Intelligente Qualitätsprüfung von Parkett-Klebefugen
Fuge gut, alles gut
Natürliche Maserungen, warme Farbtöne, zeitlose Eleganz: Hochwertiges Parkett verleiht Räumen Atmosphäre. Scheucher aus Österreich vereint dafür Tradition mit Technologie – und setzt bei der Qualitätsprüfung von Mehrschichtparkett auf künstliche Intelligenz.
Zwei intelligente NXT-Kameras von IDS prüfen beim Parketthersteller Scheucher, ob Klebstoff in der Klebstofffuge von
Fertigparkett zwischen Decklage und Trägerschicht vorhanden ist. – Bild: Scheucher Holzindustrie GmbH
Parkett ist nicht gleich Parkett. Neben massiven Varianten ist besonders Mehrschichtparkett beliebt. Bei seiner Herstellung gilt es jedoch, mehrere Aspekte zu berücksichtigen, um ein hochwertiges, langlebiges und benutzerfreundliches Produkt zu erhalten. Beispielsweise beeinflusst die Wahl der Holzart, wie stabil das Parkett ist – und natürlich, wie es aussieht. Wie der Name schon verrät, besteht es aus mehreren Schichten, speziell aus einer Träger- und einer Nutzschicht. Als Träger setzt der Österreichische Parketthersteller Scheucher auf Fichte oder Kiefer. Für die Nutzschicht eignen sich dagegen viele Holzarten.
Dielen mit Klicksystem
Ein großer Vorteil des Fertigparketts: Es ist einfach zu verlegen. Viele Arten lassen sich schwimmend verarbeiten, müssen also nicht verklebt werden. Mit ein wenig handwerklichem Geschick können selbst Laien ihren eigenen Holzboden einbauen. Ein Klicksystem sorgt dabei für den exakten Sitz der Dielen. Das spart Zeit und reduziert Arbeitsaufwand. Wichtig dabei: Das Klicksystem muss präzise gefräst sein, damit die Paneele stabil und passgenau ineinandergreifen. Fehlerhafte Fräsungen führen zu Problemen bei der Verlegung und zu Instabilität. Dasselbe gilt auch für die Klebeverbindungen zwischen Träger- und Nutzschicht: Der Klebstoff muss gleichmäßig aufgetragen werden, um eine vollständige Abdeckung und eine gleichmäßige Verbindung zwischen den Schichten sicherzustellen. Lufteinschlüsse oder unregelmäßige Auftragsmengen führen zu Hohlräumen und verkürzen die Lebensdauer des Parketts. „In der Profilierung für unsere Multiflor-Parkettböden fräsen wir ein spezielles Klickprofil in die Dielen“, erläutert Dip.-Ing. Klaus Bauer, zuständig für Forschung und Entwicklung bei Scheucher. „Bei diesem Prozess kontrollieren zwei intelligente IDS-NXT-Kameras den Klebstoff in der Klebstofffuge zwischen Decklage und Trägerschicht.“
OK/Not OK-Paneele: Das Schlechtteil zeigt eine vermutlich unzureichende Verklebung. – Bild: IDS Imaging Development Systems GmbH
Qualitätskontrolle ohne PC
Scheucher beleuchtet dazu die bereits verleimten Parkettdielen mit UV-Licht. Der Klebstoff fluoresziert und Klebereste werden sichtbar. Um fehlerhafte Dielen zu erkennen, setzt das Unternehmen auf Bildverarbeitung mit künstlicher Intelligenz. Pro System erledigen das zwei NXT-Rio-Kameras von IDS. Indem ein neuronales Netz aufgespielt wird, werden die intelligenten Modelle zu leistungsfähigen Interferenzkameras. Sie entdecken die fluoreszierenden Klebefugen und verarbeiten die Bilddaten direkt per FPGA. Dieses Ergebnis geben sie an den Prozess weiter. Die Embedded-Lösung spart den Host-PC ein und senkt sowohl Energieverbrauch als auch Systemkosten. Dank verschraubbaren und IP-geschützten Steckverbindern sowie einem robusten Gehäuse sind sie industrietauglich. Das standardisierte Industrieprotokoll OPC-UA ermöglicht die Kommunikation mit Maschinen und Steuerungen.
Die Anwendungsentwicklung und Integration in das Fertigungssystem des Parkettherstellers war mithilfe des NXT-Rio-Experience-Kits von IDS schnell und einfach erledigt. Denn die Interferenzkamera-Komplettlösung für KI-Anwendungen in der industriellen Bildverarbeitung enthält alle Komponenten, die ein Anwender benötigt, um ein neuronales Netz in einer produktiven Umgebung zu erstellen, zu trainieren und auszuführen. Das Paket enthält sowohl die erforderliche Hardware als auch die benötigte Software: Einerseits die NXT-Rio-Industriekamera mit 1,6MP-Sony-Farbsensor inklusive Strom- und Datenkabel sowie Stativadapter und Objektiv, andererseits eine IDS-Lighthouse-Lizenz. Anwender können sich dadurch ganz auf die Applikation konzentrieren, ohne sich mit Deep Learning, Bildverarbeitung oder Kameraprogrammierung auskennen zu müssen.
Die NXT-Rio-Kamera von IDS erkennt fehlerhafte Klebefugen zwischen Parkettschichten. – Bild: IDS Imaging Development Systems GmbH
In 60 Mustern zum Ziel
„Um die Qualität unserer Klebeverbindungen zu kontrollieren, hatten wir bislang keine Bildverarbeitung in der Profilieranlage – weder regelbasiert noch intelligent“, erklärt Bauer. „Dennoch war es unser Ziel, auch als Laie diese Anforderungen mittels KI zu lösen.“ Da man bei Scheucher extrem seltene Fehler sucht, war die Herausforderung klar: genug Schlechtteilbilder für das Training des neuronalen Netzes zu finden. Aber das ist dem Unternehmen gelungen: „Am Ende benötigten wir rund 60 Gut- und Schlechtteilmuster, bis die KI gelernt hatte, die Grenze von OK zu Not OK zu erkennen.“ Jetzt werden fehlerhafte Paneele zuverlässig aussortiert und nachbearbeitet. Das System verhindert, dass Dielen mit mangelhafter Parkettverklebung an Kunden gelangen. „Damit sind wir einer der wenigen Hersteller am Markt, der das hundertprozentig kontrolliert“, freut sich Bauer. Zumal die Prüfung einer Diele weniger als 90ms dauert.
Intelligent statt regelbasiert
An sich ließe sich die Klebefuge auch mit klassischer, regelbasierter Bildverarbeitung prüfen – allerdings mit erhöhtem Programmieraufwand. Scheucher wollte jedoch eine intelligente Lösung finden. Denn damit ist das Unternehmen auf weitere Anwendungsfälle vorbereitet, bekräftigt Bauer: „Die Aufgabe war für uns ein guter Einstieg in die KI-gestützte Bildverarbeitung, besonders, weil der Lernerfolg so rasch kam.“ So steht der Weg offen für weitere Einsatzzwecke und für eine zukunftssichere, effiziente Fertigung. Mithilfe von intelligenten Bildverarbeitungssystemen lassen sich z.B. Objekte klassifizieren oder auf Defekte, Abweichungen und Qualitätsprobleme überprüfen. Das reduziert Fehler und steigert die Produktivität. Das KI-basierte Vision-Komplettsystem von IDS zeigt, dass das nicht hochkomplex sein muss oder Experten vorbehalten ist. Damit haben Scheucher und IDS etwas gemeinsam: Dank ausgeklügelter Systeme sind ihre Lösungen auch für Laien geeignet, die mit beiden gute Ergebnisse erzielen.
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