Industrielle Automation 3/2016

Präzise Farberkennung!

Präzise Farberkennung! Industrietaugliches Sensorsystem zur Erkennung von Farbeigenschaften Ansgar Wego, Gundolf Geske Die Erkennung von Farbeigenschaften ist in vielen industriellen Prozessen eine wichtige Aufgabenstellung. Jedoch sind hierbei häufig unstete Messbedingungen vorzufinden. Um dennoch exakte Mess ergebnisse zu gewährleisten, sind für die optische Sensorik Maßnahmen zur Kompensation von zum Beispiel abstandsbedingten Signaländerungen erforderlich. Wir stellen Ihnen ein Sensorsystem vor, das eine präzise Farberkennung unter industriellen Bedingungen ermöglicht. Farbliche Eigenschaften von Produkten sind auf der einen Seite von direktem Interesse, wenn es beispielsweise um die Qualität geht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die spezielle Farbe des Produktes ein Wiedererkennungsmerkmal darstellt (z. B. „Milka-Lila“). Auf der anderen Seite werden die farblichen Eigenschaften der Produkte auch zur Steuerung von Prozessabläufen oder als Überwachungsmöglichkeit verwendet. Bei diesen Anwendungen ist das Interesse an der eigentlichen Objektfarbe eher indirekt. Beispiele sind die Farbmarkenerkennung, die Beschichtungsprüfung oder die Anwesenheitskontrolle. Einsatzbedingungen im Umfeld der Fabrikautomation Im Einsatzumfeld der Fabrikautomation befinden sich die Sensorsysteme häufig in direkter Produktionsnähe an den entsprechenden Maschinen. Daraus ergeben sich hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit, weil mit stark wechselnden Temperaturund Umgebungslichteinflüssen zu rechnen ist. Eine Wartung oder häufige Nachjustierung der Geräte ist auf Grund der Einbausituation aber kaum Möglich und wird in den meisten Fällen von den Anwendern auch nicht akzeptiert. Daher müssen Farbsensorsysteme über lange Zeit ohne Eingriff farbstabile Erkennungen gewährleisten. Besondere Schwierigkeiten bereitet die für eine präzise Farberkennung vorausgesetzte Abstandskonstanz (vgl. DIN 5033). Die zu erkennenden Objekte können in vielen praktischen Anwendungsfällen nicht in konstantem Abstand zum Sensorsystem in Position gebracht werden. Oft scheitert ein konstanter Abstand schon an der Höhenvariation der Objekte. Daher sind Maßnahmen zur Kompensation dieser abstandsbedingten Signalschwankungen dringend notwendig. Prof. Dr.-Ing. Ansgar Wego, Hochschule Wismar, Wismar sowie Dr.-Ing. Gundolf Geske, Manager Color Sensors, Astech GmbH, Rostock 82 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2016

Kompensation von Drifterscheinungen und Fremdlicht Drifterscheinungen, die mit schwankenden Temperaturen und der Alterung der Lichtquelle einhergehen, müssen durch das Farbsensorsystem zuverlässig kompensiert werden, um einen wartungs- und eingriffsfreien langzeitstabilen Betrieb zu ermöglichen. Für die Langzeitstabilisierung der Messwerte wird im hier beschriebenen Farbsensorsystem eine Kompensationsmethode verwendet, die auf einem weiteren Messkanal und einer Korrektur rechnung basiert. Eine zusätzliche Dreibereichsfotodiode, die als Monitor die Lichtquelle überwacht (Bild 01), liefert ent sprechende Farbsignale. Damit werden Aussagen über den aktuellen Zustand der Lichtquelle möglich. Abweichungen gegenüber im Sensor hinterlegten Referenzwerten werden zur Berechnung von Korrekturfaktoren herangezogen. Auf diese Weise werden sowohl Alterungsals auch Temperaturdrift erscheinungen kompensiert. Die Methode arbeitet effizient. Farbabweichungen sind mit wirksamer 01 Funktionsblockbild des Farbsensorsystems MEHRWERT SOWEIT DAS AUGE REICHT. Das Standardwerk der Bildverarbeitung jetzt aktualisiert auf über 450 Seiten. Technische Grundlagen, Expertenwissen und neueste Technologien auf einen Blick Umfassende Produktinformationen für jede Bildverarbeitungsaufgabe AUTOM ATICA 21. – 24. Juni 2016 Messe München Halle B5.502 Jetzt kostenfrei anfordern oder direkt downloaden! www.stemmer-imaging.de/handbuch