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CASE STUDY
Branche: Holzverarbeitung / Sägewerk
Produkt: Triton 5 MP Kamera
SDK: Eigene Software
Automatisierte Holzoberflächenprüfung mit Bildverarbeitungskameras
Die Prüfung von Holzoberflächen ist besonders anspruchsvoll, da jedes Holzmaterial einzigartige Eigenschaften und Klassifizierungsmerkmale aufweist. Eine hochwertige Inspektion ist entscheidend, um Unregelmäßigkeiten wie Äste, Risse oder Spaltungen zu erkennen, die während der Produktion von Holzverkleidungen und -platten entstehen können – und um kostspielige Retouren und Materialverschwendung zu vermeiden.
Obwohl automatisierte Sortiermaschinen echte Holzfehler erfassen können, übersehen sie oft Bearbeitungsspuren durch falsch ausgerichtete Messer oder andere Fertigungsprobleme. Auch die richtige Beleuchtung ist entscheidend, da Oberflächenfehler sonst nur schwer zu erkennen sind.
Angesichts dieser Herausforderungen ist es entscheidend, die Arbeit menschlicher Inspektoren durch ein Vision-System zu unterstützen, das Holzoberflächen mit geeigneter Beleuchtung erfasst und die Bretter als Standbild einfriert. So kann der Inspektor in das Bild hineinzoomen, Details direkt an der Anlage erkennen und fehlerhafte Serien rechtzeitig stoppen.
Ein hochwertiger Inspektionsprozess reduziert Reklamationen und Abfallkosten und ist unerlässlich, um Unregelmäßigkeiten wie Äste, Risse oder Spaltungen frühzeitig zu erkennen.
Herausforderung
Die Firma Durgin and Crowell Lumber Company ist auf die Herstellung von Innenverkleidungen und Außenfassaden aus kammergetrockneter Eastern White Pine spezialisiert. Die Inspektion der Holzbretter vor Verlassen des Werks ist essenziell, da Kunden keine unansehnlichen Streifen oder Dellen in Wänden, Decken oder Fußböden akzeptieren.
Historisch setzte das Sägewerk menschliche Arbeitskräfte zur Sichtkontrolle ein. Angesichts des angespannten Arbeitsmarkts und weiterer operativer Herausforderungen entschied sich das Unternehmen, sein Qualitätskontrollteam durch ein fernbedientes Inspektionssystem zu ergänzen, um die Prozesse effizienter zu gestalten. Während der automatische Sortierer die Bretter nach Qualitätsklassen einteilt, erkennt er keine Fertigungsfehler. Deshalb wurde ein zusätzliches System installiert, das diese Defekte aufdeckt und dem Inspektionsteam eine schnelle, fundierte Entscheidung nach der Bearbeitung durch die Hobelmaschinen ermöglicht.
Lösung
Das Unternehmen Bodkin Design & Engineering, spezialisiert auf Bildverarbeitungslösungen, wurde mit der Entwicklung eines Hochgeschwindigkeits-Vision-Systems beauftragt, um schwer erkennbare Oberflächenfehler aufzuspüren. Das System mit dem Namen Surface Finish Inspector ermöglicht dem Qualitätskontrollteam die Ansicht der Bretter auf Monitoren im Kontrollraum, direkt in der Produktion oder auch remote.
Der Surface Finish Inspector ist in einem Gehäuse mit den Maßen 2×1,5×6 Fuß untergebracht, das das Eindringen von Umgebungslicht verhindert. Die Bilder werden aufgenommen, während die Bretter per Förderband durch das Gehäuse transportiert werden.
Der Surface Finish Inspector ermöglicht die Ansicht der Bretter auf Monitoren im Kontrollraum – auch aus der Ferne.
Das Vision-System nutzt Triton-Kameras von LUCID mit 5 MP Sony Pregius IMX264 Sensoren. Die Bodkin-Ingenieure passen Bildrate, Sichtfeld und Pixelgröße an die Geschwindigkeit der Bretter und die kleinste zu detektierende Fehlergröße an, sodass die Bilder lückenlos zusammengefügt werden können.
Das System verwendet zwei geschlossene Vision-Systeme – je eines für die zwei Linien, an denen Bretter über Förderbänder laufen. Die Maschinenvision ist direkt nach den Hobelmaschinen installiert und bietet dem Personal maximale Zeit zur Bildauswertung in Echtzeit, bevor die Bretter zum Sortierer gelangen.
Für eine detailreiche Darstellung wurde ein strukturierter Beleuchtungsaufbau installiert. Das System betont nicht nur die Defekte, sondern friert auch Bretter ein, die sich mit 842 Fuß pro Minute (ca. 256 m/min) bewegen. Das System arbeitet mit einer Bildrate von 21 fps, einem Objektabstand von 750 mm, einer Brennweite von 16 mm und einem Sichtfeld von 16 Zoll, passend zur Brettbreite von 12 Zoll.
Der Surface Finish Inspector nutzt LUCIDs Triton-Kameras mit 5 MP Sony Pregius IMX264 Sensor.
Durch die geschlossene Bauweise wird Umgebungslicht zuverlässig abgeschirmt.
Beide Linien laufen über einen gemeinsamen Prozessor, der Datenrate und Speicheranforderungen für das System definiert. Die inhouse entwickelte Bildverarbeitungssoftware fügt die Einzelbilder zu einem durchgehenden Langbild zusammen, sodass die Bediener den laufenden Prozess visuell durchgängig verfolgen können. Alle Bilder beider Systeme werden auf einem einzigen PC verarbeitet. Das Sägewerk greift remote auf den Surface Finish Inspector zu, um bei Bedarf Kameraeinstellungen zu ändern oder Anpassungen vorzunehmen.
Fazit
Automatisierte Vision-Systeme können die Inspektionsqualität erheblich steigern, mit einer Genauigkeit von bis zu 98 % – im Vergleich zu etwa 70–80 % bei rein manueller Kontrolle. Der Einsatz moderner Machine-Vision-Technologien ermöglicht somit eine deutliche Produktivitätssteigerung, Kostensenkung und Abfallvermeidung.