Bildverarbeitungssysteme der Serie VISIONCHECK-2000-ST für die Prüfung von Blechen und Bändern

Was ist das Bildverarbeitungssystem VISIONCHECK-2000ST?

Das System VISIONCHECK-2000ST ist eine Bildverarbeitungsinfrastruktur mit sehr hoher Leistung, ausgelegt darauf, extrem schnelle Produktionsprozesse unmittelbar in der Produktionslinie darzustellen, einzufrieren und zu speichern.

Durch das perfekte Zusammenspiel von Präzisionsoptik, ausgelegter Beleuchtung und Rechenleistung nimmt das System mit sehr hoher Geschwindigkeit Bilder schnell vorbeilaufender Produkte auf. Das Ergebnis ist ein scharfes, gestochen klares und vollständig bewegungsunschärfefreies Bild (motion blur), das es dem Bediener oder dem Auswertealgorithmus erlaubt, das Material in Echtzeit zu prüfen, als stünde es vollkommen still.

Das System wurde mit besonderem Blick auf die Metallbearbeitung konzipiert. Seine Hauptaufgabe ist es, Anomalien im Millimeterbereich und Mikrofehler auf der Oberfläche und an den Kanten des Materials aufzuspüren und so sicherzustellen, dass jeder Meter erzeugten Coils oder Blechs den strengsten vom Markt geforderten Qualitätsstandards entspricht.

Der Aufbau des Systems: woraus es besteht

Die Wirksamkeit des VISIONCHECK-2000ST beruht auf der Qualität und dem perfekten Zusammenspiel seiner drei grundlegenden Komponenten:

1. Hochgeschwindigkeits- und hochauflösende Kamera: das „visuelle Herz“ des Systems. Sie nutzt Industriesensoren der neuesten Generation, die Dutzende, wenn nicht Hunderte von Bildern pro Sekunde mit Auflösungen erfassen, die eine Vergrößerung des Bildes ohne Detailverlust erlauben. Diese Kamera verfügt über extrem kurze elektronische Verschlusszeiten (Shutter), die unerlässlich sind, um die Bewegung des Metallbands „einzufrieren“.
2. Stroboskop-LED-Beleuchtungssystem: mit der eigenen Roder-Technologie entwickelt, gibt diese Beleuchtung sehr kurze, aber äußerst intensive Lichtblitze ab, die exakt mit der Bildaufnahme der Kamera synchronisiert sind. Der Einsatz der LED-Technologie gewährleistet nicht nur eine gleichmäßige, von unerwünschten Schatten freie Beleuchtung, sondern auch eine lange Lebensdauer, den Wegfall thermischer Wartung (typisch für alte Xenonlampen) und einen geringen Energieverbrauch.
3. Fortschrittlicher Prüfplatz: eine Industriekonsole mit hochauflösendem Monitor und Industrie-PC, die als Bedienzentrale für den Bediener dient. Von hier aus lässt sich das Bild in Echtzeit anzeigen, der Zeitlupenmodus (Slow Motion) aktivieren, das Bild anhalten (Standbild), die Bilddaten verarbeiten oder ganze Sequenzen aufzeichnen, um sie zu archivieren und den Prozess zum Zweck der Rückverfolgbarkeit zu dokumentieren.

Einsatzbereiche und Branchen des VISIONCHECK-2000ST

Der VISIONCHECK-2000ST wurde dafür konzipiert, in rauen Industrieumgebungen der Schwerindustrie zu bestehen und zu leisten.

Stahlwerke und Primärerzeugung

In primären Stahlwerken treten Stahlbänder mit sehr hohen Temperaturen aus oder durchlaufen extrem schnelle Kühl- und Reckprozesse. In diesen Phasen kann das System für eine kontinuierliche, ununterbrochene Überwachung der Metalloberfläche installiert werden und verhindert so die Ausbreitung von Fehlern von der Entstehung des Materials an.

Slitter-Anlagen (Längsteilanlagen)

Auf Längsteilanlagen wird ein Muttercoil mit Kreismessern in schmalere Bänder geschnitten. Verlieren die Messer ihre Schärfe oder sind sie falsch eingestellt, weisen die Bandkanten Grate, Unregelmäßigkeiten oder Risse auf. Der VISIONCHECK-2000ST überzeugt bei der Kantenprüfung (Edge Inspection) und erlaubt es, die Qualität des sauberen Schnitts in Echtzeit zu überprüfen. Er versteht sich als technische Spitzenlösung, die gegenüber internationalen Systemen zur Kantenprüfung sehr wettbewerbsfähig ist und eine maßgeschneiderte Einbindung sowie eine intuitive Bedienoberfläche bietet.

Querteilanlagen

Auch auf Linien, auf denen das Coil gerichtet und in ebene Bleche (Tafeln) geschnitten wird, ist die Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit der Schlagschere oder des Rotationsschnitts kritisch. Das System prüft, dass keine Kratzer durch die Richtwalzen und keine geometrischen Fehler an der Schnittstelle auftreten.

Beizanlagen

Beim Beizen wird das Metall mit Säuren behandelt, um Oxide und Zunder zu entfernen. Ist der chemische oder mechanische Prozess nicht gleichmäßig, bleiben Flecken, Streifen oder Rückstände zurück. Das Bildverarbeitungssystem ist mit seiner eigens ausgelegten Beleuchtung in der Lage, den Oberflächenkontrast zu verstärken, um nicht korrekt gebeizte Bereiche sofort hervorzuheben.

Walzanlagen (warm und kalt)

In Walzwerken wird die Dicke des Metalls beim Durchlauf zwischen riesigen Walzen verringert. Ein Fehler auf der Walze (eine Marke, eine Delle) wird zyklisch auf Hunderte von Metern Blech aufgeprägt. Der VISIONCHECK-2000ST erkennt diese periodischen Fehler sofort und erlaubt es dem Bediener, die Anlage anzuhalten und die Walze auszutauschen, bevor Tonnen von Ausschussmaterial entstehen.

Welche Fehler erkennt der VISIONCHECK-2000ST?

Ziel eines industriellen Bildverarbeitungssystems ist es, den abstrakten Begriff „Qualität“ in objektive, messbare visuelle Kenngrößen zu überführen. Dank der hohen Auflösung der Kamera und einer maßgeschneiderten streifenden oder koaxialen Beleuchtung erkennt das System ein breites Spektrum an Anomalien:

• Schnittfehler an den Kanten: Schergrate, Ausbrüche, anhaftender Besäumabfall oder unregelmäßige Kanten (entscheidend auf Längsteilanlagen).
• Mechanische Marken und Kratzer: längs oder quer verlaufende Abriebe durch ungewöhnliche Reibung an den Umlenk- oder Richtwalzen.
• Streifen und Farbabweichungen: Veränderungen aufgrund von Problemen in den chemischen Bädern, Fehlern beim Auftrag des Schutzöls oder Rostspuren.
• Einkerbungen und Dellen: Schläge auf das Material, Einschlüsse von Fremdmaterial, die beim Walzen in das Blech eingepresst werden (die sogenannten Walzen-„Abdrücke“).
• Örtliche Ebenheitsfehler: Falten, ungewöhnliche Welligkeit des Bandes und fehlerhafte Bandzüge.

Der große Vorteil: VISIONCHECK-2000ST gegenüber herkömmlichen Stroboskopsystemen

Jahrelang hat sich die Industrie auf klassische tragbare oder feste Stroboskope verlassen, um bewegte Linien zu prüfen. Das Prinzip des Stroboskops beruht auf der „Nachbildwirkung“ des menschlichen Auges: wird ein Lichtblitz mit derselben Frequenz wie der Produktdurchlauf abgegeben, nimmt das Auge das Bild als stillstehend wahr. Doch diese Technologie der Vergangenheit weist enorme und gefährliche Lücken auf, die der VISIONCHECK-2000ST endgültig überwunden hat.

Die Grenze des Faktors Mensch

Beim herkömmlichen Stroboskopsystem liegt die gesamte Last der Qualitätskontrolle auf den Schultern, genauer gesagt auf den Augen des Bedieners. Der Fehler besteht nur in genau dem Moment, in dem der Bediener auf die vom Stroboskop beleuchtete Linie blickt. Was geschieht, wenn der Bediener blinzelt? Wenn er sich kurz umdreht, um einen Maschinenparameter einzustellen? Oder wenn er Pause hat? Ganz einfach: der Fehler bleibt unbemerkt und gelangt direkt zum Kunden. Das Bild wird nicht aufgezeichnet, es ist flüchtig.

Die Revolution des digitalen „Standbilds“

Mit dem VISIONCHECK-2000ST wird das menschliche Auge aus der kritischen Gleichung der Bildaufnahme herausgenommen. Das digitale System nimmt fortlaufend Bilder auf. Das Bild verschwindet nicht im Dunkeln, sondern wird auf den Monitor des Prüfplatzes übertragen. Die Vorteile sind enorm:

1. Komfortable und sichere Überwachung: der Bediener muss nicht auf ein blendendes, für die Augen ermüdendes Band starren, sondern beobachtet aus der Steuerkabine einen komfortablen HD-Monitor.
2. Einfrieren und Zeitlupe: bemerkt der Bediener etwas Auffälliges, kann er das Bild auf dem Bildschirm buchstäblich „einfrieren“ (Standbild), ohne die physische Produktionslinie anzuhalten. Er kann den Fehler in Ruhe analysieren, vergrößern und seine Schwere beurteilen.
3. Die Unabhängigkeit von der menschlichen Anwesenheit: da die Bilder digital aufgenommen werden, „schaut“ das System zu 100 % der Zeit auf die Linie, unabhängig davon, ob der Bediener in jener Zehntelsekunde körperlich anwesend ist.

Die nächste Stufe: Einbindung von Image-Processing- und Machine-Vision-Software

Bilder von sehr hoher Qualität aufzunehmen, ist nur der erste Schritt. Das wahre Potenzial des VISIONCHECK-2000ST entfaltet sich, wenn er mit fortschrittlicher Image-Processing-Software (Bildverarbeitung) kombiniert wird.

Anders als ein einfaches geschlossenes Kamerasystem kann sich das Roder-System in einen automatisierten Prüfer verwandeln. Durch die Installation eigener Algorithmen zeigt die Software die Bilder nicht nur auf dem Monitor an, sondern analysiert sie in Echtzeit Pixel für Pixel.

Anpassbare Alarmschwellen

Der Bediener oder der Qualitätsverantwortliche kann „Toleranzschwellen“ festlegen. So lässt sich das System anweisen, Kratzer unter einem Millimeter zu ignorieren, aber einen Alarm auszulösen (optisch, akustisch oder als Signal an die Linien-SPS), wenn es einen Schnittfehler an der Kante von mehr als 3 Millimetern oder eine ausgedehnte dunkle Delle erkennt. Das bedeutet den Übergang von einer passiven zu einer aktiven und vorbeugenden Qualitätskontrolle.

Automatische Fehlererkennung

Dank moderner Bildverarbeitungstechniken (und der Vorbereitung für Module für künstliche Intelligenz und Deep Learning) kann das System Anomalien automatisch klassifizieren. Die Software kann einen „Ölfleck“ von einem „mechanischen Riss“ unterscheiden und erlaubt es dem Instandhaltungspersonal, sofort zu erkennen, welcher Anlagenteil das Problem verursacht (zum Beispiel Schmierdüsen oder verschlissene Walzen).

Aufzeichnung, Historie und Rückverfolgbarkeit für die Qualitätszertifizierung

Im Zeitalter von Industrie 4.0 ist der Nachweis der Qualität des eigenen Produkts ebenso wichtig wie dessen Herstellung. Endkunden (etwa Automobil-, Luftfahrt- und Hausgerätebranche) verlangen zunehmend dokumentierte und zertifizierte Standards.

Der Prüfplatz des VISIONCHECK-2000ST ist mit großen Speichersystemen zur Datenhaltung ausgestattet. Das System ermöglicht es:

• Videosequenzen aufzuzeichnen: die kritischen Produktionsschritte für nachträgliche Analysen oder zur Prozessoptimierung zu speichern.
• Fehlerdatenbank: jedes Mal, wenn eine Anomalie erkannt wird, speichert das System das betreffende Bild mit einem Zeitstempel (Datum, Uhrzeit), der Position auf dem Coil (Laufmeter) und der Fehlerart.
• Automatische Berichterstellung: am Ende des Coils kann das System einen PDF-Bericht oder eine Protokolldatei mit der „Fehlerkarte“ des Coils erzeugen. Dieses Dokument kann der Lieferung beigefügt werden, um die Unversehrtheit des gelieferten Produkts nachzuweisen oder um Stahl zweiter Wahl genau herabzustufen und so den Verkauf zu optimieren.

Warum der VISIONCHECK-2000ST die endgültige Investition ist (und sich an der Marktspitze positioniert)

Wenn Sie erwägen, Ihre Linien mit Technologien zur Kanten- oder Oberflächenprüfung nachzurüsten, haben Sie vielleicht spezialisierte internationale Marken in Betracht gezogen.

Roder tritt in diesem Segment mit dem VISIONCHECK-2000ST an und bietet eine technologische Lösung, die nicht nur vergleichbar, sondern in vielerlei Hinsicht flexibler und anpassbarer ist. Zu den Besonderheiten, die Roder zur richtigen Wahl machen, gehören:

• Italienische/europäische Entwicklung und Betreuung: kurze Reaktionszeiten beim Support, leicht verfügbare Ersatzteile und ein Team von Ingenieuren, das die Hardware an die spezifischen Geometrien Ihrer Längsteil- oder Walzanlage anpasst.
• Eigene Beleuchtung: Roder ist ein traditionsreicher Hersteller industrieller Beleuchtungen. Unsere Stroboskop-LED ist kein zugekauftes Handelsbauteil, sondern wird im Haus entwickelt, um die größtmögliche Abstimmung mit den Verschlusszeiten der Kameras zu gewährleisten.
• Skalierbarkeit: das System kann als einfaches hochauflösendes Anzeigesystem entstehen und später mit vollständigen Softwaremodulen für Bildauswertung und künstliche Intelligenz nachgerüstet werden, wodurch sich die Investition verteilt (ROI).

Return on Investment (ROI)

Die Einführung des VISIONCHECK-2000ST amortisiert sich in der Regel in sehr kurzer Zeit (häufig in weniger als 6 Monaten). Die erzielte Einsparung ergibt sich aus:

1. Drastische Verringerung des Ausschusses (Scrap Reduction): eine beschädigte Walze oder ein verschlissenes Längsteilmesser nach wenigen Metern zu erkennen statt erst am Ende eines Coils von mehreren Dutzend Tonnen, spart eine immense Materialmenge.
2. Wegfall von Kundenreklamationen (Zero-Defect Policy): keine fehlerhafte Ware zu versenden, schützt das Unternehmen vor kostspieligen Vertragsstrafen, Rückerstattungen und dem Verlust von Aufträgen.
3. Optimierung des Personaleinsatzes: die Linienbediener ermüden weniger, gefährden ihr Augenlicht nicht an alten Stroboskopen und können sich auf Tätigkeiten mit höherer Wertschöpfung konzentrieren, während das System die zermürbende Aufgabe der ständigen Sichtüberwachung übernimmt.

Häufige Fragen (FAQ) zum System VISIONCHECK-2000ST

Kontaktieren Sie Roder für eine Beratung und einen Test vor Ort

Jede Produktionslinie hat ihre eigenen visuellen Herausforderungen. Die Reflexion von Edelstahl unterscheidet sich von der Absorption eines gebeizten Bandes; der Schnittgrat eines Aluminiumbandes unterscheidet sich von dem eines Kupferbandes. Deshalb bietet Roder eine spezialisierte technische Beratung an, um die Machbarkeit Ihrer Qualitätskontrolle zu prüfen.

Lassen Sie nicht zu, dass Fehler Ihren Augen oder denen Ihrer Bediener entgehen. Machen Sie die Geschwindigkeit zu einem Verbündeten und behalten Sie die vollständige Kontrolle über jeden Millimeter erzeugten Materials.