Automatisierung von Scanner-Arbeitsplätzen

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1 Automatisierung von Scanner-Arbeitsplätzen Standard- Kamerasäule Flächenleuchte Kamera Basistisch Rundtisch Steuerung Basislösung mit Rundtisch und Steuerung Stand Herbar Digital 1 A. Potthast

2 1. Problemstellung Ziel von vielen Herbarien ist es, in Zukunft möglichst viele Herbar-Belege mit hoher Qualität zu digitalisieren. Seit geraumer Zeit werden bereits Belege gescannt. Jedoch ist bei diesen Lösungen der Automatisierungsgrad sehr gering, so dass pro Tag nur ein geringer Durchsatz von gescannten Belegen erreicht wird. Die hat industrielle Produktionsabläufe analysiert und Lösungsansätze für das Scannen von Herbar-Belegen abgeleitet. Die Automatisierung von Herbar- Belegen gliedert sich in drei Entwicklungsschwerpunkte: - Scanner-Arbeitsplätze mit Steuerung, - Technologiemanagement für das Scannen, - Systemlösung unter Berücksichtigung des Mitarbeiters. 2. Erste Automatisierungsstufe für Scanner-Arbeitsplatze Der Einsatz eines gesteuerten Rundtisches bietet neue Möglichkeiten zur Leistungssteigerung. In Bild 1 ist eine Basismaschine dargestellt, die durch vorhandene Flächenleuchten, einer Standard-Kamerasäule und einer Scanner- Kamera aufgerüstet werden kann (siehe Bild 2). Der Rundtisch ermöglicht das Nachladen eines neuen Herbar-Belegs während ein anderer Beleg gescannt wird. Neben den erforderlichen Zeiten für das Scannen und der Drehung um 180 bestimmt der Anwender den Takt der Maschine. Die Steuerung des Rundtisches lässt sich über eine USB-Schnittstelle mit einem handelsüblichen PC verbinden. Auf diesem PC ist auch die Scanner-Software installiert. Mit der Software Herbar Digital Control (HDC) kann von diesem Rechner der Rundtisch problemlos angesteuert werden. Mit dem gesteuerten Rundtisch kann der Durchsatz von Herbar-Belegen wesentlich gesteigert werden. Auch ist die Zugänglichkeit viel leichter, da nicht unter den Flächenleuchten ein Herbar-Beleg nachgeladen wird. Die wesentlichen Leistungsmerkmale dieser Basislösung sind: - Scannen von Klein- bis Großserie, - einstellbare Drehgeschwindigkeiten (2-10 U/min), - halbautomatischer Betrieb. Der Rundtisch ist in den Basistisch eingelassen, so dass keine Verletzungsgefahr besteht. Der Rundtisch hat einen Durchmesser von 1000 mm und ist optimal für Blattgrößen von DIN A3 geeignet. Herbar Digital 2 A. Potthast

3 3. Basislösung mit gesteuertem Rundtisch Bild 1: Basistisch mit Halterungen für Flächenleuchten und Kamerasäule Bild 2: Kompletter Basistisch mit Standard-Kamerasäule Herbar Digital 3 A. Potthast

4 Bild 3: Hauptmaße Rundtisch Ø 1000 mm Herbar Digital 4 A. Potthast

5 4. Ausbaustufen Mit der Software Herbar Digital Engine (HDE) ist ein vollautomatischer Betrieb möglich. In dieser Betriebsart findet eine Synchronisation zwischen Kamera und Rundtisch statt. Die Standard-Kamerasäule lässt sich auch durch eine gesteuerte Kamerasäule ersetzen. Dadurch ist ein schnelles Umrüsten des Scanners für unterschiedliche Blattgrößen möglich. Der Rundtisch kann in der momentanen Ausführung für Blattgrößen bis 331x470 mm eingesetzt werden. Optional sind weitere Blattgrößen möglich. Eine weitere Option ist ein Blendschutz vorne an den Flächenleuchten. Der Benutzer wird hiermit gegen die helle Strahlung der Leuchten geschützt. 5. Technologiemanagement für die Serienerfassung von Herbar-Belegen Die Serienerfassung von Herbar-Belegen erfordert eine umfassende Technologieplanung. Wichtige Kriterien bei der Digitalisierung von Herbar-Belegen sind: - die Scan-Qualität, - die Scan-Geschwindigkeit, - die Reproduzierbarkeit der Scan-Parameter. Eine leistungsfähige Scanner-Kamera und entsprechende Flächenleuchten sind wesentliche Voraussetzungen zum Scannen. Mit einem hochauflösenden und kalibrierbaren Grafikbildschirm lässt sich die Qualität der gescannten Herbar-Belege beurteilen. Derartige Bildschirme werden bereits seit vielen Jahren erfolgreich in der Druckindustrie angewandt. Technologieplanung Mitarbeiter Schulung: - Hochlauf/Einrichten - Scannen Software - Steuerung Rundtisch - Scannen Herbar-Belege Qualitätssicherung - Referenzdaten - Überprüfung durch Stichproben Bild 4: Technologieplanung für das Scannen von Herbar-Belegen Entscheidend für die Qualität des Scannens ist eine gute Ausbildung des Anwenders. Durch Referenzdaten von erfolgreich gescannten Herbar-Belegen Herbar Digital 5 A. Potthast

6 lassen sich Parametersätze für ähnliche Belege ableiten, so dass nicht für jeden Beleg eine individuelle Einstellung der Scanner-Software erforderlich ist. Die kontinuierliche Weiterbildung des Mitarbeiters mit neuer Scanner-Software und die richtigen Kriterien zur Qualitätssicherung müssen in Zukunft stärker berücksichtigt werden. Jeder Herbar-Beleg muss mit den jeweils vorhandenen Möglichkeiten, unter Nutzung vorhandener industrieller Arbeitsabläufe, mit vertretbarem Aufwand optimal gescannt werden können. Je nach Ausbaustufe des gesteuerten Rundtisches kann für A3-Belege, deren Scan- Zeit bei 1,5 Minuten liegt, folgender durchschnittlicher Durchsatz pro Stunde erreicht werden: - halbautomatischer Betrieb: 20 Herbar-Belege, - vollautomatischer Betrieb: 30 Herbar-Belege. 6. Erweiterung der Scanner-Arbeitsplätze zur Systemlösung In Bild 3 ist der komplette Basistisch für das Scannen in seiner Grundausbaustufe dargestellt. Für die Scannersoftware und Ansteuerung ist mindestens ein PC mit Bildschirm notwendig. Auch für das kontinuierliche Be- und Entladen von Herbar- Belegen sind zusätzliche Auflagen zum Basistisch zu integrieren. Alle diese Komponenten müssen zu einer Systemlösung zusammengefasst werden (Bild 5). Die Handhabung von Herbar-Belegen erfordert das Fingerspitzengefühl der Mitarbeiter. Gleichzeitig soll ein maximaler Durchsatz pro Stunde erreicht werden. Bereits in der Planung müssen durch den Einsatz der virtuellen Realität effiziente sowie ergonomische Arbeitsplätze gestaltet werden. Mit einer Software-Lösung wird der gesamte Arbeitsplatz mit einem Menschmodell im Rechner abgebildet. Derartige Systeme werden bereits erfolgreich in der Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt. Bild 5: Konzept für das Be- und Entladen von Herbar-Belegen Sobald der Scanner-Arbeitsplatz mit einem Mitarbeiter im Rechner vorhanden ist, können gemeinsam mit dem Anwender unterschiedliche 3D-Szenarien des Be- und Entladens von Herbar-Belegen am Bildschirm durchgespielt werden. Die unterschiedlichen Menschmodelle lassen sich dabei mit Parametern wie Geschlecht und Bevölkerungsgruppe versehen. Außerdem können verschiedene anthropometrischer Variablen wie Größe und das Körpergewicht verändert werden. Die optimale Lösung für einen Scanner Arbeitsplatz wird dann in die Realität umgesetzt. Herbar Digital 6 A. Potthast

7 7. Projektpartner Die Realisierung des Herbar Projekts wird mit kompetenten Projektpartnern durchgeführt. Technologie-Management Firma LaserSoft, Kiel Hardware zur Digitalisierung Firma Kaiser Fototechnik, Buchen Firma Pentacon, Dresden Farbverbindliche Monitore Firma Quato, Braunschweig Steuerungs- und Systemtechnik Firma Isel, Eichenzell Simulation zur Auslegung der Systemlösung Firma Delmia, Leinfelden Entwicklung und Gesamtkoordination Fachhochschule Hannover 8. Internet: Ansprechpartner: Gerhard Wolff Prof. Dr.-Ing. August Potthast LaserSoft Imaging Fachhochschule Hannover Luisenweg 8 University of Applied Sciences and Arts D Kiel Postfach D Hannover Tel.: +49 (0) Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Fax: +49 (0) gerhard.wolff@silverfast.com august.potthast@fh-hannover.de Herbar Digital 7 A. Potthast