Herstellende Industrie: Anwendungsbeispiele
Die Anwendungen der Vision-Technologien der AUGUSTA sind vielfältig. Die nachfolgenden Case-Studies präsentieren Ihnen einige unserer Möglichkeiten im Bereich der Herstellenden Industrie.








































































Prozessindustrie – Qualitätsüberprüfung in der Pharmaindustrie

Heilmittel mit großer Wirkung

Gesundheit ist des Menschen höchstes Gut. So ist es nicht verwunderlich, dass ausgerechnet die pharmazeutische Industrie ein wichtiger Abnehmer von automatisierten Prüfanlagen ist.

Kaum eine Branche unterliegt so strengen Qualitätskriterien wie die Pharmaindustrie – sowohl aufgrund von gesetzlichen Vorlagen als auch im eigenen Interesse, weil die Folgen eines Fehlers dramatisch sein können. Denn wenn es um die Gesundheit von erkrankten Menschen geht, darf einfach kein Risiko eingegangen werden. Die Folge: In vielen Fällen muss die Produktion zu 100% genau inspiziert werden, um sicherzustellen, dass keine fehlerhaften Präparate an die Patienten geraten. Hier setzt man auf die industrielle Bildverarbeitung.

Dank der optischen Kontrollsysteme minimieren Pharmakonzerne die Fehlerrisiken und garantieren die Rückverfolgbarkeit jeder einzelnen Packung. Ob sie Medikamentenkapseln, die vollständige Befüllung von Tablettenblistern oder die korrekte Verpackung von Medikamenten kontrollieren – die Prüfsysteme beruhen auf einer optischen Erfassung des Produkts mit Hilfe von leistungsstarken Digitalkameras.

Die AUGUSTA-Tochter Allied Vision Technologies (AVT) arbeitet hierbei sowohl mit Anbietern von Qualitätslösungen als auch direkt mit Pharmaunternehmen zusammen.

Qualitätsprüfung mit Laetus

Laetus, ein führender Anbieter von Qualitätsprüfungslösungen für die Pharmaindustrie, setzt seit Jahren auf Industriekameras mit FireWire-Schnittstelle und arbeitet eng mit der Allied Vision Technologies zusammen. Die komplexen Anforderungen von mehreren unterschiedlichen Systemen, für die bisher mit gutem Grund unterschiedliche Kameras eingesetzt wurden, konnte eine Standardkamera allein nicht erfüllen. Es musste eine Sonderentwicklung her, ganz auf die Bedürfnisse des spezifischen Laetus Kameramoduls zugeschnitten. Die Anforderungen: Alles in einem, eine für alle.

Die Stingray von Allied Vision Technologies war prädestiniert für dieses Projekt. Mit ihrer modularen Bauweise, ihrer Board-Level-Version sowie der doppelten FireWire-Schnittstelle war sie die ideale Grundlage zur Entwicklung der kundenspezifischen iCAM. Das schnelle FireWire-Interface ermöglicht eine zuverlässige Bilddatenübertragung bei 800 Mbit/s und eine verzögerungsfreie Bildaufnahme bei optimaler Bildqualität.

Hundertprozentige Prüfung bei Boehringer Ingelheim

Auch der Pharmakonzern Boehringer Ingelheim nutzt für seine hundertprozentige Prüfung von Medikamentenkapseln die Digitalkameras der Allied Vision Technologies. Am Stammsitz Ingelheim produziert das Unternehmen u.a. hochwirksame Inhalativa gegen Erkrankungen der Atemwege. Der Wirkstoff wird in pharmazeutische Hartgelatinekapseln in Form eines mikronisierten Pulvers abgefüllt. Diese Kapseln werden von dem Patienten in speziellen Inhalationsgeräten eingesetzt.

Jede Kapsel enthält nur 5,5 mg Pulver, das mit Hilfe von Füllmaschinen in die Kapseln abgefüllt wird. Die präzise und dennoch schnelle Dosierung einer so kleinen Pulvermenge ist eine Meisterleistung der Boehringer-Ingenieure. Trotzdem bleibt wie bei jedem industriellen Prozess ein Restrisiko, dass die Füllmenge vereinzelter Kapseln von dem Sollwert abweicht. Für Boehringer war ein solches Risiko inakzeptabel. Um es auszuschalten, bedurfte es eines hundertprozentigen Prüfsystems, das aber kein Hersteller von Kapselfüllmaschinen anbot. So entschied sich das Unternehmen eine optische Prüfanlage in Eigenregie zu entwickeln und umzusetzen.

Das System wurde im Fertigungsablauf nach dem Befüllen und vor dem Verschließen der Kapsel positioniert. Nach dem Befüllen wird der Inhalt jeder einzelnen noch offenen Kapsel von oben abgebildet. Bei der Kamera handelt es sich um eine FireWire-Kamera von Allied Vision Technologies. Über ihre FireWire-Schnittstelle überträgt die AVT-Kamera die Bilddaten an einen Industrie-PC. Nachdem die Kapsel im Bild lokalisiert wurde, prüft die Bildverarbeitungssoftware, ob sie überhaupt Pulver enthält. Wenn ja, dann analysiert sie die Silhouette des Pulverzylinders, um daraus das Volumen und die Wirkstoffmenge abzuleiten. Wird eine Kapsel als fehlerhaft erkannt, wird sie von einer über SPS gesteuerte Ausblasdüse aussortiert.

Wichtigste Herausforderung für die Prüfanlage ist die Geschwindigkeit. Bei einem Durchsatz von 80.000 Kapseln pro Stunde werden umgerechnet pro Sekunde 22 Kapseln erfasst.

Qualitätsprüfung in der Automobilindustrie

Akkurate Gummi- und Reifeninspektion

Die Herstellung von industriellem Gummi und die Weiterverarbeitung zu Reifen für die Fahrzeugindustrie erstrecken sich über einen langen, kontinuierlichen Produktionsprozess. Um die hohen Anforderungen an Verarbeitungsqualität und kosteneffizienter Produktion sicher zu stellen, werden in Gummi- und Reifenfabriken 3D-Sensoren der AUGUSTA Tochter LMI Technologies für Inspektionsanwendungen eingesetzt.

Die EyeCon 1000-Sensoren der LMI Technologies sind für Anwendungen der In-Process-Kontrolle im Bereich der Reifenmaterialvorbereitung entwickelt worden. Diese Sensoren messen die Dicke, das Profil und die Position von Spritzteilen und ermöglichen so die schnelle Erkennung von Abweichungen bei der Verarbeitung. Der EyeCon 1000 ist ein optischer 3D-Sensor mit einem großen Sichtfeld und hoher Auflösung, der für die Unterstützung einer beliebigen Anzahl von Punkten auf ein gemeinsames Koordinatensystem kalibriert werden kann und jede beliebige Spritzform vermisst.

Die EyeCon 2000-Sensoren ergänzen die Inspektionsprozesse und wurden für die Vermessung von Distanzen, der Oberflächentopographie und von Profilen für die 3D-Modellierung in Reifengeometrieanwendungen bei der Inspektion von Fertigreifen entwickelt. Eine Auswahl von Modellen für die Reifenflanken, wie auch für die Laufflächeninspektion ist in mehreren Konfigurationen verfügbar, um problemlos in Inspektionsstationen eingebaut werden zu können. Typische Anwendungen sind zum Beispiel die Berechnung des Schlags und die Erkennung von winzigen Ausbeulungen und Vertiefungen an jeder Stelle auf der Reifenflanke. Dabei werden die Oberflächendaten lückenlos erfasst und stehen für die Produktionsdokumentation und –statistik zur Verfügung. Kleinste Qualitätsfehler werden selbst neben Oberflächenstufen wie zum Beispiel erhabenen Schriftzügen und Strichcodes identifiziert.

Die Sparte Gummi und Reifen der LMI arbeitet eng mit Systemintegratoren und Originallieferanten von Ausrüstungsmaschinen sowie Reifenherstellern zusammen, um die effektivsten Lösungen für ihre speziellen 3D-Sensoranforderungen liefern zu können und das Produktspektrum laufend auf die wachsenden Anforderungen dieses Marktes zu verbessern.

Oberflächeninspektion für bessere Straßen

Die Verkehrsbranche verwendet 3D-Sensoren in einer Vielzahl von Anwendungen, wie zum Beispiel für die Inspektion des Straßenbelags von Autobahnen oder für Startbahnen auf Flughäfen. Wesentlich ist hier die Vermessung des Oberflächenprofils zur Bestimmung des Fahrkomforts und der Struktur, die die Reibung und Lärmerzeugung beeinflusst.

Anwendungen im Verkehrswesen stellen extrem hohe Anforderungen an 3D-Sensoren. Eine robuste Funktion der Sensoren ist unabdingbar, da sie in nicht kontrollierten Außenumgebungen betrieben werden, wo sie dem Sonnenlicht, starken Temperaturschwankungen, Stößen und Vibrationen ausgesetzt sind.

Die LMI ist seit 1979 einer der weltweit führenden Anbieter von 3D-Sensoren für die Verkehrsbranche. Ihre RoLine-Sensoren sind die neueste Generation von laserlinienbasierten 3D-Sensoren.
Während des Straßenbaus beispielsweise wird durch die Messung mit RoLine-Sensoren von LMI die Glattheit des Straßenbelags für den Fahrkomfort bestimmt. Wenn der Straßenbelag die vorgegebenen Spezifikationen nicht einhält, wird ermittelt, ob Reparaturen, wie zum Beispiel das Schleifen von nicht spezifikationsgemäßen Abschnitten, erforderlich sind.

Um die Straßen möglichst in einem guten Zustand zu erhalten, wird mit Hilfe von 3D-Sensoren regelmäßig die Abnutzung in Form von Profilverschlechterung, Rauheit, Risse oder Spurrillen überwacht, um kurzfristige Instandhaltungs- und Reparaturprioritäten zu bestimmen und umzusetzen. Das Ergebnis sind eine verbesserte Instandhaltung, bessere Straßen, weniger Unfälle und geringere Kosten für die Autofahrer.

Qualitätsprüfung in der Metallindustrie

Metalle: in Gießereien geformte Erfahrung

Metallherstellung ist normalerweise eine raue Branche, speziell in Gießereien, wo die raue Umgebung von Hitze und in der Luft schwebenden Schmutzpartikeln jede Art von Messung zu einer Herausforderung werden lassen. Nach dem Gießen müssen die Metalle auch beim nachfolgenden Walzen, Verformen und anderen Arten der Bearbeitung inspiziert werden.

Wie bei jeder Verarbeitung gibt es auch in der Schwerindustrie Möglichkeiten, die Produktionsgeschwindigkeit zu steigern, Ablaufprozesse zu steuern und die Ergebnisse der Verformungsvorgänge nach Dicke, Breite und/oder Durchmesser zu vermessen. Man stelle sich einen kleinen Defekt in einem Aluminiumblock vor, der mehrere Meter dick ist und zu Aluminiumblech für Dosen gewalzt wird, so dass der kleine Defekt zu einem riesigen Loch oder einer anderen Unregelmäßigkeit vergrößert wird.

LMI Technologies liefert seit vielen Jahren Messsysteme an die Metallindustrie. Die einzigartige Produktlinie misst den Füllstand von Gießformen bei rotglühendem Gießmaterial und geschmolzenem Aluminium. Die Sensoren können also die Oberfläche erkennen und berührungslos Füllstände messen, auch wenn das Material geschmolzen ist. Dabei optimieren die 3D-Sensoren den Materialfluss und stellen sicher, dass nicht zu viel oder zu wenig Metall in der Gießform ist. Zu wenig, und der Guss muss aussortiert werden. Zu viel, und Material läuft über und geht verloren, wobei auch der Guss verloren gehen kann. Ebenfalls helfen LMI-Sensoren Unfälle und Maschinenausfälle zu vermeiden.

Qualitätsprüfung in der Holzindustrie

3D-Vermessung für Holzanwendungen

Die chroma+scan-Sensoren von LMI bieten Hochgeschwindigkeits- und High-Density-3D-Sensoren für die Vermessung von Baumstämmen und Brettern. Diese Spitzensensoren sind dafür konzipiert, hochpräzise und zuverlässige Daten für die Holzverarbeitung zu erzeugen. Fräsbetriebe wissen den Nutzen zu schätzen, der mit der Technologie der integrierten Sensoren verbunden ist, denn die LMI Sensoren sind in der Lage, große Mengen von Profildaten zu erfassen, um ein umfassendes Modell des Stamms zu erzeugen und damit bessere Schneidentscheidungen zu erhalten. Letztendlich ermöglichen die 3D-Sensoren einen optimalen Zuschnitt bei der Holzverarbeitung.
 
Nachdem Baumstämme in Nutzholz umgewandelt wurden, müssen sie einen Trocknungsprozess durchlaufen, um überschüssige Feuchtigkeit aus jedem Brett zu eliminieren. Der Trocknungsprozess besteht darin, Holz mit Abstandhaltern so zu stapeln, sodass Luft hindurchströmen kann, und diese Stapel in große Gebäude mit kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit einzubringen. Der Trocknungsprozess kann mehrere Tage dauern, wobei das Holz leicht schrumpft. Deshalb wird Holz im Sägewerk mit etwas Übergröße produziert, um diese Schrumpfung und die Endbearbeitung im Hobelwerk zu erlauben. Das getrocknete Holz wird Stück für Stück der Länge nach mit einem Hobel bearbeitet, der alle vier Seiten bis zu den endgültigen Abmessungen des Produkts glättet. Das Endprodukt kann schließlich nach Güteklassen unterschieden in das Holzlager geliefert werden. Alle Herstellungsschritte in der Holzverarbeitung werden durch die chroma+scan-Sensoren von LMI überwacht, um ein Höchstmaß an Ertrag und Qualität zu produzieren.

Beispielsweise wird jedes Stück, das das Hobeln durchlaufen hat, manuell von einem Holzprüfer inspiziert, der eine Sichtprüfung des Holzes zur Bestimmung der Güteklasse vornimmt. Zur Bestimmung der Holzqualität gehört die Identifikation von Defekten in Bezug auf die Endnutzung des Holzes, wie zum Beispiel als Baumaterial. In manchen Fällen wird der Holzinspektor möglicherweise ein Stück kennzeichnen, damit es gekürzt wird, um den Defekt zu beseitigen, wodurch der Wert des Holzstücks steigt. Nach diesem Vorgang wird das Holz zur Vorbereitung des Verkaufs auf dem Markt nach Güteklassen sortiert. Alle Mess-, Inspektions- und Sortiervorgänge in einem modernen Sägewerk sind heute automatisiert und werden durch LMI-3D-Sensoren ermöglicht.