro System den Werkzeugraum der Presse oder auf Wunsch auch weitere Bereiche der Anlage, wie u.a. die Schrottschächte. Bei jedem Hub wird der aktuelle Prozess mit dem Soll-Zustand verglichen. Weicht der Prozess signifikant von der Norm ab, z.B. aufgrund von oben genanntem Fremdkörper im Werkzeug, wird die Anlage gestoppt und Schäden sowie deren Folgekosten werden verhindert.

Darüber hinaus stehen dem Kunden sämtliche Bild- und Analysedaten zur lückenlosen Rückverfolgbarkeit durchgängig zur Verfügung. Für kontinuierliche Verbesserungsprozesse verknüpft das System gleichzeitig Bild- und Prozessdaten miteinander und optimiert seine Einstellungen mit Hilfe von intelligenten Datenanalysen. Es greift nur dann in den Produktionsprozess ein, wenn eine kritische Abweichung vorliegt. Damit sorgt Visual Die Protection für eine höhere Prozesssicherheit von Produktionsanlagen, verhindert Werkzeugschäden und erhöht die Anlagenverfügbarkeit.

Das System kann für eine Vielzahl von Überwachungen auch außerhalb des eigentlichen Presswerks eingesetzt werden. Dank der einfachen Nachrüstung lassen sich die Überwachungsfunktionen in nur wenigen Minuten einrichten. Kunden profitieren so umgehend vom kamerabasierten Werkzeugschutz, und das auch bei nicht-Schuler Anlagen.

Die dem Schuler System zugrunde liegenden Bilddaten werden von uEye CP Industriekameras aus dem Hause IDS geliefert. CP steht dabei für „Compact Power“. Die Kameras sind visuelle Kraftpakete und bieten hohe Funktionalität mit umfangreicher Pixelvorverarbeitung. Die GigE Kameras mit einer Größe von nur 29 x 29 x 29 Millimetern punkten besonders in Bezug auf Lichtempfindlichkeit, Dynamikumfang und Farbwiedergabe. Damit sind sie für Anwendungen prädestiniert, die selbst bei schwachen Lichtverhältnissen ein gutes Ergebnis liefern sollen, wie z.B. in der Qualitätssicherung oder der Automatisierung.

„Die Qualität der Bilddaten hat uns überzeugt. Auch bei eher ungünstigen Lichtbedingungen in Presswerken liefert die Kamera perfektes Ausgangsmaterial für unsere Prüfsysteme“, erklärt Christoph Pölzl – Project Manager im Bereich Digital Solutions bei der Schuler Pressen GmbH. Zur Inbetriebnahme nutzte das Unternehmen den IDS Kameramanager, ein zentrales Werkzeug für die Verwaltung aller uEye Industriekameras.

Visual Die Protection ist seit 2019 auf dem Markt und hat sich seitdem in der Stanz- und Umformtechnik als zuverlässiger visueller Werkzeugschutz etabliert. „Für die Zukunft erwarten wir einen kontinuierlich wachsenden Markt“, schätzt Pölzl. Neben der Prozess- und Werkzeugüberwachung kommen weitere Anwendungen im Bereich In-Prozess Qualitätsüberwachung hinzu. Darüber hinaus werden auch die Diagnosetools zur Verknüpfung von Bild- und Prozessdaten ständig erweitert. So geht die Evolution weiter und sorgt am Ende vielleicht doch für eine kleine Revolution?

Schuler Pressen GmbH  

https://www.schulergroup.com

IDS Imaging Development Systems GmbH 

https://www.ids-imaging.de

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QZ - Qualität und Zuverlässigkeit | Ausgabe 02/2022

Bild 1. Digitalisierung im Presswerk: Es können unterschiedliche Überwachungsfunktionen für die verschiedenen Bereiche im Einbauraum der Presse eingerichtet werden.

Bild 2. Eine oder mehrere IDS Industriekameras überwachen den gesamten Werkzeugraum. 

Die Visual Die Protection (VDP) von Schuler Pressen baut auf Kameras von IDS und passender Software auf.

IDS Imaging GmbH - Hauptartikel

<b>Sabine Terrasi</b> ist Redakteurin in der Unternehmenskommunikation bei IDS Imaging Development Systems GmbH.

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Das Praxis-Seminar des Fraunhofer-Geschäftsbereichs Vision bietet einen kompakten Einblick in die »Industrielle Röntgentechnik«, stellt praxisrelevante Einsatzmöglichkeiten für die Qualitätssicherung vor und bietet die Möglichkeit, Prüfaufgaben mit Experten zu besprechen.