FARBEN IM BLICKFELD
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FACHBEITRAG Automatische Farberkennung auch für anspruchsvolle Anwendungen FARBEN IM BLICKFELD Unterschiedliche Farben und Schattierungen im Bruchteil einer Sekunde zu erkennen und zu unterscheiden ist eigentlich eine Spezialität des menschlichen Auges. Sensoren, die nach dem so genannten Dreibereichsverfahren arbeiten, übertreffen das menschliche Auge mittlerweile jedoch bei weitem. Die automatische Farberkennung erobert sich deshalb immer weitere Einsatzbereiche, angefangen bei der Verpackungs- und Druckindustrie bis hin zur Qualitätskontrolle in automatischen Fertigungsprozessen und beim Separieren unterschiedlicher Komponenten. In Zukunft könnte sich dieser Trend noch weiter verstärken. Neue Standardsensoren überzeugen heute durch ein besonders günstiges Preis-/Leistungsverhältnis, das die automatische Farberkennung für viele Einsatzbereiche jetzt noch interessanter macht. Prinzipiell kann man bei Farbsensoren zwischen zwei Varianten unterscheiden: Sensoren, die Farben wiedererkennen und „echten“ Farbsensoren, die – vergleichbar einer Waage mit geeichter Skala – Farben absolut erfassen. Letztere haben in der Praxis jedoch einen Nachteil: Sie sind nicht nur teuer, sondern meist für schnelle Online-Messungen zu langsam. Hier sind Sensoren, die Farben nicht messen, sondern wiedererkennen, die bessere Wahl, zumal die vergleichende Messung praktikablere Ergebnisse liefert. Gut-/schlecht-Aussagen sind meist sinnvoller, als die genauen RAL-Farbtöne oder RGB-Werte zu kennen. Wiedererkennende Farbsensoren arbeiten dennoch keineswegs ungenau, nur weil sie die Farbanteile nicht absolut messen. Mit der vergleichenden Farbmessung nach dem so genannten Dreibereichsverfahren lassen sich alle Farbschattierungen unterscheiden, die mit dem menschlichen Auge wahrnehmbar sind, also mehrere 100.000 Farbtöne. Vergleichende Farbmessung: das Dreibereichsverfahren Wie die vergleichende Farbmessung bzw. die Farbwiedererkennung funktioniert, ist vom Prinzip her einfach zu verstehen: Das Prüfobjekt wird zunächst von einer LED mit Weißlicht oder nach den Gesetzen der additiven Farbmischung sukzessiv mit rotem, grünen und blauen Licht beleuchtet. Das Licht wird auf eine Fotodiode reflektiert. Die spektralen Teillichtströme für Rot, Grün und Blau werden ausgewertet und mit gespeicherten Referenzwerten verglichen. Je nach Ergebnis des Vergleichs signalisiert der Ausgang „Farbe erkannt“ bzw. „Farbe nicht erkannt“. Um die entsprechenden Referenzwerte zu hinterlegen, lassen sich bei den neuen Farbsensoren von Contrinex beispielsweise für bis zu drei Kanäle per Knopfdruck im TeachIn-Verfahren die entsprechenden Farben bzw. Farbschattierungen einlernen. Dabei sind für jeden Kanal die Schalttoleranzen jeweils in fünf Abstufungen einstellbar. Dadurch können die Geräte einerseits feinste Nuancen erkennen, andererseits aber – falls gewünscht – auch eine gewisse Farbvariation zulassen. Zuverlässige Farberkennung auch für anspruchsvolle Applikationen Für eine genaue und konsistente Farberkennung müssen jedoch einige grundsätzliche Bedingungen erfüllt sein. Eine besondere Herausforderung für eine zuverlässige Erkennung stellt die reflektierte Lichtstärke dar. Deshalb sollte der Abstand zum Objekt normalerweise möglichst klein und gleichbleibend sein. Eine regelmäßige Korrektur, z.B. eine Messung des Untergrunds, gilt ebenfalls als obligatorisch. Sie wirkt praktisch als Eichung, die immer nach einer bestimmten Anzahl von Messungen vorgenommen werden sollte, um die Genauigkeit der Ergebnisse auch langfristig zu gewährleisten. Um auch dann eine genaue und zuverlässige Farberkennung zu garantieren, wenn die Applikationsgegebenheiten nicht optimal sind, Aufbau der Optik 14 TR N° 5 - Mai 2010
