In den letzten drei Beiträgen ging es um die Auswahl der wichtigsten Bauteile eines Bildverarbeitungssystems für den Linienscan flacher Oberflächen: Kamera, Objektiv und Linienlaser. Jetzt ist es Zeit, sie zu einem funktionierenden Ganzen zusammenzusetzen, also einen Stand zu bauen, an dem sich diese Teile wirklich testen lassen.
Der Linienscan verlangt, dass das geprüfte Produkt unter den Messkomponenten hindurchfährt, am besten mit gleichbleibender Geschwindigkeit und ohne Halt. Es gibt auch Lösungen, die einen Halt mitten im Scan erlauben, das ist aber ein eigenes Thema. Der Teststand muss also eine Produktionslinie nachbilden. In der Praxis heißt das zwei Dinge: ein Fahrsystem und eine Tragkonstruktion für die Messkomponenten.
Fahrsystem, die Nachbildung der Produktionslinie
Als Erstes braucht es das Fahrsystem, das die Produktionslinie nachbildet. Darauf legen wir ein Brett und auf das Brett die Produkte. In unserem Fall sind das Pflastersteine, die wir für die Forschung von Herstellern aus der Region bekommen haben.
Bei uns an Bord ist Michał, zuständig für Automatisierung und Konstruktion. Die Skizze des Systems war in wenigen Minuten fertig, und die Richtung war sofort klar.
Bild 1: Skizze des Fahrsystems
Das Prinzip ist einfach. Der Grundrahmen besteht aus Aluminiumprofilen 20 x 20. An einem Ende sitzt ein Schrittmotor, am anderen ein Spanner für einen GT2 Riemen. Auf den Profilen liegen Rollen, und darauf sind weitere Profile befestigt, die das Brett tragen. Diese Profile auf den Rollen sind mit dem GT2 Riemen verbunden, der Motor setzt das Brett über den Riemen also in Bewegung. Das fertige Fahrsystem sehen Sie auf Bild 2.
Bild 2: Fertiges Fahrsystem
Tragkonstruktion für Kamera und Linienlaser
Mit dem Fahrsystem brauchen wir eine Konstruktion, an der die zuvor ausgewählten Bauteile hängen, also Kamera mit Objektiv und Linienlaser. Auch hier hat Michał übernommen. Unter Berücksichtigung aller Größen, also Öffnungswinkel der Laseroptik, Bildfeld des Objektivs, Breite des Bretts und mögliche Höhen der Produkte, hat er eine CAD Konstruktion erstellt und sie an einen bewährten Lieferanten für Profile geschickt.
Bild 3: CAD Konstruktion des Teststands
Fertiger Teststand und Steuerung
Nach der Lieferung der Profile haben wir alles zusammengebaut. Wir haben die Konstruktion mit den Messkomponenten, darunter das Fahrsystem und daneben die Steuerung für Geschwindigkeit, Fahrweg, Beschleunigung und Verzögerung. Die letzten beiden Werte sind wichtig, denn das Brett trägt einiges an Gewicht, und bei Pflastersteinen muss man das einplanen.
Bild 4: Fertiges Labor mit Konstruktion, Messkomponenten, Fahrsystem und Steuerung
Warum ein eigener Teststand?
So ein Stand ist sehr viel wert. Vor allem erlaubt er uns, Algorithmen vor dem Einsatz in der Produktion vorzubereiten und zu testen, in jeder Anordnung, mit beliebiger Verteilung der Produkte und ohne den Druck einer laufenden Kundenlinie.
Eines ersetzt er allerdings nicht: die Pilotanlage bei einem möglichen Kunden. Im nächsten Beitrag zeige ich, warum so ein Pilotprojekt den Unterschied macht und was sich in einem Labor nicht erkennen lässt, egal wie gut es ausgestattet ist.