{"id":235,"date":"2015-09-01T10:00:00","date_gmt":"2015-09-01T10:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/framos.com\/articles\/case-study-refind-sorgt-fuer-nachhaltigkeit-mit-bildverarbeitungs-basiertem-recycling\/"},"modified":"2024-04-24T21:19:50","modified_gmt":"2024-04-24T21:19:50","slug":"case-study-refind-sorgt-fuer-nachhaltigkeit-mit-bildverarbeitungs-basiertem-recycling","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/framos.com\/de\/fachartikel\/case-study-refind-sorgt-fuer-nachhaltigkeit-mit-bildverarbeitungs-basiertem-recycling\/","title":{"rendered":"Case Study: REFIND sorgt f\u00fcr Nachhaltigkeit mit bildverarbeitungs-basiertem Recycling"},"content":{"rendered":"

Die Idee, dass sich Kameras und Bildverarbeitungssysteme nutzen lassen, um elektronischen Abfall zu sortieren, kam dem Kernteam des schwedischen Start-ups Refind schon in der Uni. Hintergrundgedanke dabei war, den Wert von Abfall zu beziffern, bevor er \u00fcberhaupt recycelt ist – perfekt f\u00fcr das Wertstoffmanagement mit seinen engen Margen. \u00e2\u20ac\u017eEs war einfach zu sagen, dass sich die Idee realisieren l\u00e4sst, aber die tats\u00e4chliche Umsetzung in der Industrie gestaltete sich sehr viel schwieriger. Die Batterien liegen nicht unter Laborbedingungen auf dem Tisch, sondern sie kommen in den unterschiedlichsten Winkeln und Zust\u00e4nden\u201c, erkl\u00e4rt Farshid J. Harandi, Leiter Mechatronik bei Refind, die Herausforderungen. Einiges an Forschung und Entwicklung war n\u00f6tig, um das erste Modell des \u00e2\u20ac\u017eOptical Battery Sorter\u201c fertigzustellen, der momentan acht Batterien pro Sekunde sortiert. Mittlerweile erzielt das Unternehmen aus G\u00f6teborg mit sechs Mitarbeitern j\u00e4hrlich rund eine halbe Million Euro Umsatz und ist der einzige L\u00f6sungsanbieter. Die Kunden kommen haupts\u00e4chlich aus der Recyclingbranche, sie nutzen die Maschinen, um ihren Ertrag und die Reichweite zu steigern.<\/p>\n

Mehrwert f\u00fcr Recyclingprozesse<\/h3>\n

\"farshid-harandi_mediuml90igspm3CBsO\"Doch Refind ruhte sich nicht auf den ersten Erfolgen aus, sondern entwickelte einen Electronic Waste Sorter namens E-Grader und eine schnellere Version des Battery Sorters. \u00e2\u20ac\u017eWir gehen davon aus, dass unsere Ger\u00e4te die Art, wie elektronischer Abfall sortiert wird, auf der ganzen Welt ver\u00e4ndern\u201c, sagt Harandi. Es gebe global eine riesige Menge an Elektronikabfall, allein in den USA verlassen beispielsweise j\u00e4hrlich rund 140 Million Mobiltelefone den Markt. Das brachte die Schweden dazu, ihr Produktportfolio um den E-Grader zu erweitern, mit dem sich elektronische Kleinger\u00e4te sortieren lassen, zum Beispiel Handys. In den kleinen Ger\u00e4ten sind wertvolle Ressourcen verbaut, wie Gold, Kupfer und bestimmte Kunststoffe. In einer Tonne Mobiltelefone kann man rund 750 Gramm Gold finden. Doch beim Massenrecycling zu bestimmen, womit der beste Ertrag erzielt werden kann, ist manuell schwierig. So lassen sich zum Beispiel bestimmte Modelle noch in Schwellenm\u00e4rkte verkaufen. \u201cHier kommen wir ins Spiel, denn wir k\u00f6nnen genau sagen, was sich in einem Handy befindet und wie viel es vielleicht in einem anderen Markt noch wert ist. Dann kann es zu einem ganz anderen Preis verkauft werden, als sich durch Recyceln erzielen l\u00e4sst\u201c, erl\u00e4utert der Mechatronik-Leiter.<\/p>\n

Bilderkennung unter erschwerten Bedingungen<\/h3>\n

Die Technologie und Algorithmen hinter den Refind-Systemen sind ausgefeilt. Herzst\u00fcck ist die Bilderkennung und -verarbeitung zur Steuerung der Maschine im Sortierprozess. Batterien beispielsweise k\u00f6nnen in den unterschiedlichsten Formen daher kommen, von der Taschenlampen- bis zur Uhrenbatterie. Im Spektrum von 360 Grad k\u00f6nnen die Batterien in den unterschiedlichsten Winkeln liegen, manchmal sind sie besch\u00e4digt oder verschmutzt. Kein Wunder, dass das Sortieren kein Kinderspiel ist. \u00e2\u20ac\u017eMit diesem einen Blick m\u00fcssen wir sagen, um was es sich handelt. In der Datenbank haben wir Informationen \u00fcber 2500 Arten von Batterien und \u00fcber zwei Millionen Bilder\u201c, beschreibt Harandi den Prozess. Das sei deutlich anspruchsvoller als die Anforderungen, die bei der Qualit\u00e4tskontrolle gestellt werden, wo beispielsweise erkannt werden soll, ob eine Oberfl\u00e4che glatt ist oder eine Millimeterbreite stimmt.<\/p>\n

\"refind-battery-sorter\"<\/p>\n

Beim automatischen Erkennen von Objekten ist vor allem das Licht entscheidend. Will man die Gr\u00f6\u00dfe eines Objekts messen, sind bei zu kurzer Belichtungszeit die R\u00e4nder nicht mehr gut zu sehen, erst mehr Licht und Kontraste sorgen f\u00fcr bessere Bilder. Dar\u00fcber hinaus kommt es vor allem auf eine konstante Wiederholbarkeit an: Ist beispielsweise jeder zehnte Puls langsamer als die anderen Pulse, wird das Bild schlechter. Die Herausforderung besteht darin, in der Bildverarbeitung nicht nur \u00e4u\u00dferst akkurat zu sein, sondern zugleich mit einer sehr kurzen Belichtungszeit des Objekts auszukommen. Daf\u00fcr eignet sich insbesondere LED-Licht. In der ersten Version des Battery Sorter hatte Refind eine eigene Beleuchtungs-Steuerung mit einer maximalen Spannung von 48 Volt und verschiedene LED-Treiber im Einsatz. F\u00fcr die zweite Version wollte man die Mechanik upgraden, um einen h\u00f6heren Durchsatz an Batterien zu erreichen.<\/p>\n

LED Blitzsteuerung beschleunigt Durchsatz<\/h3>\n

\"smartek-vision-ipsc2_1000px\"\u00e2\u20ac\u017eMit den alten Beleuchtungs-Steuerungen ergab sich ein Stau, weil bei mehr Batterien weniger Belichtungszeit zur Verf\u00fcgung stand. Wir brauchten also st\u00e4rkeres Licht, um ein Freeze-Motion-Bild in der gleichen Qualit\u00e4t zu bekommen.\u201c, berichtet Farshid Harandi. Der Mechatronik-Leiter sah sich im Markt um und stie\u00df dabei auf den LED Strobe Controller IPSC2 von SMARTEK Vision, der mit zwei Kan\u00e4len und als einziges Ger\u00e4t \u00fcberhaupt mit Hochspannungsimpulsen von bis zu 200 Volt arbeitet. \u00e2\u20ac\u017eMit der SMARTEK-Blitzsteuerung k\u00f6nnen wir viermal st\u00e4rker beleuchten und nun mit 20 Batterien pro Sekunde doppelt so viel wie vorher sortieren. Wir waren selbst erstaunt \u00fcber diese Verbesserung und konnten unter anderem dank der st\u00e4rkeren Helligkeit mit unserem Next-Generation-Produkt aufwarten\u201c, sagt Harandi. Die neuen Maschinen sortieren eine halbe Millionen Batterien t\u00e4glich, das entspricht einem Minimum von 600 Kilo pro Stunde. Eigentlich erm\u00f6glicht der IPSC2-Controller sogar das Sortieren von einer Tonne pro Stunde, diese Kapazit\u00e4t wird jedoch genutzt, um problematische Batterien erneut zu erfassen. Die Kunden sind mit dieser L\u00f6sung hochzufrieden.<\/p>\n

Robustheit und Flexibilit\u00e4t<\/h3>\n

Als weiteren wichtigen Grund f\u00fcr die Entscheidung nennt Farshid Harandi die Robustheit und Resilienz der SMARTEK-Blitzsteuerung: \u00e2\u20ac\u017eIch habe das Testger\u00e4t unter sehr schwierigen Bedingungen auf die Probe gestellt, mit harschen Temperaturunterschieden, Einfrieren und schnellem Ein- und Ausschalten – die Lichtqualit\u00e4t war dabei immer gegeben\u201c. Als gro\u00dfen Pluspunkt des IPSC2-Controllers nennt Harandi zudem die Schnittstelle mit weitgehenden Steuerungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr den Anwender. \u00e2\u20ac\u017eWenn es eine Limitation irgendwo auf dem Controller g\u00e4be, w\u00fcrde man das sehen. Wichtig war f\u00fcr uns zudem, dass sich die Voltzahl ver\u00e4ndern l\u00e4sst und diese Funktion nicht wie bei anderen Controllern versteckt ist\u201c, so der Experte. Die Feinsteuerung f\u00fcr die Konfiguration sei sehr exakt. Nicht jedes Licht und jede Intensit\u00e4t ist f\u00fcr jede Anwendung gleicherma\u00dfen geeignet. Schaut man auf ein gro\u00dfes Ger\u00e4t, wie einen iPod oder ein Tablet (bei Elektronik-Schrott), ist das Licht weiter entfernt und im Vergleich zu einem kleineren Ger\u00e4t wird eine Anpassung n\u00f6tig. Deshalb nutzt Refind spezifische Bildverarbeitungssysteme f\u00fcr unterschiedliche Bereiche der Maschine. Sie sind zudem je nach Maschine und Standort mit ganz unterschiedlichen Parametern fein-getunt – beispielsweise um die UV-, RGB- oder Laserlichtquelle jeweils unterschiedlich, f\u00fcr andere Zeiten und Stromst\u00e4rken anzusteuern. Die Steuerung ist entscheidend, um das System jeweils anzupassen und zu modifizieren. \u00e2\u20ac\u017eDiese Flexibilit\u00e4t ist sehr wichtig f\u00fcr uns\u201c, erkl\u00e4rt Farshid Harandi.<\/p>\n

\"refind-battery-sorter-graphic\"<\/p>\n

Support sorgt f\u00fcr profundes Detailwissen<\/h3>\n

Weil die G\u00f6teborger immer genau dieselben Lichtkonditionen brauchen, m\u00fcssen sie genau wissen, was in der Steuerung vor sich geht. Ein wichtiger Bestandteil ist der Kondensator (Capacitor), eine sehr schnelle Batterie, mit der sich nach Wunsch langsam oder schnell die Energie extrahieren und in unterschiedliche Kan\u00e4le leiten l\u00e4sst. Ganz \u00e4hnlich wie bei einem Eimer voll Wasser mit L\u00f6chern, kann beim IPSC2-Controller kontrolliert werden, durch welche L\u00f6cher wie schnell und stark das Licht kommt. Nach der \u00e2\u20ac\u017eAussch\u00fcttung\u201c wird die Energie wieder aufgef\u00fcllt. Es gibt eine maximale Menge an Energie, die dabei nutzbar ist, ein wichtiger Wert, der dar\u00fcber entscheidet, ob sich eine Anwendung umsetzen l\u00e4sst. Dabei wollte es Refind ganz genau wissen und hinterfragte bei SMARTEK Visions\u2018s Distributor, dem Bildverarbeitungsspezialisten FRAMOS, sehr genau: \u00e2\u20ac\u017eDer Support \u00fcbertraf unsere Erwartungen bei weitem: FRAMOS stellte uns z.B. Excel-Sheets zur Verf\u00fcgung, in denen wir jeweils Energieverbrauch und W\u00e4rmeverlust (heat dissipation) berechnen konnten. Indem wir verifizieren konnten, was bei einer bestimmten Konfiguration in der Steuerung passiert, konnten wir uns sicherer sein, dass wir immer wieder die gleichen Bedingungen reproduzieren k\u00f6nnen\u201c, erz\u00e4hlt Harandi.<\/p>\n

Simulation macht Trial-and-Error \u00fcberfl\u00fcssig<\/h3>\n

\u201cWeil wir jetzt f\u00e4hig sind, die Ausgangsleistung effektiv zu simulieren, k\u00f6nnen wir geplante Systeme evaluieren ohne sie vorher zu bauen\u201c, nennt der Mechatronik-Experte einen weiteren Vorteil der SMARTEK-L\u00f6sung und des FRAMOS Supports. Und das ist wichtig, denn die LED-Blitzsteuerungen sind zunehmend st\u00e4rker in das Gesamtsystem integriert. \u00e2\u20ac\u017eDie Speed-Limits von Kamerasensoren werden immer h\u00f6her, die Bandbreite steigt und Schnittstellen ver\u00e4ndern sich – da muss alles andere mitwachsen. Die Nutzung von LED Strobe Controllern ist keine Ausnahme mehr wie fr\u00fcher, sondern die Regel, weil sie schneller mehr Licht liefern und raschere, bessere Entscheidungen erm\u00f6glichen\u201c, so der Mechatronik-Leiter. Das schwedische Unternehmen nutzt die IPSC-Controller sogar daf\u00fcr, bei neuen Maschinen Abweichungen im bildverarbeitenden System aus Kamera, Sensoren und Lichtquellen zu korrigieren. Diese Feinsteuerung ist den G\u00f6teborgern besonders wichtig. Aufgrund der guten Erfahrungen nutzt Refind die LED Blitzsteuerungen von SMARTEK Vision nun auch im neuen Produkt Electronic Waste Sorter.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Refind Technologies entwickelt Systeme, die automatisch Elektronikschrott sortieren und somit f\u00fcr mehr Nachhaltigkeit sorgen. Ein ausgekl\u00fcgeltes Bildverarbeitungssystem, das Zugriff auf Millionen Referenz-Bilder hat, ist f\u00fcr die Erkennung der jeweiligen Objekte zust\u00e4ndig. Durch das von FRAMOS unterst\u00fctzte Projekt mit LED-Blitzsteuerungen von SMARTEK Vision konnte Refind den Durchsatz seiner Maschine jetzt verdoppeln.<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":240,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false},"article-category":[],"article-tag":[],"class_list":["post-235","articles","type-articles","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/articles\/235","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/articles"}],"about":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/articles"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=235"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/240"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=235"}],"wp:term":[{"taxonomy":"article-category","embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/article-category?post=235"},{"taxonomy":"article-tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/article-tag?post=235"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}