Holz, Papier und Naturmaterialien

Beleuchtung für Maschinelles Sehen bei Holz, Papier und Naturmaterialien

• Natürliche Abweichungen in Farbe, Maserung und Struktur bei jedem einzelnen Stück.
• Die Beleuchtung muss echte Mängel von natürlichen Schwankungen unterscheiden.
• Aufgaben von der Profilinspektion und Kantenprüfung bis hin zur kontinuierlichen Bahnüberwachung.
• Die Auswahl der Techniken für die Hintergrundbeleuchtung und die Linienbeleuchtung richtet sich nach der Form des Werkstücks und der Geschwindigkeit.
• Jeder Anwendungshinweis enthält einen Link zu den entsprechenden RODER-Produkt- und Technologieseiten.

Naturmaterialien weisen von Natur aus Schwankungen auf. Holz, Papier, Karton und Textilien unterscheiden sich von Stück zu Stück in Farbe, Maserung und Textur. Darüber hinaus werden diese Schwankungen von einem Visionssystem oft als Fehler interpretiert. Daher muss die Beleuchtung echte Fehler von harmlosen natürlichen Mustern unterscheiden. Dieser Branchen-Hub stellt die Prüfaufgaben für Holz, Papier und Naturmaterialien vor. Zudem verknüpft er jeden Anwendungshinweis mit der empfohlenen Technik und den passenden RODER Vision-Produkten.

Warum natürliche Materialien eine Herausforderung darstellen

Die Variabilität stellt die erste Herausforderung dar. Maserung, Astlöcher und Farbunterschiede sind bei Holz normal, wirken jedoch wie Mängel. Folglich sortiert ein naives System einwandfreie Teile aus und verursacht Fehlausschleusungen. Daher muss die Beleuchtung tatsächliche Fehler hervorheben und gleichzeitig die natürliche Struktur glätten.

Die Geschwindigkeit stellt die zweite Herausforderung dar. Papier, Folie und Karton werden als Endlosbahnen mit hoher Lineargeschwindigkeit transportiert. Da das Material nie zum Stillstand kommt, sind Zeilenkameras und darauf abgestimmte Zeilenleuchten die Standardausrüstung. Daher ist eine gleichmäßige, intensive Ausleuchtung über die gesamte Breite unerlässlich.

Die Größe stellt die dritte Herausforderung dar. Platten, Bretter und Bahnen sind breit, sodass das Sichtfeld groß ist. Die Helligkeit muss jedoch von Rand zu Rand gleichmäßig bleiben. Aus diesem Grund werden die Beleuchtungseinheiten so dimensioniert und angeordnet, dass sie die gesamte Arbeitsbreite abdecken.

Die wichtigsten Inspektionsaufgaben

Dieser Bereich umfasst mehrere wiederkehrende Aufgaben. Zunächst werden im Rahmen der Profilinspektion und Kantenprüfung die Formen von Türen, Fenstern, Rahmen und Leisten gemessen. Anschließend werden bei der Oberflächenprüfung Astlöcher, Risse, Flecken und Bearbeitungsspuren gesucht. Darüber hinaus werden bei der Maßkontrolle Länge, Breite und Rechtwinkligkeit der zugeschnittenen Teile überprüft.

Ebenso wichtig ist die Kontrolle der Endlosbahn. Hier erkennen Zeilenscansysteme Löcher, Streifen, Flecken und Beschichtungsfehler auf Papier, Folie und Film. Darüber hinaus gewährleisten Druck- und Registerkontrollen einen korrekten, passgenauen Druck auf der laufenden Bahn. Schließlich sorgt die Kanten- und Breitenüberwachung dafür, dass das Material innerhalb der Toleranzgrenzen bleibt.

Die Einstufung und Sortierung stellen eine zusätzliche Aufgabe dar. So wird beispielsweise Holz nach Maserung, Farbe und sichtbaren Mängeln klassifiziert. Da diese Merkmale naturgemäß variieren, ist eine gleichmäßige Beleuchtung die Grundlage für eine faire und wiederholbare Einstufung. Daher ist die Beleuchtung sowohl für die Fehlererkennung als auch für die Qualitätsklassifizierung von entscheidender Bedeutung.

Empfohlene Beleuchtungstechniken

Jede Aufgabe ist einer bestimmten Geometrie zugeordnet. Bei der Profil- und Kantenmessung sorgt eine Hintergrundbeleuchtung für eine scharfe Silhouette, bei der die Oberflächenstruktur unberücksichtigt bleibt. Bei endlosen Bahnen versorgen Linienleuchten die Zeilenkamera mit gleichmäßigem, intensivem Licht. Um das Oberflächenrelief hervorzuheben, hebt die Dunkelfeldbeleuchtung Kratzer und Prägungen hervor.

Die Wellenlänge trägt zur Unterscheidung von Merkmalen bei. So kann beispielsweise Infrarotlicht die sichtbare Kornstruktur abschwächen und strukturelle Fehler hervorheben. Im Gegensatz dazu bewahrt weißes Licht die natürlichen Farben für die Sortierung und die Druckkontrolle. Daher wird das Spektrum entsprechend dem Material und dem Prüfziel ausgewählt.

Die Synchronisation sorgt für ein einheitliches Bild auf Hochgeschwindigkeitsanlagen. Da sich die Bahnen kontinuierlich bewegen, muss das Linienlicht vollkommen gleichmäßig und hell bleiben. Zudem sorgt ein stabiler Treiber dafür, dass die Intensität über die gesamte Rolle hinweg konstant bleibt. Dadurch werden auch schwache, kontrastarme Fehler zuverlässig erkannt und nicht übersehen.

Empfohlene VISIOTRONIX-Beleuchtungen

Vier Beleuchtungsserien decken die meisten Prüfaufgaben an Holz, Papier und Naturmaterialien ab. Die folgende Tabelle verweist auf die jeweilige Produktseite und nennt die Aufgabe, die die Serie in der Linie übernimmt.

	Serie	Beleuchtungsfamilie	Typischer Einsatz
	BL3-Serie	LED-Durchlichtbeleuchtungen	Durchlicht für die Profil- und Kantenprüfung an Platten und Profilleisten
	DL5-Serie	LED-Flächenbeleuchtungen	Hochintensives Direktlicht für die Prüfung von Endlosbahnen und Zeilenkameras
	DL6-Serie	LED-Flächenbeleuchtungen	Gleichmäßiges Direktlicht über große Flächen zur Erkennung von Maserung, Ästen und Fehlern
	FD2-Serie	LED-Flat-Dome-Beleuchtungen	Diffuses Licht, das Textur und Maserung abmildert und so Druck- und Beschichtungsfehler sichtbar macht

Bei den meisten Anwendungen mit natürlichen Materialien kommt eine ausgewählte Gruppe von Beleuchtungssystemen zum Einsatz. Für Profil- und Kantensilhouetten wählen Sie LED-Hintergrundbeleuchtungen. Für Endlosbahnen und Zeilenscansysteme verwenden Sie LED-Leistenbeleuchtungen, die als Linienleuchten konfiguriert sind. Bei breiten Platten sollten Sie LED-Flächenbeleuchtungen in Betracht ziehen.

Werden sehr große oder kundenspezifische Breiten benötigt, liefert VISIOTRONIX kundenspezifische LED-Beleuchtungen auf Anfrage. Über die Katalogoptionen hinaus bietet das Unternehmen auch technische Unterstützung für OEM- und Sondergeometrien. In der Praxis trennt die richtige Kombination aus Durchlicht, Linienlicht und Wellenlänge echte Fehler von natürlicher Schwankung. Gehen Sie daher von der Applikationsschrift aus, die zu Ihrer Aufgabe passt, und folgen Sie anschließend den Links zu den Technologie- und Produktseiten.

Durchsatz, Gleichmäßigkeit und Zuverlässigkeit

Der Durchsatz ist ausschlaggebend für die Wirtschaftlichkeit dieser Fertigungslinien. Folglich muss die Qualitätsprüfung Schritt halten, ohne die Produktion zu verlangsamen. Eine gleichmäßige, hochintensive Beleuchtung ermöglicht kurze Belichtungszeiten, was wiederum hohe Geschwindigkeiten ermöglicht. Daher trägt die Beleuchtungseinheit unmittelbar zur Produktivität der Fertigungslinie bei.

Zuverlässigkeit sichert Ertrag und Qualität. Ein übersehener Knoten oder ein Streifen kann eine ganze Charge herabstufen. Aus diesem Grund sorgt eine stabile, wiederholbare Beleuchtung dafür, dass die Sortier- und Fehlergrenzwerte konstant bleiben. In der Praxis bestätigt ein kurzer Test an repräsentativen Proben die Eignung des Verfahrens vor dessen Einsatz.

Anwendungshinweise zu Holz, Papier und Naturmaterialien

Die folgenden Anwendungshinweise beschreiben konkrete Prüfungen an natürlichen Materialien. In jedem Fall erläutert der Hinweis die Problemstellung, die empfohlene Beleuchtung sowie die entsprechenden RODER-Produkte.

Profilinspektion und Kantenprüfung bei Holz

Durch die Hintergrundbeleuchtung werden kontrastreiche Profile von Türen, Fenstern und Rahmen sichtbar. Daher lassen sich Kanten trotz der natürlichen Maserung präzise vermessen.

Linienbeleuchtungen für die Bahninspektion

LED-Linienleuchten sind auf Zeilenkameras abgestimmt, die auf durchlaufenden Folien-, Papier- und Folienbahnen eingesetzt werden. Dadurch werden Fehler bei voller Bahnlaufgeschwindigkeit erkannt.

Häufig gestellte Fragen

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