Bewältigt auch kleinste Farbunterschiede

Bei Scanware electronic ist man mit der besonderen Herausforderung von Produkten im Bulk vertraut. Entscheidend ist, dass die Software erkennt, wo auf den Vibrationsrinnen das eine Produkt aufhört und das nächste anfängt. Dieser erste Schritt muss so schnell vonstatten gehen, dass danach alle anderen Kriterien, beispielsweise Farbe, Größe und Umfang, geprüft werden können. Das Farb-Produktkontrollsystem Lynx-Spectra HR ist hierfür ausgelegt und bietet darüber hinaus auch eine sehr hohe Auflösung. Zudem werden in diesem System mehrere 3CCD-Kameras eingesetzt, die eine besonders hohe Farbtrennleistung bieten.

Auf dieses System fiel die Wahl des französischen Pharmaunternehmens. Vor der Installation machten sich die Scanware-Techniker mit der Situation vor Ort vertraut, denn die Installation der modularen Systeme wird jeweils auf das Projekt zugeschnitten. In diesem Fall stehen sie vor einer Herausforderung: Denn die Tabletten, die über die beiden baugleichen Maschinen laufen, sollen parallel inspiziert werden. Dabei werden beide Inspektionssysteme über ein gemeinsames Terminal bedient. Zudem soll bei der Erkennung von Fremdprodukten die manuelle Entnahme einfach sein. Die Steuerung mehrerer Systeme innerhalb derselben Benutzeroberfläche ist bei Scanware längst implementiert. Gängig ist zudem, den Zugang zu den Produkten durch eine Schublade zu ermöglichen, die ganz herausgezogen wird. Aufgrund der großen Breite der Rinnen sind sie dafür aber zu sperrig, um auch dem zweiten Wunsch gerecht zu werden.

Eine Beleuchtungseinheit beinhaltet die Weißlicht-LED-Beleuchtung, Polfilter sowie die Kamera; hinzu kommt noch das Gewicht des Gehäuses. Bei zwei Systemen bedeutet dies ein beachtliches Gesamtgewicht. Die Lösung hierfür findet sich in der Entwicklung einer Halterung, inklusive eines Lifts auf jeder Seite. Per Knopfdruck kann so jede Kamera- und Beleuchtungseinheit nach oben und unten gefahren werden. Gasdruckfedern halten die DOM-Boxen in der Position oben. Mittels Druckluft werden diese während der Auswertung auf die Höhe der Rinnen herunter gefahren. Diese Konstruktion war die Weiterentwicklung einer Mechanik, die für einen Anwender in den Niederlanden eingesetzt worden war.

Nachdem die Konstruktion der Hardware für das Projekt stand, wurde die Software konfiguriert. In der Bildverarbeitung hat man immer wieder mit chromatischen Abberationen zu kämpfen. Die Brechung des Lichts in der Linse führt aufgrund der verschiedenen Wellenlängen der Lichtbestandteile zu sogenannten Farbsäumen an den Kanten der Objekte. Diese regenbogenartigen Kanten sind unscharf und verfälschen die Messwerte. Hierbei gilt, je dunkler der Hintergrund im Kontrast zum Produkt, desto größer ist der Farbsaum.

Bei Produkten, die im Blister verpackt werden, ist dies von geringerer Bedeutung, da PVC-Folien meist hell sind und auch bei Aluminium-Blistern das Reflektionsverhalten im Napf weniger problematisch ist. Die Rinnen eines Vibrationsförderers reflektieren jedoch das weiße Licht so, dass der Hintergrund komplett schwarz ist. Dadurch entstehen beachtliche Farbsäume.

Im Blister werden die Farbsäume als Fremdfarbe eingelernt. Da diese im Vergleich zu einem Fremdprodukt nicht allzu viele gleiche Farbpunkte haben, werden Fremdprodukte immer noch erkannt und ausgeworfen.

Bei Kontrolle von Produkten im Bulk kommt es aber häufig vor, dass Produkte auf den Rinnen direkt aneinander grenzen. In diesem Fall ist der Farbsaum aufgrund des starken Kontrasts von Objekt und Hintergrund und den Verlauf um zwei oder mehr Objekte insgesamt so groß, dass das Erkennen von Fremdfarben eine Herausforderung darstellt.

Um dieses Problem für den Kunden zu lösen, wurde ein bestehender Filter für das spezifische Problem angepasst. Mittels morphologischer Bildverarbeitung, um genauer zu sein des Openings und des Median-Filters, werden Störelemente aus dem Bild herausgerechnet. Vereinfacht gesagt wird im Falle des Medians ein Strukturelement, beispielsweise eine Raute aus 13 Pixeln, auf jede zu filternde Stelle des Bildes gelegt. Damit wird geprüft, ob das Zentrum der Raute eine Störung oder die korrekte Bildinformation enthält.

Der Filter prüft also, ob die Pixel um das Zentrum durchschnittlich mehr der zu erwartenden Farbe entsprechen oder von dieser abweichen. Im letzteren Fall wird die Bildinformation ausgefiltert. Im konkreten Fall der Produkte auf den Metallrinnen werden Produkt- und Hintergrundfarbe als filternde Farben gewählt. Jeder Bildpunkt, der in seinem Umfeld überwiegend diese Farben aufweist, wird somit gelöscht – der Farbsaum wird rechnerisch entfernt.

Das hier geschaffene Software-Feature reduziert die Farbfehler so stark, dass die Inspektion bei niedrigen Toleranzen ermöglicht wird.

Den Feinschliff übernahm ein Service-Techniker vor Ort, der letzte Anpassungen an der Installation durchführte. Ein Druckluftsensor wurde eingesetzt, damit das Inspektionssystem den möglichen Ausfall der Druckluftzufuhr registriert. Bei weniger als 4 bar fahren die DOM-Boxen nach oben. Ein automatisches Herunterfahren bei Wiederherstellung der benötigten Druckluft wird durch die SPS verhindert. Damit wird jegliche Verletzungsgefahr ausgeschlossen.

Nach Abschluss der Installation wurden die Anwender geschult. Die Bedienung über den Touchscreen ist durch das geführte Menü besonders komfortabel und verständlich. Maßgeschneiderte Hardware und eigens entwickelte Prüffilter konnten alle Wünsche des Pharmazeuten erfüllen.

Halle 4, Stand 408

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