Schon in der Uni hatte das Kernteam des schwedischen Start-ups Refind die Idee, Elektroschrott mit Hilfe einer industriellen Bildverarbeitung (IBV) sortieren zu lassen. Zudem sollte das System den Wert der Schrottteile zu beziffern, bevor sie überhaupt recycelt sind – ein wichtiger Fortschritt für das Wertstoffmanagement mit seinen engen Margen. Eine riesige Menge an Elektronikabfällen muss entsorgt werden, allein in den USA verlassen beispielsweise jährlich rund 140 Million Mobiltelefone den Markt. In einer Tonne davon kann man rund 750 g Gold finden, dazu Kupfer und bestimmte Kunststoffe. Doch beim Massenrecycling zu bestimmen, womit der beste Ertrag erzielt werden kann, ist schwierig. Manche Handys bringen mehr Geld, wenn man sie in Schwellenländer verkauft, anstatt sie auseinanderzunehmen und zu verwerten. Mit Refind können Verwerter diese Entscheidung der Maschine überlassen.
Bilderkennung unter erschwerten Bedingungen
Herzstück der schwedischen Lösungen ist die Bilderkennung und -verarbeitung, die auf Millionen von Referenzbildern zugreift, um die Maschine im Sortierprozess zu steuern. Batterien beispielsweise können in den unterschiedlichsten Formen daher kommen, von der Taschenlampen- bis zur Uhrenbatterie. Sie liegen in den verschiedensten Positionen, manchmal sind sie beschädigt oder verschmutzt. Die Erkennung sei deutlich anspruchsvoller als die Anforderungen, die bei der Qualitätskontrolle gestellt werden, wo beispielsweise erkannt werden soll, ob eine Oberfläche glatt ist oder eine Millimeterbreite stimmt, erläutert Farshid J. Harandi, Leiter Mechatronik bei Refind. Möglich macht dies eine Datenbank mit Informationen zu 2500 Arten von Batterien ergänzt um 2 Millionen Bilder, die als Referenz dienen.
Die Erkennungsleistung ist bei kurzen Belichtungszeiten stark abhängig von ausreichender Beleuchtung und hohen Kontrast. Dafür eignet sich insbesondere LED-Licht. In der ersten Version des Battery Sorter hatte Refind eine eigene Beleuchtungs-Steuerung mit einer maximalen Spannung von 48 V und verschiedene LED-Treiber im Einsatz. In der zweiten Version sollte ein höherer Durchsatz an Batterien erreicht werden. Dafür musste eine stärkere Beleuchtung her. Auf der Suche nach Alternativen stieß der Mechatronik-Leiter auf den LED Strobe Controller IPSC2 von Smartek Vision, der mit zwei Kanälen und als einziges Gerät überhaupt mit Hochspannungsimpulsen von bis zu 200 V arbeitet. Damit war Bbeleuchtung möglich, der Durchsatz bei der Batterieerkennung verdoppelte sich auf 20 Stück pro Sekunde.
Ein weiterer Pluspunkt des IPSC2-Controllers sind die umfangreichen Steuerungsmöglichkeiten. „Wichtig war für uns, dass sich die Voltzahl verändern lässt und diese Funktion nicht wie bei anderen Controllern versteckt ist“, betont Harandi. Nicht jedes Licht und jede Intensität ist für alle Anwendungen gleichermaßen geeignet. Bei der Erkennung von großen Geräten im Elektronik-Schrott, wie einem iPod oder einem Tablet, ist das Licht weiter entfernt und im Vergleich zu einem kleineren Gerät wird eine Anpassung nötig. Deshalb nutzt Refind spezifische Bildverarbeitungssysteme für unterschiedliche Bereiche der Maschine. Sie sind zudem je nach Maschine und Standort mit ganz unterschiedlichen Parametern justiert – beispielsweise um die UV-, RGB- oder Laserlichtquelle jeweils unterschiedlich, für andere Zeiten und Stromstärken anzusteuern. Die Steuerung ist entscheidend, um das System jeweils anzupassen und zu modifizieren. „Diese Flexibilität ist sehr wichtig für uns“, erklärt Farshid Harandi.
Support sorgt für profundes Detailwissen
Ein wichtiger Bestandteil des Blitzlicht-Controllers ist der Kondensator, mit dem sich nach Wunsch die Energie langsam oder schnell extrahieren und in unterschiedliche Kanäle leiten lässt. Es gibt eine maximale Menge an Energie, die dabei nutzbar ist, ein wichtiger Wert, der darüber entscheidet, ob sich eine Anwendung umsetzen lässt. Weil die Schweden immer genau dieselben Lichtkonditionen brauchen, müssen sie exakt wissen, was in der Steuerung vor sich geht. Sie fragten daher bei Framos, Distributor von Smartek Vision, nach den technischen Details. Der Support übertraf die Erwartungen von Refind. So stellte Framos zum Beispiel Excel-Sheets zur Verfügung, in denen sich jeweils Energieverbrauch und Wärmeverlust des Kondensators berechnen lassen.
Auf dieser Basis ist es möglich, die Ausgangsleistungen effektiv zu simulieren. So können nun auch geplante Systeme evaluiert werden, ohne sie vorher zu bauen. Und das ist wichtig, denn die LED-Blitzsteuerungen sind zunehmend stärker in das Gesamtsystem integriert. „Die Bildfrequenzen von Kamerasensoren werden immer höher, die Bandbreite steigt und Schnittstellen verändern sich – da muss alles andere mitwachsen. Die Nutzung von LED-Strobe-Controllern ist keine Ausnahme mehr wie früher, sondern die Regel, weil sie schneller mehr Licht liefern und raschere, bessere Entscheidungen ermöglichen“, so das Fazit von Farshid J. Harandi.
