Pixargus: Bildverarbeitung bei der Qualitätssicherung von Carbonfaser-Gelegen für Leichtbau-Fahrzeuge
Auf der Vision 2014 zeigt Pixargus die neueste Entwicklung zum Thema Bildverarbeitung: Systeme für die Inline-Messtechnik bei der umfassenden Inline-Qualitätskontrolle von Carbonfasergelegen, aus denen die Karosserieteile für eine neue Elektrofahrzeug-Generation eines führenden deutschen Premium-Autoherstellers hergestellt werden.
Bei der Herstellung von Carbonfaser-Gelegen prüfen die neuen WebControl Carbon Fiber Systeme von Pixargus hinter den Wirkeinheiten und den Binderautomaten die Qualität des Geleges vom Pulverauftrag bis zum Aufwickeln der Rollen. Sie umfassen Sensoren für die Vermessung und Inspektion beim Auftragen des Pulvers, beim Sintern, bei der Detektion von Gassen und der Analyse von Materialfehlern. Alle Messungen – mit Ausnahme derjenigen des Flächengewichtes – und die Inspektion erfolgen optisch.
Als Generalunternehmer liefert Pixargus mehrere Messsysteme, die untereinander vernetzt sind, und verknüpft die Messergebnisse der unterschiedlichen Sensoren auf einer „Landkarte“ zu einer Gesamtschau. So analysiert der Kunde die Resultate nicht isoliert voneinander, sondern sieht sie im Zusammenhang. Die Systeme entscheiden eigenständig über „liefern oder nicht“ … und in letzter Konsequenz über das Stoppen der Produktion.
Dr.-Ing. Jürgen Philipps, einer der Gründer und Geschäftsführer von Pixargus: „Eine der Herausforderungen für die Bildverarbeitung ist heute, die Ergebnisse unterschiedlicher Inspektionssysteme und Sensoren zu einer leicht interpretierbaren Information auf dem Bildschirm oder in Qualitätsreports zu bündeln. Dies erfordert auch bei der Bildverarbeitung ein Softwaredesign, das für verteilte Systeme im Rechnernetzwerk ausgelegt ist. Hinzu kommt der Einsatz der Systeme in der Industrie: Die Kunst des Könnens liegt nicht mehr allein in der Algorithmik, sondern vor allem in der Robustheit der Systeme. Sie müssen nicht nur natürliche Prozessschwankungen verkraften, sondern auch den Betrieb in einem industriellen Umfeld – 24 Stunden pro Tag und 360 Tage im Jahr.“
Vom Start-up zum Generalunternehmer für die vollständige Endkontrolle
In nur 15 Jahren hat sich Pixargus vom Drei-Mann Start-up zu einem technologisch führenden Unternehmen entwickelt, ohne dessen Bildverarbeitungssysteme die Produktion bei weltweit führenden Herstellern von Hightech-Komponenten nicht mehr denkbar ist.
Rene Beaujean, Björn Lindner und Jürgen Philipps hatten sich während ihrer Arbeit am Institut für Kunststoffverarbeitung der RWTH Aachen intensiv mit der Oberflächeninspektion und der Vermessung von Kunststoffprofilen befasst und Pixargus im Jahr 1999 als Spin-off des Instituts gegründet.
Aus diesen Anfängen hat das Unternehmen einen Prozess durchlaufen, der typisch für die Entwicklung von erfolgreichen, heute mittelständischen Bildverarbeitungsunternehmen ist: von der Einzel- zur Serienfertigung, vom einzelnen Sensor zur integrierten Qualitätssicherung, von isoliert voneinander ausgewerteten Messwerten zur Entscheidung über „liefern oder nicht“ … und in letzter Konsequenz zum Anfahren oder Stoppen der Produktion.
Schon mit dem ersten Produkt, ProfilControl, war Pixargus schnell zum führenden Anbieter von optischen Systemen für die Oberflächenkontrolle von Gummiprofilen in der Automobilbranche avanciert. Weltweit setzen fast alle großen Hersteller von automobilen Gummi-Profilen Systeme aus Würselen für Oberflächenüberwachung und Profilvermessung ein.
Kurze Zeit später hat Pixargus die ProfilControl Dimension (PCDX) Systeme für die Vermessung der Profile eingeführt, wenig später die Komplettlösung Dual-Head, die die Vermessung von Profilen und die Oberflächenkontrolle in einem System vereint. Um die Qualität bei der Extrusion von Gummiprofilen schon so früh wie möglich in der Wertschöpfungskette zu sichern, hat Pixargus die Profilkontrolle anschließend auch „stromauf“ erweitert – mit dem ProfilControlRoughness (PCR) 20/40 System hin zur automatisierten Kontrolle der Rohstoffe (compounds).
Im Laufe der Zeit ist das Leistungsangebot vielfältiger geworden. Neben der weltweiten Marktführerschaft mit ProfilControl, hat sich das Unternehmen zunehmend einen Namen als Spezialist für hochkomplexe Inspektionsaufgaben gemacht. Jürgen Philipps: „Pixargus zeichnet sich dadurch aus, dass wir sehr anspruchsvolle Spezialanforderungen lückenlos erfüllen können. Oder anders gesagt: Pixargus fängt dort an, wo andere aufhören. Den Grundstein unseres Know-hows in der Bildverarbeitung haben wir bereits lange vor der Unternehmensgründung gelegt, sodass wir heute auf einen 20-jährigen Forschungsvorsprung zurückgreifen können.“
Auf Basis der ersten Produkte entstanden Systeme für Kabel, Schläuche – erst für die Automobil-, später für die Medizinbranche – und Rohre, ferner für Scheibenwischer, Kunststoff-Fensterprofile und Präzisionsprofile aus Metall.
Ein weiterer Entwicklungsschritt des Unternehmens war der Übergang von der 360 ° Kontrolle von Profilen zu technisch anspruchsvollen Bahnwaren mit teilweise komplexen Texturen: Gewebe (woven) und Vliesstoffe (non-woven), Folien oder Platten. Die von Pixargus entwickelten Bildverarbeitungs-Algorithmen finden Fehler auch dann, wenn sie sich in stark texturierten Strukturen zu verbergen scheinen.
2014: Die Bildverarbeitung erobert das Fußballfeld
Die gleichen Technologien, die Pixargus für die Vermessung von Defekten auf durchlaufenden Profilen einsetzt, verwendet das Tochterunternehmen GoalControl für die Torlinienkontrolle auf dem Fußballfeld: Das Bildverarbeitungssystem, für das bis zu 14 Kameras im Stadion installiert werden, detektiert, ob der Ball die Torlinie überquert hat und sendet eine Nachricht an die Armbanduhr des Schiedsrichters. Das System hat bei der FIFA Fußball-Weltmeisterschaft™ 2014 in Brasilien seine Feuerprobe mit Bravour bestanden: Bei allen 64 Spielen wurde GoalControl erfolgreich eingesetzt. Es half den Spieloffiziellen bei vielen umstrittenen Szenen, insbesondere beim Tor von Bryan Ruiz für Costa Rica gegen Italien und im Spiel zwischen Frankreich und Honduras, bei dem der Schiedsrichter mit dem System auf „Tor“ entschied.
Über Pixargus
Pixargus entwickelt und produziert Systeme für die optische Inline-Vermessung und Inspektion von kontinuierlich laufenden Langwaren wie Profilen, Schläuchen, Rohren, Bahnen und Kabeln aus unterschiedlichsten Materialien. Gegründet 1999 als Spin-Off des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen hat sich Pixargus auf die optische Qualitätsüberwachung von Extrusionsprodukten aus Kunststoff und Kautschuk spezialisiert.
Systeme von Pixargus inspizieren Dichtungsprofile – beispielsweise für die Automobilindustrie – und Schläuche, Katheter, Kabel oder Fensterrahmenprofile sowie Rohmaterial (Compounds) aus thermoplastischen Elastomeren (TPE) und Gummi. Darüber hinaus stellt Pixargus Systeme für die Inspektion von Bahnwaren – texturiert, woven und nonwoven – her.
Weltweit setzen fast alle großen Hersteller von automobilen Gummi- und TPE Profilen Pixargus Systeme zur Oberflächenüberwachung und Profilvermessung ein. Auch in der Medizintechnik hat Pixargus mit der Inline-Oberflächeninspektion von Schläuchen neue Maßstäbe gesetzt.
Bei seinen Systemen für Carbonfasergelege kombiniert Pixargus die jahrelange Erfahrung mit der Sensorik – vorwiegend mit optischen Messsystemen für Gummi-Profile und Schläuche – mit dem Know-how über industrielle Produktionsprozesse und innovative Werkstoffe und avanciert damit zum Generalunternehmer für die vollständige Endkontrolle in der CFK-Fertigung.
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