Visuelle Analyse von Hochgeschwindigkeitsprozessen

Für das menschliche Auge sind hoch automatisierte Produktionsprozesse in der Regel viel zu schnell, um Fehlerursachen erkennen zu können. Allied Visions Mako-Kamera als Teil des SpeedView-Systems von R&D Vision entgeht dagegen kein einziges Detail. Die gelieferten Bilder ermöglichen eine präzise Analyse der Produktionsvorgänge.

Flaschen ohne (links) und mit (rechts) Speedview

Kompaktes Speedview System im Koffer

Speedview System mit Kamera und Beleuchtung

Mit einer Geschwindigkeit von 22 Flaschen pro Sekunde (80.000 Flaschen pro Stunde) laufen die zu füllenden Bierflaschen in der Abfüllmaschine bei Heineken in Marseille (Südfrankreich) durch die Anlage. Treten in dem Prozess an einer Stelle Probleme auf, ist es für das menschliche Auge nicht zu sehen. Das wird erst dadurch deutlich, dass die Produktionsanlage automatisch stoppt. Häufig finden sich dann zerbrochene Flaschen in den Maschinen. Und es kostet Zeit, der wirklichen Ursache des Produktionsstopps auf den Grund zu gehen. Diese Produktionsausfälle und der damit einhergehende Zeitverlust sollen jedoch vermieden werden, um die Produktivität und den Gesamterfolg des Unternehmens nicht zu gefährden.

Schnell und hochauflösend

Abhilfe schafft das mobile Analyse-System SpeedView von R&D-Vision, einem französischen Unternehmen, das sich auf Prüf- und Messsysteme mit integrierter Bildverarbeitung spezialisiert hat. Ausgestattet mit der Hochgeschwindigkeitskamera Mako G-030 von Allied Vision produziert es Videomaterial, das in Zeitlupentempo Aufnahmen der Produktionsprozesse liefert. Die kompakte GigE-Kamera verfügt über einen leistungsfähigen CMOSIS/ams CMV300 CMOS-Sensor. Bei voller Auflösung (644 × 484 Pixel) liefert die Kamera 309 Bilder pro Sekunde. Bei einem verkleinerten Bildausschnitt (Region of Interest) kann die Schnelligkeit noch erhöht werden.

Da es bei der Abfüllung und dem Verschließen der Flaschen bei Heineken auf präzise Punkte in dem Prozess besonders ankommt, konnte in diesem Fall der Bildausschnitt auf eine Größe von 300 x 200 Pixel reduziert werden. Bei einer nun möglichen Aufnahmegeschwindigkeit von 1.000 Bildern pro Sekunden kann das SpeedView-System bis zu einer Stunde Bildmaterial aufzeichnen. Durch eine weitere Selektion der "Region of Interest" kann die Geschwindigkeit bis zu 6.000 Bilder pro Sekunde erhöht werden.

Je nach Prozessgeschwindigkeit können die einzelnen Aufnahmen manuell oder über ein SPS-Signal (speicherprogrammierbare Steuerung) an die Kamera ausgelöst werden. Anhand dieser Aufnahmen kann das Wartungsteam schnell und effizient die Fehlerursache ausfindig machen und beheben, ohne die Produktion unnötig lange zu unterbrechen und Ausfallkosten von Tausenden Euros pro Minute zu verursachen.

Kompakt und mobil

Das mobile SpeedView-System passt in einen Transportkoffer, ist innerhalb weniger Minuten aufgebaut und bei Bedarf an unterschiedlichen Stellen in der Anlage einsetzbar. Dabei ist der kompakte Formfaktor der Mako-Kamera von Vorteil. Das kleine Gehäuse lässt sich noch in den engsten Stellen und Ecken der Abfüllmaschine oder anderer Produktionsanlagen aufstellen.
Die Kamera kann zudem dank "Power Over Ethernet" (PoE) mit nur einem Kabel für Stromversorgung und Datentransfer betrieben werden. Formfaktor und Einkabel-Lösung tragen dazu bei, dass die Kamera sich einfach in Produktionsanlagen integrieren lässt.

Neben einer Mako G G-030 besteht das System aus einem Set mit drei verschiedenen Objektiven, einer lichtstarken Beleuchtung und einer Befestigung. Für die Aufzeichnung, Wiedergabe, Bild-für-Bild-Analyse und Trigger-Programmierung kommt die HIRIS Software zum Einsatz, eine Entwicklung aus dem Hause R&D Vision. Zusammen mit einem integrierten Bildschirm und einem Bedienungselement ist sie auch ein Teil des mobilen Systems.

Prädiktive Wartung

Doch nicht nur bei akuter Problemanalyse kommt SpeedView zum Einsatz. Auch zur vorausschauenden Instandhaltung gewinnt die visuelle Analyse von Hochgeschwindigkeits-prozessen immer mehr an Bedeutung. Diese dient dazu, den Zustand der Produktionsanalage zu ermitteln und daraus den idealen Zeitpunkt für Reparaturarbeiten oder Wartungsintervalle abzuleiten. Notwendige Reparaturen können rechtzeitig erkannt werden und beispielsweise in Stillstandzeiten behoben werden, ohne den Produktionsablauf zu behindern.
Die Effizienz der Produktion kann damit gesteigert und drohende Qualitätsmängel vermieden werden, bevor sie überhaupt eintreten.

"Durch das Aufdecken von Problemen, bevor sie Auswirkungen auf das Endprodukt haben, können Anwender wie Heineken das Qualitätsniveau ihrer Produktion steigern und nahezu eine 0% Ausfallquote erreichen", bestätigt Francois-Dimitri Mennesson, Export Manager bei R&D Vision in Frankreich.

 

Siehe auch:
Speedview Video