Vollständiger Leitfaden zu Sensoren für die Bahnführung (Teil II) — CCD-Bildsensoren

In unserem vorherigen Beitrag haben wir einen detaillierten Überblick über drei grundlegende Arten von Bahnführungssensoren gegeben : Infrarot-, Ultraschall- und Glasfasersensoren. Diese Produkte werden hauptsächlich zur Bahnrandverfolgung eingesetzt und eignen sich gut für einfache Betriebsbedingungen wie herkömmliche Folien, Vliesstoffe und Hochtemperatursubstrate.

In dieser Ausgabe stellen wir die von ARISE selbst entwickelten CCD-Bildsensoren der Serien A400/A600 vor. Als hochpräzise Spezialsensoren für die Bahnführung ermöglichen sie die mehrdimensionale Erkennung von Mustern, Farbmarkierungen, Führungslinien und Bahnkanten und eignen sich daher hervorragend für komplexe Produktionsszenarien wie Farbdruck, Pharmazeutika, Lithiumbatterien und hochwertige Etiketten.

Grundlegendes Funktionsprinzip von CCD-Bildsensoren

CCD-Vision-Bahnführungssensoren sind mit hochauflösenden CCD-Bildgebungslinsen und Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungseinheiten ausgestattet und bieten dem Bahnführungssystem somit ein hochauflösendes industrielles Bildverarbeitungsmodul:

Ausgestattet mit einer selbstadaptiven, einstellbaren Zusatzlichtquelle erfasst sie vollständige Bilder der Weboberfläche in Echtzeit;

• Mithilfe selbstentwickelter Bilderkennungsalgorithmen erkennt es gleichzeitig mehrere Merkmale, darunter Bahnkanten, gedruckte Linien, Farbblöcke und Farbmarkierungen sowie benutzerdefinierte Muster;
• Es vergleicht die aufgenommenen Bilder innerhalb von Millisekunden mit Standardreferenzbildern, berechnet präzise die seitliche Bahnabweichung und gibt standardisierte elektrische Signale an die Bahnführungsregler der N/S-Serie aus;
• Es arbeitet mit Servoantrieben zusammen, um dynamische Korrekturen durchzuführen, und integriert dabei vier Kernfunktionen: Kantenverfolgung, Linienverfolgung, Farbmarkierungsverfolgung und Musterzentrierung;
• Im Gegensatz zu Infrarot-, Ultraschall- und Glasfasersensoren, die auf der Erkennung von Grenzen an einem einzigen Punkt basieren, verwenden CCD-Bildsensoren eine Bilderkennungslogik für das gesamte Bildfeld. Dadurch sind sie zu einem zentralen unterstützenden Sensorgerät für anspruchsvolle Produktionslinien wie den Mehrfarbendruck und die Präzisionsbeschichtung geworden.

Detaillierter Überblick über die beiden gängigen CCD-Bildsensoren von ARISE

A400 Wirtschaftlicher CCD-Bildsensor

Hardwarekonfiguration

Ausgestattet mit einem Standard-CCD-Bildsensor und einem 64-Bit-Dual-Core-Hochgeschwindigkeitsprozessor bietet der A400-CCD-Bildsensor eine schnelle Abtastrate. Dank des 4.3-Zoll-Farb-Touchdisplays können die aufgenommenen Bilder in Echtzeit visualisiert werden, was die Bedienung und Inbetriebnahme deutlich vereinfacht.

Kernleistungsvorteile

• Eingebauter adaptiver Umgebungslichtkompensationsalgorithmus, der Störungen durch Werkstattbeleuchtung und natürliches Licht wirksam entgegenwirkt und einen stabilen Betrieb ohne Signaldrift gewährleistet;
• Unterstützt drei Erkennungsmodi: Kantenerkennung, monochrome Linienerkennung und Erkennung einfarbiger Markierungen, mit One-Touch-Umschaltung zur Anpassung an verschiedene Materialien;
• 12-24VDC Weitspannungsnetzteil, nahtlos kompatibel mit der gesamten Produktpalette der Bahnführungssteuerungen von ARISE, einschließlich N300, S600 und S800;
• Staub- und ölabweisendes Gehäuse, geeignet für herkömmliche Produktionsbedingungen wie allgemeiner Druck, Textilien und Gummifolien.

Anwendbare Szenarien

Monochrom bedruckte Bahnen, Vliesstoffe, Gummifolien, allgemeine Selbstklebeetiketten und einlagige Laminatfolien. Geeignet für die Anforderungen an die Linien- und Kantenverfolgung in Produktionslinien mit niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit.

A600 Hochpräziser CCD-Vision-Sensor

Hardwarekonfiguration

Der A600 CCD-Bildsensor ist mit einer 5-Megapixel-HD-Flächenscan-CCD-Kamera ausgestattet und bietet ein Standard-Sichtfeld von 40 mm × 40 mm, eine Positioniergenauigkeit bis zu 0.02 mm und eine ultraschnelle Abtastung mit 1 ms. Er unterstützt die simultane Erkennung komplexer mehrfarbiger Muster.

Kernleistungsvorteile

• Unterstützt die Erkennung von mehrfarbigen Blöcken, mehrfarbigen Markierungen, komplexen Druckmustern und die Identifizierung mehrschichtiger Passermarken und eignet sich daher für hochwertige Farbdruckanwendungen;
• Hochgeschwindigkeitsbildgebung ohne Bewegungsunschärfe, geeignet für Hochgeschwindigkeits-Webproduktionslinien mit bis zu 400 m/min;
• Unterstützt die Speicherung mehrerer Bildvorlagensätze, wodurch voreingestellte Parameter beim Wechsel der Produktionsmaterialien per Knopfdruck abgerufen werden können und Ausfallzeiten bei der Inbetriebnahme reduziert werden;

Anwendbare Szenarien

Farbdruck für Zigarettenpackungen, mehrschichtige flexible Verbundverpackungen, pharmazeutische Blisterfolien, Farbetiketten, Positionierung von Lithiumbatterie-Elektrodenbeschichtungen und optische Funktionsfolien.

Anwendungsvergleichstabelle: CCD-Bildsensoren vs. Infrarot-/Ultraschall-/Lichtwellenleitersensoren

Sensor Typ	Kernerkennungsfähigkeit	Erkennungsziel	Positioniergenauigkeit	Anwendbare Bedingungen
Infrarotsensor	Web-Edge-Tracking	Lichtdurchlässige Folien, Kanten aus Vliesstoff	0.01 mm	Allgemeine Druckerei, Vliesstoffe, Produktionslinien für Raumtemperaturfolien, Folienschneiden und Laminierung
Ultraschallsensor	Web-Edge-Tracking	Kanten von transparenten und opaken Substratmaterialien	0.1 mm	Szenarien mit häufigen Substratwechseln
Optischer Fasersensor	Web-Edge-Tracking	Kanten dünner Materialien in Hochtemperaturöfen	0.03 mm	Beschichtung, thermische Laminierung, Hochtemperaturanwendungen und beengte Einbauräume
A400/A600 CCD-Vision-Sensor	Kantenverfolgung + Linienverfolgung + Farbmarkierungsverfolgung + Musterzentrierung	Bahnränder, gedruckte Linien, mehrfarbige Markierungen, individuelle Muster	0.02 mm	Farbdruck, Pharmazeutika, Lithiumbatterien und hochpräzise Produktion von High-End-Etiketten

Auswahlübersicht: Für Anwendungen, die lediglich die Bahnkantenverfolgung erfordern, werden Infrarot-, Ultraschall- oder Glasfasersensoren empfohlen. Für Produktionslinien mit Anforderungen an gedruckte Linien, Farbregistrierung oder Musterausrichtung sind CCD-Bildsensoren die bevorzugte Wahl.

Kernvorteile des CCD-Bildsensorsystems

1. Komplettlösungen aus eigener Entwicklung für eine stärkere Systemsynergie

Die Bildverarbeitungssensoren A400/A600, die Bahnführungssteuerungen der ARISE N/S-Serie, die SE-Servoantriebe und die kundenspezifischen Führungsrollenrahmen nutzen alle ein einheitliches Kommunikationsprotokoll. Die gesamte Ausrüstung wurde unabhängig entwickelt und gefertigt, was eine reibungslose Signalanpassung gewährleistet. Der Kauf des Komplettsystems reduziert den Aufwand für die Geräteanbindung und Inbetriebnahme erheblich.

2. Algorithmen, die speziell für die Bedingungen in heimischen Werkstätten optimiert sind

Mit Algorithmen, die für die typischen Herausforderungen der Produktionsumgebung in heimischen Fabriken optimiert sind – wie elektromagnetische Störungen, Staub- und Ölverschmutzung, starke Werkstattbeleuchtung und Temperaturschwankungen – gewährleistet das System einen stabilen, langfristigen Dauerbetrieb durch verbesserte Bildfilter- und Signalkompensationsalgorithmen.

3. Umfassendes, lokalisiertes Service-System für effiziente Lieferung und Kundendienst

Mit Niederlassungen in verschiedenen Regionen Chinas und qualifizierten Ingenieuren vor Ort bieten wir Dienstleistungen wie Standortanalysen für Produktionslinien, Anlageninstallation und Inbetriebnahme an. Standardmodelle sind ab Lager verfügbar, wodurch sich die Wartezeit für die Modernisierung von Produktionslinien unserer Kunden verkürzt. Darüber hinaus unterstützen wir mit unseren Servicenetzwerken in Vietnam und Indonesien die Umsetzung von Projekten für Exportkunden.

4. Proprietäre Kernalgorithmen mit Unterstützung für kundenspezifische Entwicklung

Durch die Nutzung der 6 Erfindungspatente des Unternehmens und zahlreicher Software-Urheberrechte für Bildverarbeitungsalgorithmen können wir eine spezialisierte Optimierung von Bilderkennungsprogrammen für die speziellen Substrate und kundenspezifischen Druckmuster unserer Kunden anbieten.

Anwendungen in der Mainstream-Industrie

1. Farbdruckindustrie für Zigarettenpackungen

Linienverfolgung und Bahnführung für die mehrfarbige Passergenauigkeit und komplexe Muster auf metallischem Karton, wobei feine Passermarken präzise erfasst werden, um den durch Passergenauigkeitsfehler verursachten Abfall deutlich zu reduzieren.

2. Pharmazeutische Verpackungsindustrie

Positionierung von Farbmarkierungen für Aluminium-Kunststoff-Blisterfolien und pharmazeutische Laminatfolien, um präzise Abmessungen bei Schneid- und Versiegelungsprozessen zu gewährleisten und die Reinheitsstandards für die Produktion zu erfüllen.

3. Lithiumbatterie-/Photovoltaikindustrie

Positionierung der Elektrodenbeschichtung und Zentrierung der bedruckten Photovoltaik-Rückseitenfolie, wodurch eine Kontrollgenauigkeit im Mikrometerbereich erreicht wird, um Produktfehler durch Fehlausrichtung der Beschichtung zu vermeiden.

4. Flexible Lebensmittelverpackungsindustrie

Farbmarkierungsverfolgung für farbige Verbundverpackungsbeutel und Selbstklebeetikettendruck, kompatibel mit Hochgeschwindigkeits-Beutelherstellungsmaschinen für synchronisierte Führung, um sicherzustellen, dass die fertigen Muster korrekt ausgerichtet und konsistent sind.

Über ARISE

Chongqing ARISE Technology Co., Ltd. konzentriert sich seit 25 Jahren auf Web-Control-Lösungen. Das Unternehmen ist als „Spezialisiertes, Raffiniertes, Einzigartiges und Innovatives“ (SRDI) „Kleiner Riese“ in Chongqing anerkannt, nach ISO 9001 und dem Managementsystem für die Integration von Informatisierung und Industrialisierung zertifiziert und seine Produkte verfügen über die internationalen EU-CE-, EMV- und ESD-Zertifizierungen.

Hauptprodukte: Bildverarbeitungssysteme, Systeme zur Überwachung der Beschichtungsqualität, Bahnführungssysteme, Spannungsregelungssysteme, Bahnüberwachungssysteme, Breiten- und Dickenmessung – ein umfassendes Sortiment intelligenter Bahnsteuerungstechnik. Das Servicenetz von Arise für Bahnsteuerungsprodukte erstreckt sich über mehr als 150 Länder und Regionen weltweit.