Color Sensor Systems with Teach-In Buttons and Software. Dr. Frank Stüpmann Silicann System GmbH

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Magdalena Bretz
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1 Color Sensor Systems with Teach-In Buttons and Software Dr. Frank Stüpmann Silicann System GmbH JENCOLOR Innovation Forum SpectroNet Collaboration Forum Jena

2 Aufgabe Industrielle Farbprüfung durch den Menschen 2 / 20

PCS-II - weltweit erster perzeptiver Sensor für industrielle Farbprüfung PCS-I -

3 Lösung Familie der perzeptiven Farbsensoren Die perceptiven Farbsensoren der PCS-serie sehen die Farben wie der Mensch. PCS-II - weltweit erster perzeptiver Sensor für industrielle Farbprüfung PCS-I - weltweit erster perzeptiver Kompaktfarbsensor PCS-III - DUAL HEAD für referenzierte oder differenzielle Betriebsart 3 / 20

L*u*v*, L'u'v', XYZ, xyy, DIN99 Fremdlichtkompensation

4 Eigenschaften der PCS-Sensoren Abbildung des gesamten sichtbaren Farbspektrums verschiedene Farbräume: L*a*b*, L*u*v*, L'u'v', XYZ, xyy, DIN99 Fremdlichtkompensation automatischer Helligkeitsabgleich referenzierte Prüfungen 4 / 20

5 Zubehör für erweiterte Einsatzmöglichkeiten Lichtleitfasern Farbprüfung auch an schwerer zugänglichen Orten Optiken ermöglichen einen auf die jeweilige Applikation angepassten Messfleck Spot (</= 1mm) bis hin zu Tellergroßen Messpunkten (120mm) Runde, ellipsenförmige, stabförmige Formen der Messflecke Zusatzgeräte Control-Box und Breakout-Box Softwarelose Parametrierung perzeptiver Farbsensoren 5 / 20

6 Anwendungsfelder für die PCSFarbsensoren Kunststoffindustrie Kunststoffindustrie Papier-, Papier-,DruckDruck-&& Verpackungsindustrie Verpackungsindustrie Chemie-, Chemie-,Kosmetik-, Kosmetik-,&& Pharmaindustrie Pharmaindustrie Lebensmittelindustrie Lebensmittelindustrie Maschinen-, Maschinen-, AutomobilbauAutomobilbau-&& Zulieferindustrie Zulieferindustrie Elektrotechnik, Elektrotechnik, Elektronikindustrie Elektronikindustrie 6 / 20

7 Anwendungsbeispiel 1: Einmal-Windeln Aufgabenstellung Erkennen der Kanten der bunt gemusterten, aufgeklebten Haftstreifen der Windelverschlüsse 7 / 20

8 Annahmen für die Aufgabe Durchlichtverfahren: Licht, tritt gebündelt in Material ein und diffus aus erkannte Farbe entspricht Mischfarbe der durchdrungenen Materialien Da der Haftstreifen ebenfalls eine Stärke aufweist sollte die Erkennung der Kante zumindest anhand der Lichtintensität zu beurteilen sein. Farben liegen im Farbraum eng beieinander 8 / 20

9 Einstellungen am Farbsensor PCS-III im Referenzmodus und Durchlichtverfahren Fokusoptik mit möglichst kleinem Lichtspot von ca. 2 mm Farbraum ist L*a*b* Erkennungsmethode wird Prüfen Zyl. gleiche Oberflächen werden an verschiedenen Orten gemessen Punktwolken welche Materialtoleranzen einschließen. Zuordnung der Punktwolke zu einem Ausgangssignal Gruppierung aktiviert 9 / 20

10 Eingelernte Farben in a*-b*-ebene 10 / 20

11 Eingelernte Farben in L*-b*-Ebene 11 / 20

12 Eingelernte Farben in L*-a*-Ebene 12 / 20

Ergebnis Applikationsbeispiel 1: Einmal-Windel In den Diagrammen sind die hellen Kreise bzw. Rechtecke die Punktwolke des Basismaterials, die farbigeren die der Punktwolken der Haftstreifen.

13 Ergebnis Applikationsbeispiel 1: Einmal-Windel In den Diagrammen sind die hellen Kreise bzw. Rechtecke die Punktwolke des Basismaterials, die farbigeren die der Punktwolken der Haftstreifen. In den L*-a*- bzw. L*-b*-Ebenen ist ein deutlicher Unterschied zwischen Basismaterial (obere Wolke) und Haftstreifen (untere Wolke) erkennbar. Es können die einzelnen Haftstreifen vom Basismaterial und untereinander unterschieden werden. 13 / 20

14 Anwendungsbeispiel 2: Glänzende Metallblenden und -Ringe Aufgabe 1: Unterscheidung der (rechtwinkligen) Blenden vom Muster Ring Aufgabe 2: Unterscheidung der Blenden untereinander 14 / 20

15 Randbedingungen für die Aufgabe Der Ring erscheint heller als die jeweilige Blende. Die Blenden werden von unterschiedlichen Testpersonen sowohl als unterscheidbar als auch als gleich wahrgenommen. Die Farben liegen im Farbraum extrem eng beieinander. Der Glanz spielt bei der Applikation eine wesentliche Rolle. 15 / 20

16 Einstellungen am Farbsensor PCS-I im Auflichtverfahren Farbraum ist L*a*b* Erkennungsmethode wird Prüfen Zyl. gleiche Oberflächen werden an verschiedenen Orten gemessen Punktwolken welche Materialtoleranzen einschließen Abstand Sensor Oberfläche 7mm Winkel 30 Grad 16 / 20

17 Eingelernte Farben in a*-b*-ebene 17 / 20

18 Eingelernte Farben in L*-a*-Ebene 18 / 20

19 Ergebnis Applikationsbeispiel 2: Glänzende Blenden und Ringe Grenzen der Erkennung: Starke Störungen an den Oberflächen z.b. Riefen oder Kratzer Die vorliegenden Blenden lassen sich mit dem PCS-I eindeutig vom Ring unterscheiden. Sogar die Blenden untereinander können unterschieden werden. 19 / 20

20 Herzlichen Dank für das Interesse an der Farbsensorik und Silicann Systems Silicann Systems GmbH Schillerplatz 10 D Rostock Fon: +49 (0) Fax: +49 (0) Mobil: +49 (0) stuepmann@silicann.com 20 / 20

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