bg Test 12

Bildverarbeitungstechnologien

Bildverarbeitung1
Industrielle Bildverarbeitungssysteme für Inspektion, Identifizierung und Automatisierung

👁️

Bildverarbeitungssysteme und industrielle Integration

GPLG entwickelt und integriert Bildverarbeitungssysteme, mit denen Industrieanlagen visuelle Informationen in Echtzeit erfassen, analysieren und entsprechend darauf reagieren können.

Kernanwendungen von Vision
🔍
Produktprüfung
Automatisierte Oberflächen-, Fehler- und Montageprüfung zur Gewährleistung einer fehlerfreien Produktion.
📐
Messtechnik und Metrologie
Hochpräzise Maßkontrollen und geometrische Toleranzen direkt in der Fertigungslinie.
🏷️
Objektidentifizierung
Lesen von 1D-/2D-Codes, OCR-Textextraktion und automatische Teileklassifizierung.
🤖
Roboterführung
2D-/3D-Raumkoordinaten zur Steuerung von Bestückungs- und flexiblen Montagerobotern.

Integrierter Lösungs-Stack
📷 Kameras
🔍 Optik
💡 Beleuchtung
🧠 Bildverarbeitung
⚡ Industrieautomation

MACHINE VISION ENGINEERING

OPTISCHE INTELLIGENZ Industriesystemen die Fähigkeit zum Sehen verleihen

Die industrielle Bildverarbeitung wandelt von Industriekameras aufgenommene Bilder in Informationen um, die von Maschinen, Software und Automatisierungssystemen genutzt werden können. Ein komplettes Bildverarbeitungssystem ist weit mehr als nur eine Kamera.

Die Leistungsfähigkeit der Anwendung hängt von der richtigen Kombination aus optischen Elementen, Hardware-Erfassung und automatisierter Entscheidungsfindung ab.

VISION-PIPELINE-ARCHITEKTUR
Kamera
Objektiv
Beleuchtung
Bildaufnahme
Verarbeitung
Entscheidung
Automatisierung
SYSTEMINTEGRATION Maßgeschneiderte Optikentwicklung

GPLG entwickelt das gesamte System unter Berücksichtigung der Produkteigenschaften, der Produktionsumgebung und der Prüfanforderungen. Jede Variable wird einbezogen, um absolute Wiederholbarkeit zu gewährleisten.

EINSATZMODELL
Standard-Einzelkameras
Vollständig integriertes Bildverarbeitungs- und Steuerungsökosystem
GPLG-STANDARD
Ein zuverlässiges Bildverarbeitungssystem beginnt mit der richtigen Technik – nicht nur mit einer hochauflösenden Kamera.
WAS IST MASCHINELLES SEHEN?
🔄

Vom Bild zur betrieblichen Entscheidung

Ein Bildverarbeitungssystem erfasst visuelle Informationen, verarbeitet das Bild und liefert ein Echtzeitergebnis, das von der gesamten Infrastruktur der industriellen Automatisierung genutzt wird.

Pipeline der technischen Architektur
🏭 Prozess
📦 Produkt
📷 Kamera
🖼️ Erwerb
⚙️ Verarbeitung
🧠 Analyse
ENTSCHEIDUNG
✓ BESTANDEN / OK ✗ DURCHGEFALLEN / NOK
🤖 Automatisierung
Anwendungsergebnisse und -erträge
📐 Messung
🏷️ Identifizierung
🗂️ Klassifizierung
📍 Position
Qualitätsergebnis
🎯 Entscheidung über „Bestanden“ oder „Nicht bestanden“
🤖 Roboterkoordinaten
KOMPONENTEN FÜR DIE BILDVERARBEITUNG
🛠️

Entwicklung des kompletten Bildverarbeitungssystems

📷
Industriekameras
Auswahl geeigneter Kameras anhand von Auflösung, Geschwindigkeit, Sensoreigenschaften und Anwendungsanforderungen.
🔍
Optik & Linsen
Die Wahl des Objektivs bestimmt, wie die Kamera das Objekt sieht. Ein korrektes Sichtfeld, der richtige Arbeitsabstand und die richtigen optischen Eigenschaften sind für eine zuverlässige Prüfung unerlässlich.
💡
Industriebeleuchtung
Die Beleuchtung ist einer der wichtigsten Bestandteile eines Bildverarbeitungssystems. Wir wählen die Beleuchtung entsprechend der Geometrie, dem Material, der Oberfläche und den Prüfzielen aus.
🖼️
Bildaufnahme
Wir gestalten den Erfassungsprozess so, dass konsistente, qualitativ hochwertige Bilder zuverlässig bei der erforderlichen Produktionsgeschwindigkeit erfasst werden.
⚙️
Bildverarbeitung
Die Bilder werden mithilfe von Algorithmen verarbeitet und analysiert, um genau die Informationen zu extrahieren, die für die industrielle Anwendung benötigt werden.
Industrielle Integration
Die Ergebnisse der Bildverarbeitung werden bei Bedarf nahtlos in SPSen, Roboter, Maschinen oder übergeordnete industrielle Software integriert.
KAMERATEKNOLOGIE
📷

Die richtige Industriekamera auswählen

Es gibt keine Kamera, die für jeden Einsatzzweck ideal ist. GPLG bewertet die spezifischen Anforderungen jedes einzelnen Einsatzes, um die erforderliche Bildqualität zu erzielen – und nicht einfach nur die höchstmöglichen technischen Spezifikationen.

Kriterien für die Bewertung von Kameras
🔍 Erforderliche Auflösung
📏 Objektgröße
Prüfgeschwindigkeit
📐 Sichtfeld
🔭 Arbeitsabstand
🎨 Anforderungen an die Farbe
Anforderungen an die Monochromdarstellung
⏱️ Belichtungszeit
🏃 Bewegungsdynamik
🛡️ Umgebungsbedingungen
LINSEN & OPTIK
🔍

Das Objektiv ist Teil des Messsystems

Eine hochwertige Kamera kann ein ungeeignetes Objektiv nicht ausgleichen. Die optische Präzision bestimmt unmittelbar die Systemleistung.

Bewertete optische Schlüsselfaktoren
📐 Sichtfeld
🔭 Arbeitsabstand
🔍 Vergrößerung
🌐 Verzerrungskontrolle
↕️ Schärfentiefe
📏 Abmessungen des Objekts
📷 Eigenschaften von Kamerasensoren
Grundlegendes technisches Prinzip: Kamera und Optik müssen als ein einziges, einheitliches System konzipiert werden.
INDUSTRIELLE BELEUCHTUNG
💡

Das Bild vor der Bearbeitung steuern

Die Beleuchtung bestimmt, was die Kamera tatsächlich sehen kann. Unterschiedliche Materialien, Oberflächenbeschaffenheiten und Bauteilgeometrien erfordern spezifische Beleuchtungstechniken, um wesentliche Merkmale hervorzuheben und unerwünschte optische Störungen zu beseitigen.

🔳
Hintergrundbeleuchtung
Eignet sich für kontrastreiche Silhouetten, präzise Maßbestimmungen und Kantenprofile.
Ringbeleuchtung
Geeignet für die allgemeine Oberflächenprüfung und die multidirektionale Ausleuchtung von Bauteilen.
Beleuchtung an der Bar
Eignet sich für größere Inspektionsbereiche und zur Erzeugung einer gezielten, gerichteten Ausleuchtung.
🌐
Kuppelbeleuchtung
Sorgt für eine diffuse Ausleuchtung, wodurch Reflexionen an gekrümmten oder glänzenden Oberflächen drastisch reduziert werden.
👁️
Koaxiale Beleuchtung
Leitet das Licht entlang der optischen Achse und ist daher besonders effektiv bei flachen, stark reflektierenden Oberflächen.
🛠️
Individuelle Beleuchtung
Speziell entwickelte Beleuchtungskonzepte, die genau auf einzigartige oder komplexe Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind.
Grundlegende Sichtbarkeitsregel: Gutes Sehen beginnt mit guter Beleuchtung.
BILDERFASSUNG
⏱️

Konsistente Bilder bei Produktionsgeschwindigkeit aufnehmen

Die industrielle Inspektion erfordert eine Bildaufnahme mit hoher Wiederholgenauigkeit. Um Schwankungen zu vermeiden, wird die Bildaufnahme präzise auf die physikalischen Abläufe des jeweiligen Produktionszyklus abgestimmt.

Bewertung von Zeit- und Bewegungsfaktoren
Auslösen
📸 Belichtung
🏃 Antrag
🔄 Bildfrequenz
🔗 Kamerasynchronisation
🛞 Förderbandgeschwindigkeit
📍 Produktposition
💡 Beleuchtungszeitpunkt
⚠️
Das Wichtigste auf einen Blick: Ein System, das uneinheitliche Bilder liefert, führt zu uneinheitlichen Prüfergebnissen.
BILDVERARBEITUNG
⚙️

Informationen aus Bildern extrahieren

Sobald ein Bild aufgenommen wurde, extrahiert das System die entscheidenden Bilddaten. GPLG wählt die geeigneten algorithmischen Ansätze aus und kombiniert diese speziell auf die Prüfziele abgestimmt.

Verfahren zur Bildverarbeitung und -analyse
🧹 Filtern
🎚️ Schwellenwertbildung
🧩 Segmentierung
📐 Kantenerkennung
🔷 Formanalyse
〰️ Konturanalyse
🎯 Musterabgleich
📏 Messung
📦 Objekterkennung
🏷️ Klassifizierung
KI & BILDVERARBEITUNG

MACHINE VISION ENGINEERING

OPTISCHE INTELLIGENZ Industriesystemen die Fähigkeit zum Sehen verleihen

Die industrielle Bildverarbeitung wandelt von Industriekameras aufgenommene Bilder in Informationen um, die von Maschinen, Software und Automatisierungssystemen genutzt werden können. Ein komplettes Bildverarbeitungssystem ist weit mehr als nur eine Kamera.

Die Leistungsfähigkeit der Anwendung hängt von der richtigen Kombination aus optischen Elementen, Hardware-Erfassung und automatisierter Entscheidungsfindung ab.

VISION-PIPELINE-ARCHITEKTUR
Kamera
Objektiv
Beleuchtung
Erwerb
Verarbeitung
Entscheidung
Automatisierung
SYSTEMINTEGRATION Maßgeschneiderte Optikentwicklung

GPLG entwickelt das gesamte System unter Berücksichtigung der Produkteigenschaften, der Produktionsumgebung und der Prüfanforderungen. Jede Variable wird einbezogen, um absolute Wiederholbarkeit zu gewährleisten.

EINSATZMODELL
Standard-Einzelkameras
Vollständig integriertes Ökosystem
GPLG-STANDARD
Ein zuverlässiges Bildverarbeitungssystem beginnt mit der richtigen Technik – nicht nur mit einer hochauflösenden Kamera.
QUALITÄTSKONTROLLE

Automatisierte visuelle Qualitätskontrolle

Mithilfe der industriellen Bildverarbeitung lassen sich Prüfvorgänge automatisieren, die andernfalls eine manuelle Sichtprüfung erfordern würden. Zu den Anwendungsbereichen zählen unter anderem:

📦
Anwesenheit und Abwesenheit
Stellen Sie fest, ob eine Komponente vorhanden ist.
⚙️
Montageprüfung
Vergewissern Sie sich, dass die Komponenten korrekt zusammengebaut wurden.
🔍
Oberflächenprüfung
Ermitteln Sie sichtbare Mängel oder Unregelmäßigkeiten.
📏
Maßprüfung
Komponenten messen und mit den festgelegten Anforderungen vergleichen.
🏷️
Etiketten- und Markierungsprüfung
Überprüfen Sie die aufgedruckten Angaben, Codes oder Kennzeichnungen.
🗂️
Produktklassifizierung
Sortieren Sie die Produkte nach ihren äußeren Merkmalen.
MESSUNG UND MASSPRÜFUNG
📐

Bildverarbeitungsgestützte Messung

Die industrielle Bildverarbeitung ermöglicht berührungslose Messungen, sofern die Anwendung und die optische Konfiguration entsprechend ausgelegt sind. Die Genauigkeit hängt vom gesamten optischen und Bildgebungssystem, einer präzisen Kalibrierung sowie kontrollierten Anwendungsbedingungen ab.

Möglichkeit berührungsloser Messungen
📏 Länge
↔️ Breite
Durchmesser
📍 Position
↕️ Entfernung
📐 Winkel
🔷 Form
🎯 Ausrichtung
OBJEKTERKENNUNG UND -IDENTIFIZIERUNG
🎯

Objekte finden und identifizieren

Bildverarbeitungssysteme lokalisieren und identifizieren Objekte innerhalb eines definierten Prüfbereichs zuverlässig. Für Roboteranwendungen liefert das System präzise Raumkoordinaten, die für die automatisierte Führung und die Pick-and-Place-Handhabung erforderlich sind.

🔍
Erkennung von Bauteilen
Erkennen Sie das Vorhandensein, das Fehlen oder bestimmte Merkmale von Komponenten im Sichtfeld.
🏷️
Produktkennzeichnung
Bestimmen Sie bestimmte Produktvarianten, Kennzeichnungen oder visuelle Erkennungsmerkmale genau.
🧭
Orientierungserkennung
Bestimmen Sie die Winkelposition und die Drehausrichtung vor der Handhabung oder Montage.
📍
Teile-Lokalisierung
Bestimmen Sie präzise Koordinaten $(X, Y, \theta)$ zur Steuerung von Robotersystemen und Bestückungswerkzeugen.
🔢
Objektzählung
Zählen Sie Gegenstände schnell in Großmengen oder im Durchlaufbetrieb mit hoher Wiederholgenauigkeit.
🗂️
Klassifizierung
Teile automatisch anhand ihres optischen Profils und ihrer Geometrie sortieren und kategorisieren.
🤖
Roboterführung: Über die Inspektion hinaus liefert das Bildverarbeitungssystem präzise räumliche Positionsdaten, um automatisierte Bewegungssysteme und Industrieroboter zu steuern und zu führen.
VISUELL GESTEUERTE ROBOTIK

Vision und Roboterautomatisierung miteinander verbinden

An dieser Stelle wird die Bildverarbeitung direkt mit Ihrem Robotik-Integrationsdienst verbunden. Dank bildgesteuerter Robotik können automatisierte Systeme dynamisch auf Objekte reagieren, deren Position oder Ausrichtung auf der Produktionslinie variieren kann.

Integrierte Steuerungs-Pipeline
Kamera
Bildverarbeitung
Objekterkennung
Position / Ausrichtung
Robotersteuerung
Roboter
Kommissionieren / Einlegen / Sortieren
GPLG verbindet das Bildverarbeitungssystem nahtlos mit der Robotersteuerung und der umgebenden Automatisierungsarchitektur und ermöglicht so eine flexible, dynamische Handhabung.
VISION + SPS

Integration von Prüfergebnissen in die Automatisierung

Ein Bildverarbeitungssystem muss seine Ergebnisse häufig direkt an die Maschinensteuerung übermitteln. Die SPS ist weiterhin für die deterministische Maschinensteuerungslogik zuständig, während das Bildverarbeitungssystem die für die Anwendung erforderlichen visuellen Informationen liefert.

Integrationspipeline
Kamera
Bildverarbeitungssystem
Prüfergebnis
SPS
Maschinelle Entscheidung
Ablehnen / Akzeptieren / Beenden / Fortfahren
Deterministische Steuerung und Hochgeschwindigkeits-Bildanalyse arbeiten in einer synchronisierten Umgebung zusammen, um automatisierte Vorgänge auszuführen, ohne die Liniengeschwindigkeit zu beeinträchtigen.
BILDVERARBEITUNG + INDUSTRIESOFTWARE

Einbindung von Bilddaten in Software

Die Ergebnisse der Bildverarbeitung können auch in umfassendere industrielle Anwendungen einfließen. Durch die direkte Integration der Daten aus der visuellen Prüfung in übergeordnete Managementsysteme werden einzelne Bildaufnahmen zu unternehmensweit verwertbaren Erkenntnissen für die Produktion.

Software-Integrationspipeline
Prüfergebnis
Industriesoftware
Produktionsrekord
Analyse / Berichterstattung
Auf diese Weise werden die Prüfergebnisse zu einem wesentlichen Bestandteil des übergeordneten Fertigungsinformationssystems und tragen so zur Rückverfolgbarkeit, zur Qualitätssicherung und zur langfristigen Prozessoptimierung bei.
ANWENDUNGEN DER BILDVERARBEITUNG

Wo wir Bildverarbeitung einsetzen

Qualitätsprüfung

Automatisierte visuelle Prüfung von Produkten und Bauteilen zur Erkennung von Oberflächenfehlern, Materialfehlern und Montagefehlern bei Produktionsgeschwindigkeit.

Produktkennzeichnung

Erkennung und Klassifizierung von Bauteilen und Produkten mithilfe von optischer Zeichenerkennung (OCR), 1D-/2D-Barcodes und Merkmalsabgleich.

Messung

Berührungslose Maß- und Positionsmessung zur Gewährleistung exakter physikalischer Toleranzen und zur geometrischen Überprüfung in Echtzeit ohne Kontakt mit dem Werkstück.

Roboterführung

Bereitstellung von Koordinaten zur Position und Ausrichtung von Objekten in Echtzeit für Roboter, um präzises Aufnehmen und Ablegen, Montieren und Kurskorrekturen zu ermöglichen.

Sortieren

Visuelle Klassifizierung für die automatisierte Sortierung, bei der Objekte dynamisch anhand von Farbe, Form, Größe oder bestimmten visuellen Kriterien kategorisiert werden.

Produktionsüberprüfung

Überprüfung der Integrität der Baugruppe, des Vorhandenseins von Bauteilen, ihrer Ausrichtung, der Positionierung von Etiketten sowie der aktiven Prozessbedingungen in Echtzeit.

UMSETZUNG DER BILDVERARBEITUNG

Von den Prüfvorgaben zum Produktionssystem

Die Bereitstellung einer zuverlässigen Bildverarbeitungslösung erfordert einen strukturierten Entwicklungsplan, der schrittweise von den Machbarkeitsprüfungen in der Frühphase bis zur vollständigen Inbetriebnahme im industriellen Maßstab führt.

01
Bewertung der Bewerbung
Machen Sie sich mit dem Produkt, dem Herstellungsprozess und den Zielprüfkriterien vertraut.
02
Machbarkeit
Prüfen Sie, ob maschinelles Sehen geeignet ist, und bewerten Sie realisierbare technische Strategien.
03
Optisches Design
Entwerfen Sie die Kamera und wählen Sie die genaue Kamera, Optik und Beleuchtungsgeometrie aus.
04
Bildaufnahme
Entwicklung deterministischer Hardware-/Software-Trigger- und Hochgeschwindigkeits-Bildaufnahmesysteme.
05
Entwicklung des Sehvermögens
Entwickeln und optimieren Sie maßgeschneiderte Bildverarbeitungs-Pipelines oder KI-Prüfalgorithmen.
06
Industrielle Integration
Das System lässt sich direkt mit SPSen, Industrierobotern, Zellsteuerungen oder MES-Software verbinden.
07
Validierung
Überprüfen Sie die Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Durchlaufzeiten unter realen Produktionsbedingungen.
LEISTUNG DES BILDVERARBEITUNGSSYSTEMS

Entwickelt für reale Produktionsbedingungen

Ein Bildverarbeitungssystem muss stets zuverlässig funktionieren – nicht nur, wenn die Lichtverhältnisse und das Produkt optimal sind. GPLG entwickelt und validiert jedes System unter Berücksichtigung der tatsächlichen Betriebsumgebung, um eine robuste und langfristige Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.

Produktvariante
Umgang mit natürlichen Schwankungen zwischen den einzelnen Chargen hinsichtlich Farbe, Größe, Oberflächenstruktur und Formtoleranzen.
Produktionsgeschwindigkeit
Aufrechterhaltung einer auf die Mikrosekunde genauen Triggerung und einer schnellen Bildverarbeitung bei maximalem Zeilendurchsatz.
Umgebungsbeleuchtung
Beseitigung der Auswirkungen von Schwankungen des Tageslichts in der Fabrik, von Deckenleuchten und von Lichtstörungen durch Außenlicht.
Gedanken
Reduzierung von Blendeffekten und spiegelnden Lichtreflexen auf Oberflächen aus Metall, Glas oder Kunststofffolie mithilfe spezieller Optiken.
Vibration
Stabilisierung optischer Halterungen und Implementierung algorithmischer Filter zur Unterdrückung von Geräuschen aus industriellen Förderbändern oder Maschinen.
Kameraposition
Optimierung des physikalischen Freiraums, des Arbeitsabstands, des Sichtfelds und der Befestigungssteifigkeit in beengten Maschinenräumen.
Warenbewegung
Berücksichtigung der kontinuierlichen Bandbewegung, der Neigung der Teile, des Flatterns oder unregelmäßiger Abstände bei hoher Laufgeschwindigkeit.
Umgebungsbedingungen
Schutz von Optiken und Sensoren vor Temperaturschwankungen in der Fertigung, Staub, Ölnebel, Feuchtigkeit und Reinigungsvorgängen.
Erforderliche Prüfgenauigkeit
Abwägung zwischen den Anforderungen an die Messauflösung auf Subpixel-Ebene einerseits und den Einschränkungen hinsichtlich der Liniengeschwindigkeit und der Objektivverzerrung andererseits.
Jedes optische Bauteil, jedes Beleuchtungskonzept und jeder Verarbeitungsprozess wurde in der Praxis erprobt und unter realen Betriebsbedingungen validiert, um Zuverlässigkeit auf industriellem Niveau zu gewährleisten.
VON UNS VERWENDETE TECHNOLOGIEN

Technologie-Stack für die industrielle Bildverarbeitung

Vision
OpenCV
KI / Maschinelles Lernen
PyTorch TensorFlow
Entwicklung
Python C# / .NET
Industrielle Integration
SPS OPC UA MQTT
Infrastruktur
Linux Docker
TECHNISCHER ANSATZ

Eine Kamera ist nur ein Teil der Lösung

Der Erfolg eines industriellen Bildverarbeitungsprojekts hängt vom Gesamtsystem ab. GPLG integriert diese Komponenten miteinander, anstatt die Kamera als isoliertes Gerät zu betrachten.

Produkt
Beleuchtung
Optik
Kamera
Bildverarbeitung
Entscheidung
Automatisierung
Wir installieren nicht einfach nur Kameras. Wir entwickeln komplette Bildverarbeitungssysteme.

Verleihen Sie Ihrem industriellen System die Fähigkeit zu sehen

Von der automatisierten Prüfung und Messung bis hin zur Objekterkennung und Roboterführung – GPLG entwickelt Bildverarbeitungssysteme, die auf die tatsächlichen Anforderungen in der Produktion zugeschnitten sind.

Ein „Vision“-Projekt besprechen

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