VMT Faserbündelkontrolle

Automatische Faserbündelkontrolle in der Dialysatorproduktion
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VMT Faserbündelkontrolle
VMT FiberBundleCheck ist ein Bildverarbeitungssystem zur automatischen Prüfung gewickelter Membranfaserbündel, bevor diese in das Filtergehäuse eingebracht werden. Das System erfasst die gesamte Mantelfläche des rotierenden Bündels und erkennt Partikel, Faserschlaufen, fehlorientierte Fasern, Dellen und Überstände der Umhüllungsfolie. Fehlerhafte Bündel werden im Linientakt ausgeleitet, bevor weitere Wertschöpfung in einen Ausschussfilter fließt. Manuelle Sichtprüfung des Faserbündels ist langsam, bedienerabhängig und bei hohen Stückzahlen nicht lückenlos dokumentierbar. VMT FiberBundleCheck ersetzt sie durch eine objektive, reproduzierbare Prüfung mit vollständiger Ergebnisdokumentation. Das System ist in zwei Konstellationen verfügbar: als Vision-Modul zur Integration in bestehende Bündelanlagen, angebunden über die Anlagensteuerung, oder als schlüsselfertige Prüfstation gemeinsam mit unseren Maschinenbau-Partnern, inklusive Handling und Rotationsmechanik. Die Applikation ist über mehrere Anlagengenerationen gewachsen und weltweit im Serieneinsatz.

Lückenlos

Rotierendes Bündel, überlappende Prüfbereiche über die gesamte Mantelfläche

Typwechsel automatisch

Prüfplan und Kameraparameter folgen dem Typcode der Anlagensteuerung

Selbstüberwachend

Schärfe- und Beleuchtungsprüfung des Kamerasystems in jedem Prüfzyklus

How it works

Bündelübernahme und Positionserkennung
Die Anlage hebt das gewickelte Bündel aus dem Transport und versetzt es in Rotation mit konstanter Oberflächengeschwindigkeit. Die Steuerung gibt Typcode und Startsignal an das Vision-System. Die Lage des Bündels in der Drehaufnahme unterscheidet sich von Bündel zu Bündel. Eine mehrstufige Lageerkennung tastet die linke Bündelkante sowie die innere und äußere Folienkante an; eine polynomiale Approximation legt die Prüfbereiche exakt auf die gekrümmte Bündelkontur. Alle nachfolgenden Prüfaufgaben arbeiten damit unabhängig von der Einlegeposition.
Prüfvorgang in zwei Kamerastationen
Die Bildaufnahme erfolgt mit Zeilenkameras während der Rotation, sodass die Mantelfläche in einem zusammenhängenden Bild abgebildet wird. Zwei Stationen mit unterschiedlicher Beleuchtungsgeometrie decken zwei physikalisch verschiedene Fehlerklassen ab: Station Rot – diffuses Auflicht mit steilem Einstrahlwinkel für Fehler, die sich über Helligkeit und Kontrast unterscheiden: dunkle Partikel im Einzel- und Doppelfolienbereich, helle Faserschlaufen zwischen den Folienlagen und an der Folieninnenkante, Fremdtextilien, Faser- und Folienüberstände sowie fehlerhafte Folienschnitte im Überlappbereich. Station Weiß – einseitig flach eingestrahltes Auflicht für erhabene Merkmale: fehlorientierte Fasern unter der Einzelfolie, Dellen in der Folie und Schweißpunkte. Die Prüfbereiche des Einzelfolienabschnitts überlappen sich, damit zwischen den Bereichen keine ungeprüfte Zone entsteht. Ergänzend wird der Bündelumfang gemessen und gegen die Typvorgabe bewertet.
Ergebnis, Selbstüberwachung und Dokumentation
Nach Abschluss der Bildaufnahme wertet das System aus und meldet ein Gesamtergebnis an die Anlagensteuerung: gut, nicht gut, Umfang außerhalb Toleranz oder Fehler in der Systemselbstprüfung. Die Steuerung leitet nicht konforme Bündel aus. In jedem Prüfzyklus prüft sich das Kamerasystem selbst auf Abbildungsschärfe und Beleuchtungshelligkeit und regelt die Belichtungszeit für die nächste Aufnahme nach. Die Fehlerbewertung ist gepuffert: einzelne Auffälligkeiten führen zur Ausleitung des betroffenen Bündels, erst mehrere aufeinanderfolgende Abweichungen lösen eine Anlagenmeldung aus. Damit wird eine driftende Optik erkannt, bevor sie zu Schlupf führt, ohne dass Pseudofehler die Linie stoppen. Ergebnisse, Statistiken und Prüfbilder werden auf der Station protokolliert und stehen für die Chargendokumentation zur Verfügung.
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How it works

Software & Usability

Bedienung
Grundlage ist die VMT-Bildverarbeitungssoftware VMT IS. Nach dem Einschalten startet die Software auf beiden Stationen selbständig im Automatikbetrieb; ein manueller Eingriff ist im Serienbetrieb nicht erforderlich. Die Oberfläche zeigt Kamerabild mit Ergebnisüberlagerung, aktiven Prüfplan, Messergebnisse, Gut-/Schlecht-Statistik und ein Online-Protokoll der letzten Messungen. Beide Stationen werden über eine gemeinsame Bedieneinheit erreicht.
Benutzerverwaltung und Dokumentation
Parameteränderungen sind nur nach Anmeldung mit Benutzername und Passwort möglich; beim Start des Automatikbetriebs wird der Benutzer automatisch abgemeldet. Der Audit Trail ist Bestandteil des VMT-Software-Cores: Eingriffe und Parameteränderungen werden nachvollziehbar aufgezeichnet. Damit unterstützt das System die Anforderungen an elektronische Dokumentation nach cGMP und 21 CFR Part 11; der konkrete Umfang wird projektspezifisch festgelegt. Prüfergebnisse und Statistiken werden fortlaufend protokolliert, bei Typwechsel wird die Statistik zurückgesetzt. Für die Sicherung der Anlagenkonfiguration steht eine Backup-Funktion mit vollständigen und parameterbezogenen Sicherungsständen zur Verfügung; jede Sicherung ist über Projekt, Station und Zeitstempel eindeutig benannt und lässt sich vollständig zurückspielen.
Konfiguration und Parametrierung
Für jeden Bündeltyp existiert ein eigener Prüfplan mit zugehörigem Kameraparametersatz. Die Auswahl erfolgt über den Typcode der Anlagensteuerung; eine ungültige Typvorgabe wird zurückgemeldet. Prüfaufgaben werden über Bildfilter und Auswerteschwellen parametriert – Bildvorverarbeitung zur Merkmalsextraktion, anschließend Bewertung über Mindestgröße, Kontur- und Winkeleigenschaften. Die Empfindlichkeit einer Prüfung wird über einen einzelnen Schwellwert verschärft oder entschärft, ohne Programmierung. Abhängigkeiten zwischen Prüfaufgaben sind in der Verwaltung farblich sichtbar, Prüfbereiche sind gegen versehentliches Verschieben gesperrt.
02
Software & Usability

Hardware

Kamera und Beleuchtung
Je Station eine hochauflösende Zeilenkamera mit Festbrennweiten-Objektiv und externem Trigger, angebunden über Gigabit Ethernet. Station Rot arbeitet mit zwei roten Linienbeleuchtungen als diffuses Auflicht, Station Weiß mit einem gerichteten weißen LED-Spot als Streiflicht. Kamera und Beleuchtung sind fest justiert; die Ausrichtung erfolgt einmalig über einen Einstellzylinder und bleibt über alle Bündeltypen unverändert.
Rotationshandling und Bildaufnahme
Das Bündel wird in einer Drehaufnahme angehoben und mit konstanter Oberflächengeschwindigkeit gedreht. Die Zeilenkamera nimmt getriggert über eine definierte Zeilenanzahl auf und erfasst so die vollständige Mantelfläche. Ein Clipping-Algorithmus sucht im Rohbild die charakteristischen Hell-Dunkel-Übergänge an Folieninnenkante und Folienlasche und beschneidet das Bild automatisch auf den relevanten Bereich. Die Belichtungszeitregelung wird auf dem unbeschnittenen Bild berechnet und für die nächste Aufnahme angewandt.
Systemplattform und Peripherie
Zwei Kamerastationen, je ein Industrie-PC im VMT-Schaltschrank. Die Kopplung an die Anlagensteuerung erfolgt über 24-V-Digital-Ein-/Ausgänge einer Industrie-I/O-Karte; übertragen werden Startsignal, Kameratrigger, Typcode, Betriebsart, Einzelergebnisse und Watchdog. Beide Stationen teilen Monitor, Tastatur und Maus über einen Umschalter. Versorgung 230 VAC.
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Hardware

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