Fünf Laserscanner der Reihe ‚Scancontrol 2900-50‘ prüfen in der Produktionslinie die auf einem Förderband geführten Getränkekisten von oben. Jeder Scanner vermisst dabei eine Flaschenreihe im Kasten.

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Die Scanner messen in der Produktionslinie von oben auf die Getränkekisten, die auf einem Förder-band geführt werden. Jeder Scanner vermisst eine Flaschenreihe im Kasten. Die Anwesenheitskontrolle erfolgt bei Durchlaufgeschwindigkeiten von bis zu 850 mm/s. Gegenüber einer Lösung mit herkömmlichen Bildverarbeitungs-systemen prüfen die Laserscanner nicht nur die Anwesenheit, sondern auch die Höhe der Flaschen. Aus der jeweiligen Flaschenhöhe ermittelt der Sensor, ob sich der richtige Flaschentyp im Kasten befindet. Dabei darf die Höhe der Flaschen bei dieser Anwendung maximal 3 mm von der Sollhöhe des jeweiligen Typs abweichen.

Das Ergebnis der Bewertung als ‚OK‘ oder ‚not OK‘ empfängt die SPS, sodass fehlerhafte Kästen direkt ausgeschleust werden können. Für den Anwender lassen sich die Mess-Ergebnisse zusätzlich über einen integrierten Bildschirm an der ­Kontrolleinheit ausgeben.

Das slowenische Unternehmen Tipteh hat für die vollautomatisierte Prüfung von Leergut eine Prüfanlage mit Laser-Linien-Triangulatoren entwickelt, die bereits zur Eingangskontrolle der Kästen eingesetzt wird.

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Mit bis zu 2000 Messwerten pro Sekunde eignet sich der Sensor sowohl für statische als auch für dynamische Prozesse. Die Herausforderungen liegen bei dieser Messaufgabe vor allem in den unterschiedlichen Re­flexions-eigenschaften der Flaschen, die aufgrund der unterschiedlichen Glasfarben variieren. 

Herausforderung Farbe und Bewegung

Gegenüber einer Lösung mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen prüfen die Laserscanner nicht nur die Anwesenheit, sondern auch die Höhe der Flaschen.

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Es handelt sich vor allem um Grün- und Brauntöne. Erschwerend kommt hinzu, dass sich am Wareneingang Flaschen mit oder ohne Deckel im Kasten befinden. Dies erkennt der Scanner mittels hinterlegter Algorithmen. Erschütterungen durch den Transport auf dem durchlaufenden Förderband führen zudem dazu, dass die Flaschen ständigen Vibrationen ausgesetzt sind. Die Laserscanner zeigen sich dank dem speziellen Messprinzip gegen diese Herausforderungen unempfindlich: Sie greifen auf das Triangulationsprinzip zur zweidimensionalen Profilerfassung zurück. Das heißt, der Scanner sendet einen Laserstrahl aus, der zu einer Laserlinie aufgeweitet wird. Diese trifft auf das Messobjekt. Das Laserlicht wird von der Oberfläche des Mess­objekts reflektiert und auf einer hoch­empfindlichen Empfangsmatrix im Sensor abgebildet.

Christian Kämmerer ist Leiter Vertrieb 2D/3D Optische Messtechnik bei Micro-Epsilon Messtechnik in Ortenburg.

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Aus diesem Matrixbild berechnet der Controller neben den Abstands-informationen (z-Achse) die Position entlang der Laserlinie (x-Achse). Diese Messwerte werden anschließend in einem ­sensorfesten, zweidimensionalen Koordinatensystem ausgegeben. Bei bewegten Objekten oder bei Traversierung des Sensors lassen sich somit auch 3D-Messwerte ermitteln.

Die Laserscanner können in hohem Abstand zum Messobjekt platziert werden und nehmen über die Laserlinie 1280 Messpunkte pro Profil auf. Ausgewertet werden die Messwerte direkt in der Produktionslinie. Über eine GigE-Vision-Anbindung werden die Rohdaten in eine Bildverar­beitungssoftware eingebunden und bewertet. Zudem lassen sich die Daten für ­nachfolgende Statistiken, Auswertungen oder zur Prozessoptimierungen protokollieren.