Das Schmelzen von Quarzsand und Formen von Glas ist ein Verfahren, das es schon seit frühester Zeit gibt. Die Herstellung von Glas ist aber noch lange nicht perfekt, obwohl heutige Produktionsmethoden von einem größeren wissenschaftlichen Kenntnisstand über die Eigenschaften der verschiedenen Zusatzstoffe für die Verbesserung der Haltbarkeit des Glases profitieren. Das Glas kann Blasen oder Sprünge aufweisen, so dass jedes Teil geprüft werden muss.
Die formale Prüfung des Glases so alt wie die Glasproduktion selbst ist und auch heute gibt es immer noch einige Bereiche, in denen die Prüfung manuell und nach Augenschein ausgeführt wird.
Einige Hersteller verlassen sich auf mechanische Prüfsysteme, die auf einer Art von direktem Kontakt mit dem Glas basieren. Der Glasbehälter kann dabei gedreht, mit Druckluft gefüllt oder mit einem Stopfen verschlossen werden. Es gibt auch zahlreiche kamerabasierte High-End Inspektionssysteme. Aber es gibt auch Glasproduzenten, die keine 250.000 € bis 500.000 € für ein Inspektionssystem ausgeben können oder wollen, selbst wenn der Druck, strenge Qualitätskontrollen einzuhalten - insbesondere bei Behältern für Lebensmittel - groß ist. Die Kosten sind eindeutig ein Thema. Aber immer mehr Produzenten erkennen, dass sie keine große Wahl haben. Sie müssen die hohen Qualitätsstandards erfüllen und den Produktionsprozess verbessern, wenn sie wettbewerbsfähig bleiben wollen.
Als sich einer seiner Kunden an Thorsten Gonschior, Präsident und Gründer von Spectral Process, zwecks Nachrüstung einer bereits vorhandenen Maschine gewandt hat, war er davon überzeugt, dass er eine kostengünstige Alternative liefern kann. Das ursprüngliche System hatte eine optische Komponente für die Fehlersuche, aber keinen Prozessor. Die Maschine war nicht mehr am Markt verfügbar, so dass Gonschior die Idee hatte, einen Teil des gesamten Prüfprozesses durch ein skalierbares Subsystem zu ersetzen.
Glas entsteht, wenn eine Mischung aus Siliciumoxid, Natriumcarbonat, Kaliumoxid, Magnesiumoxid und anderen Mineralstoffen auf eine Temperatur von über 1000 °C erhitzt wird. Wenn das Glas als Behälter verwendet werden soll, wird das geschmolzene Glas in Formen gepresst und kühlt dann ab, das heißt, es wird langsam und kontrolliert in einem Kühlofen gekühlt und danach geprüft. Das System Opening-Inspector überprüft die Öffnungen von hohlen Glasbehältern wie z.B. Flaschen auf Risse, Einschlüsse und Blasen. Für die Getränkeindustrie ist es wichtig, fehlerhafte Flaschen aus der Produktionslinie zu nehmen. Alles außer einer glatten Oberfläche kann Verletzungen hervorrufen. Hersteller von Getränken mit Kohlensäure können ruiniert werden, wenn die Flaschen fehlerhaft sind und nicht richtig verschlossen werden können. Außerdem dürfen die Behälter keinen Grat, scharfe Kanten oder Splitter aufweisen, wenn sie die Prüfung bestehen sollen.
Die einfache Lösung
Der Opening-Inspector kann für eine Vielzahl von Maschinen für die Glasprüfung umgerüstet werden. Das Subsystem besteht aus einer Matrox Iris Smart Kamera, einer Stromversorgung und einer eigens angefertigten Beleuchtungseinrichtung. Gonschior hat die intelligente Kamera Matrox Iris aus verschiedenen Gründen ausgewählt: sie ist kostengünstig, klein und leistungsstark.
Eine Smart-Kamera eliminiert auch viel von dem, was er "zusätzliche Entwicklung" nennt: Gehäuse, Computer, elektrische Verbindungen etc. Aber wichtiger ist, dass er nach dem Testen der Matrox Iris festgestellt habe, dass Matrox gute Arbeit geleistet hat - er hat keine Schwachstellen oder unzureichend funktionierende Hardware- oder Software-Komponenten gefunden, wie man sie normalerweise bei handelsüblichen Bauteilen findet.
Als Kern des Systems führt die Matrox Iris Kamera nicht nur die visuelle Prüfung durch, sondern liest auch die Sensoren und aktualisiert die technische Ausrüstung über digitale I/Os. Für die Messung der Innen- und Außenmaße des Behälters und die Lokalisierung von Einschlüssen, Rissen und eingepressten Strukturen verwendet die Software der Anwendung eine Reihe von Modulen der Matrox Imaging Library (MIL): Teilchenanalyse, Kantenerkennung und Metrologie. Das menschliche Auge kann eingepresste Strukturen leicht erkennen, aber für eine Software werden klare Definitionen benötigt. Theoretisch arbeitet der Opening-Inspector mit Glas verschiedenster Farben, wobei transparentes, braunes und grünes Glas als Standard betrachtet wird. Die richtigen Bedingungen für die Erfassung verwendbarer Bilder hängen von der Justierung der Intensität der Beleuchtungseinrichtung oder des Kameraverstärkers ab. Bei der Prüfung von transparentem Glas treten dabei die meisten Schwierigkeiten auf.
In den Opening-Inspector können verschiedene komplexe Subsysteme per Ethernet integriert werden. Gonschior plant beispielsweise die Verwendung einer hochauflösenden 2D-Einrichtung, um einen Etikettierarm zu steuern. Die Einbindung netzwerkfähiger Komponenten von Drittherstellern in das Matrox Iris Netzwerk ist einfach und überschaubar.
Überlegungen zur Beleuchtung
Glas hat einen schlechten Ruf, was die Ausleuchtung betrifft. In der Tat entstehen sowohl durch das Material Glas als auch seine Form Herausforderungen. Unter dem Mikroskop betrachtet, ist Glas uneinheitlich, hat eine Oberfläche mit vielen Kratern. Diese Unregelmäßigkeiten beeinflussen die Reflexion und Ablenkung des Lichtes durch die Oberfläche. Das entstehende Bild kann starke Kontraste in der Mikrostruktur des Hintergrundes zeigen. Dieses Problem wird noch durch die rundliche Form der Flasche und Maßabweichungen in der Wandstärke der Flasche verstärkt. Gonschior ist in der Lage, viele Beleuchtungsprobleme mit seiner Lösung zu beseitigen. Die Lichtquelle verwendet diffuses Licht. Das führt dazu, dass das Glas an den fehlerhaften Punkten Licht in die Kamera reflektiert (Prüfvektor).
Eine glänzende Idee
Gonschior ist der Meinung, dass der Opening-Inspector den Produkten der Mitbewerber überlegen ist. Aufgrund der Entwicklung seines Systems mit der Smartkamera Matrox Iris kann er das System zu einem Bruchteil des Preises vieler "etablierter" Inspektionssysteme für Glas anbieten. Außerdem wollen Produzenten mehr als 400 Behälter pro Minute prüfen. Mit seinem skalierbaren Design fügt Gonschior einfach weitere Matrox Iris in eine bestehende Produktionslinie ein, wenn ein höherer Durchsatz notwendig geworden ist.
Sarah Sookmann, Matrox Imaging
Direkt-Link zur Matrox Iris GT mit Tutorials zum Design-Assistant
http://www.rauscher.de/...
Messehinweis:
VISION 2009
Halle 4 - Stand 4c15
RAUSCHER
Johann-G.Gutenberg-Str. 20
D-82140 Olching
Tel 0 81 42 / 4 48 41-0
Fax 0 81 42 / 4 48 41-90
E-Mail: info@rauscher.de
www.rauscher.de
Die formale Prüfung des Glases so alt wie die Glasproduktion selbst ist und auch heute gibt es immer noch einige Bereiche, in denen die Prüfung manuell und nach Augenschein ausgeführt wird.
Einige Hersteller verlassen sich auf mechanische Prüfsysteme, die auf einer Art von direktem Kontakt mit dem Glas basieren. Der Glasbehälter kann dabei gedreht, mit Druckluft gefüllt oder mit einem Stopfen verschlossen werden. Es gibt auch zahlreiche kamerabasierte High-End Inspektionssysteme. Aber es gibt auch Glasproduzenten, die keine 250.000 € bis 500.000 € für ein Inspektionssystem ausgeben können oder wollen, selbst wenn der Druck, strenge Qualitätskontrollen einzuhalten - insbesondere bei Behältern für Lebensmittel - groß ist. Die Kosten sind eindeutig ein Thema. Aber immer mehr Produzenten erkennen, dass sie keine große Wahl haben. Sie müssen die hohen Qualitätsstandards erfüllen und den Produktionsprozess verbessern, wenn sie wettbewerbsfähig bleiben wollen.
Als sich einer seiner Kunden an Thorsten Gonschior, Präsident und Gründer von Spectral Process, zwecks Nachrüstung einer bereits vorhandenen Maschine gewandt hat, war er davon überzeugt, dass er eine kostengünstige Alternative liefern kann. Das ursprüngliche System hatte eine optische Komponente für die Fehlersuche, aber keinen Prozessor. Die Maschine war nicht mehr am Markt verfügbar, so dass Gonschior die Idee hatte, einen Teil des gesamten Prüfprozesses durch ein skalierbares Subsystem zu ersetzen.
Glas entsteht, wenn eine Mischung aus Siliciumoxid, Natriumcarbonat, Kaliumoxid, Magnesiumoxid und anderen Mineralstoffen auf eine Temperatur von über 1000 °C erhitzt wird. Wenn das Glas als Behälter verwendet werden soll, wird das geschmolzene Glas in Formen gepresst und kühlt dann ab, das heißt, es wird langsam und kontrolliert in einem Kühlofen gekühlt und danach geprüft. Das System Opening-Inspector überprüft die Öffnungen von hohlen Glasbehältern wie z.B. Flaschen auf Risse, Einschlüsse und Blasen. Für die Getränkeindustrie ist es wichtig, fehlerhafte Flaschen aus der Produktionslinie zu nehmen. Alles außer einer glatten Oberfläche kann Verletzungen hervorrufen. Hersteller von Getränken mit Kohlensäure können ruiniert werden, wenn die Flaschen fehlerhaft sind und nicht richtig verschlossen werden können. Außerdem dürfen die Behälter keinen Grat, scharfe Kanten oder Splitter aufweisen, wenn sie die Prüfung bestehen sollen.
Die einfache Lösung
Der Opening-Inspector kann für eine Vielzahl von Maschinen für die Glasprüfung umgerüstet werden. Das Subsystem besteht aus einer Matrox Iris Smart Kamera, einer Stromversorgung und einer eigens angefertigten Beleuchtungseinrichtung. Gonschior hat die intelligente Kamera Matrox Iris aus verschiedenen Gründen ausgewählt: sie ist kostengünstig, klein und leistungsstark.
Eine Smart-Kamera eliminiert auch viel von dem, was er "zusätzliche Entwicklung" nennt: Gehäuse, Computer, elektrische Verbindungen etc. Aber wichtiger ist, dass er nach dem Testen der Matrox Iris festgestellt habe, dass Matrox gute Arbeit geleistet hat - er hat keine Schwachstellen oder unzureichend funktionierende Hardware- oder Software-Komponenten gefunden, wie man sie normalerweise bei handelsüblichen Bauteilen findet.
Als Kern des Systems führt die Matrox Iris Kamera nicht nur die visuelle Prüfung durch, sondern liest auch die Sensoren und aktualisiert die technische Ausrüstung über digitale I/Os. Für die Messung der Innen- und Außenmaße des Behälters und die Lokalisierung von Einschlüssen, Rissen und eingepressten Strukturen verwendet die Software der Anwendung eine Reihe von Modulen der Matrox Imaging Library (MIL): Teilchenanalyse, Kantenerkennung und Metrologie. Das menschliche Auge kann eingepresste Strukturen leicht erkennen, aber für eine Software werden klare Definitionen benötigt. Theoretisch arbeitet der Opening-Inspector mit Glas verschiedenster Farben, wobei transparentes, braunes und grünes Glas als Standard betrachtet wird. Die richtigen Bedingungen für die Erfassung verwendbarer Bilder hängen von der Justierung der Intensität der Beleuchtungseinrichtung oder des Kameraverstärkers ab. Bei der Prüfung von transparentem Glas treten dabei die meisten Schwierigkeiten auf.
In den Opening-Inspector können verschiedene komplexe Subsysteme per Ethernet integriert werden. Gonschior plant beispielsweise die Verwendung einer hochauflösenden 2D-Einrichtung, um einen Etikettierarm zu steuern. Die Einbindung netzwerkfähiger Komponenten von Drittherstellern in das Matrox Iris Netzwerk ist einfach und überschaubar.
Überlegungen zur Beleuchtung
Glas hat einen schlechten Ruf, was die Ausleuchtung betrifft. In der Tat entstehen sowohl durch das Material Glas als auch seine Form Herausforderungen. Unter dem Mikroskop betrachtet, ist Glas uneinheitlich, hat eine Oberfläche mit vielen Kratern. Diese Unregelmäßigkeiten beeinflussen die Reflexion und Ablenkung des Lichtes durch die Oberfläche. Das entstehende Bild kann starke Kontraste in der Mikrostruktur des Hintergrundes zeigen. Dieses Problem wird noch durch die rundliche Form der Flasche und Maßabweichungen in der Wandstärke der Flasche verstärkt. Gonschior ist in der Lage, viele Beleuchtungsprobleme mit seiner Lösung zu beseitigen. Die Lichtquelle verwendet diffuses Licht. Das führt dazu, dass das Glas an den fehlerhaften Punkten Licht in die Kamera reflektiert (Prüfvektor).
Eine glänzende Idee
Gonschior ist der Meinung, dass der Opening-Inspector den Produkten der Mitbewerber überlegen ist. Aufgrund der Entwicklung seines Systems mit der Smartkamera Matrox Iris kann er das System zu einem Bruchteil des Preises vieler "etablierter" Inspektionssysteme für Glas anbieten. Außerdem wollen Produzenten mehr als 400 Behälter pro Minute prüfen. Mit seinem skalierbaren Design fügt Gonschior einfach weitere Matrox Iris in eine bestehende Produktionslinie ein, wenn ein höherer Durchsatz notwendig geworden ist.
Sarah Sookmann, Matrox Imaging
Direkt-Link zur Matrox Iris GT mit Tutorials zum Design-Assistant
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VISION 2009
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Fax 0 81 42 / 4 48 41-90
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