Im Verkauf von Visionsystemen treffen wir oft auf Kunden, welche gerade ein Optimierungspotential in Bezug auf Qualitätsprüfung in Ihrem Unternehmen analysiert haben. Meist fehlt es dem Kunden jedoch an einer realistischen Kostenschätzung für die Lösung dieser Prüfaufgaben. Als erfahrener und etablierter Händler und Integrator von Visionsystemen möchten wir Ihnen in diesem Artikel ein Gefühl für die Kosten verschiedener Applikationen und Lösungen der optischen Qualitätsprüfung geben.
Worauf kommt es bei der optischen Qualitätsprüfung grundsätzlich an?
Eine Herausforderung bei der optischen Prüfung ist die Erstellung eines Bildes, welches mögliche Fehler gut sichtbar abbildet. Dies wird mittels richtiger Beleuchtung, Optik und Filter erreicht. Darüber hinaus muss die Kamera noch genügend Pixel bzw. Auflösung besitzen, um den Fehler sicher darstellen zu können. Dieses Zubehör beeinflusst den Preis eines Visionsystems in einem hohen Ausmaß. Des Weiteren ist es in vielen Fällen wichtig, dass das Visionsystem mit dem Prozessleitsystem des Kunden kommunizieren kann.
Bildverarbeitungssysteme: Alle Kombinationen im Überblick
Bei den Visionystemen mit Kameras wird zwischen drei verschiedenen Lösungsmöglichkeiten unterschieden. Zum einen gibt es Smart-Kameras, welche bereits seit vielen Jahren am Markt etabliert sind. Diese Kameras nehmen nicht nur ein Bild auf, sondern können dieses mit verschiedenen Werkzeugen (Softwaretools) interpretieren und Fehler erkennen. Eine weitere Vision-Lösung ist die Smart-Kamera mit integrierter Künstlicher Intelligenz (KI). Wie im Beitrag „Wie die KI die optische Qualitätsprüfung optimiert“ beschrieben, verhalten sich Smart-Kameras mit KI wie ein neuer Mitarbeiter, welcher an die optische Qualitätsprüfungsapplikation angelernt wird. Auch dieser Kamera muss ich beibringen, welche Teile gut sind und was etwaige Fehler sein könnten. Danach lernt das System von selbst.
1. Die Basis: Visionsysteme für einfachste Applikationen
Für einfache Bildverarbeitungsapplikationen verwenden wir gerne kleine Smart-Kameras, die sich händisch parametrieren lassen. Bei der Parametriersoftware gibt es verschiedenste Werkzeuge wie Mustererkennung, Kanten detektieren, uvm., um die Applikation lösen zu können. Eine anschauliche Applikation für diese Kameralösung im Bereich der Lebensmittelindustrie, wäre etwa die Überprüfung des Inhalts einer Pralinenschachtel auf Vollständigkeit. In dem Fall genügt eben eine kleine Industriekamera, die es schon ab 2000,- EUR zu kaufen gibt. Wollen Sie neben der Hardware auch sämtliche Serviceleistungen wie Installation, Dokumentation und Parametrierung dieses Visionsystems, beläuft sich der Betrag hier auf eine Summe zwischen 5000,- EUR und 10.000,- EUR
Für etwas komplexere Anwesenheitskontrollen wie beispielsweise bei der Herstellung von Leiterplatten, hat sich die Insight 2000 Smart-Kamera ebenfalls bewährt. Diese arbeitet zwar noch mit traditioneller Bildverarbeitung, verfügt aber bereits über programmierfähige Parameter und kann somit auch komplexere Muster unterscheiden oder Kanten detektieren.
Eine größere Herausforderung für Integratoren stellen Anwendungen zur Ortung von Bauteilen dar. Diese Art der optischen Prüfung verlangt bereits ein gehobeneres Visionsystem im Bereich der klassischen Bildverarbeitung. Dieser Anspruch ist zum Beispiel in der Automotivindustrie gefragt, wenn es um Vermessungen von Bauteilen oder um das Lesen von Schriftzeichen geht.
Die Hardware für eine solche Applikation kostet aktuell zwischen 5000,- EUR und 12.000,- EUR, wobei der Preis mit der Auflösung der Kamera steigt. Eine umfassende Systemlösung inklusive Hardware gibt es für einen Betrag zwischen 20.000,- EUR und 30.000,- EUR.
Eine immens hohe Auflösung ist etwa für die Kontrolle von 3-D-Kleberaupen auf Bauteilen der Automobilindustrie oder für Vermessungsaufgaben im Mikrometerbereich notwendig. Diese lässt sich je nach Situation entweder durch klassische Bildverarbeitung oder mithilfe von Künstlicher Intelligenz in der Form von Deep Learning einsetzen. Das entsprechende Visionprodukt erhält man für einen Kostenfaktor zwischen 15.000,- EUR und 30.000,- EUR. Die Gesamtlösung inklusive Software und allen erforderlichen Zusatzleistungen ist zwischen 40.000,- EUR und 70.000,- EUR wert.
3. Next Level: Smart-Kamera mit KI
Nun kommen wir zu Anwendungen für Smart-Kameras mit integrierter Künstlicher Intelligenz (KI). Diese ermöglichen etwa die verhältnismäßig preiswerte Kontrolle von Oberflächen in der Automobilindustrie. Hier kostet die Hardware alleine zwischen 10.000,- EUR und 20.000,- EUR, während die umfassende Systemlösung mit Serviceleistungen in einem Preisbereich zwischen 25.000,- EUR und 40.000,- EUR angesiedelt ist.
4. Think big: Die Full-Power-Variante
Nun zum Fall einer umfangreicheren Applikation für große und komplexe Produkte. Habe ich es etwa mit ganzen Motorblöcken zu tun, die auf bestimmte Merkmale zu kontrollieren sind? Dann kann eine Systemlösung zur optischen Prüfung gegebenenfalls mehrere Kameras erfordern. Andernfalls bietet sich auch die Option an, eine Kamera auf einen Roboter zu montieren und alle zu prüfenden Merkmale damit zu kontrollieren. Eine solche Anwendung übersteigt in der Regel die Kapazitäten einer Smart-Kamera mit integrierter KI, welche die geforderten Taktzeiten oft nur schwer realisieren kann. Stattdessen lohnt sich in dem Fall die Künstliche Intelligenz auf einen PC auszulagern und mit einer „unintelligenten” Kamera zu verbinden. Dazu ist ein extrem leistungsfähiger PC mit exzellenter performativer Arbeitskarte, einem enormen Arbeitsspeicher und von extremer Schnelligkeit notwendig. Überdies erfordert diese Applikation eine ausgezeichnete Grafikkarte. Insofern belaufen sich hier die Kosten allein für den PC schon auf eine Summe zwischen 7000,- EUR und 12.000,- EUR. Insgesamt ist für die Hardware mit einer Investition zwischen 30.000,- EUR und 50.000,- EUR zu rechnen. Die gesamte Integration des Visionsystems samt Zusatzleistungen erhalten Sie für eine Summe im Bereich von 80.000,- EUR bis 120.000,- EUR.
Konkrete Lösungen erfordern konkrete Aufgabenstellungen
Wir als Integrator holen unseren Kunden dort ab, wo er in seinem Projekt gerade steht. Als Händler liefern wir Ihnen gerne lediglich die Hardware, bei Fragen unterstützen wir Sie gerne mit unserem Know-how. Mindestens genauso gerne lösen wir Ihre Vision-Applikation als Gesamtprojekt in einem Rundum-Sorglos-Paket, das dem Kunden jedwedes Kopfzerbrechen abnimmt. Um bei großen Projekten mit vielen Unsicherheiten ein konkretes Angebot legen zu können, bieten wir unseren Kunden eine Machbarkeitsstudie an. Diese zeigt herstellerunabhängig, mit welcher Hardware die Aufgabenstellung gelöst werden kann.
