Als Hersteller eines Softwareproduktes für die optische Qualitätskontrolle beschäftigt sich NeuroCheck seit über 10 Jahren mit industrieller Bildverarbeitung auf PC-Basis. Einen wesentlichen Bestandteil solch eines Systems stellt seit jeher die Framegrabber-Karte zur Digitalisierung der aufgenommenen Bilder dar.
Dipl-Ing. Christian Demant, Geschäftsführer der NeuroCheck GmbH, Remseck
Bevor der Anwender eine Bildverarbeitungs-Software zur Lösung einer Prüfaufgabe verwenden kann, muss er seinen Rechner öffnen, eine Framegrabber-Karte eines von der Software unterstützten Herstellers „X” einbauen und diese anschließend mit einer oder mehreren Kameras des Herstellers „Y” über ein dazu passendes passives Kabel verbinden. Auch wenn ein Großteil der User diese Aufgabe lässig ohne jegliche Unterstützung meistert, hat die Erfahrung doch leider gezeigt, dass hieraus in der Praxis eine Vielzahl von Problemen resultieren kann. Der Einstieg in die eigentliche Lösung der Inspektionsaufgabe wird für einen Teil der Anwender dadurch wesentlich erschwert bzw. sogar teilweise unmöglich.
Die statistische Auswertung der TechSupport Anfragen im Unternehmen ergibt folgende prozentuale Verteilung der mit Problemen behafteten Schritte zur Lösung einer Inspektionsaufgabe:(1) Installation der BV-Software – 2%
(2) Installation der BV-Hardware inkl. Hard-ware-Treiber – 17%
(3) „Erste Bildaufnahme” – 14%
(4) Implementierung einer Prüfstrategie für die Inspektionsaufgabe – 9%
(5) Bedienung der Software allg. (Benutzer- interface) – 3%
(6) Generieren und Formatierung von Messdaten (Dateiausgabe) – 5%
(7) Anbindung an die (SPS-)Prozessperiphe- rie im Automatik-Betrieb – 12%
(8) Anwendbarkeit und Leistungsumfan einzelner Bildverarbeitungsfunktionen – 9%
(9) Erweiterung der Software über Interface-Programmierung (VB, C/C++-Programmierung für OLE oder Plug-In-DLLs) – 17%
(10) Sonstiges – 12%
Interessant bei diesen Zahlen ist, dass immerhin 31% der User ((2)+(3)), die in irgendeiner Form bei der Bearbeitung einer Bildverarbeitungsaufgabe Probleme haben, es nicht schaffen den Sensor, sprich die (CCD-)Kamera zu installieren und damit ein erstes Bild zu generieren! Dies ist für die betreffenden Personen natürlich ein sehr frustrierendes Erlebnis. Man scheitert mehr oder weniger beim „Bereitlegen der Werkzeuge”.
Die Gründe hierfür mögen unterschiedlicher Natur sein. Sicherlich tragen einige Anwender aufgrund mangelnder Kenntnisse im Umgang mit dem Betriebssystem Windows selber erheblich zu den Schwierigkeiten bei. Da wird schon mal eine MessageBox ungelesen weg geklickt oder man hält sich einfach nicht an die Installationsanweisungen und arbeitet nach dem Motto „Try & Error”. Offensichtlich ist aber auch, dass die Kombination aus Framegrabber-Karte und Kamera an sich eine komplexe Verbindung darstellt.
Ein Framegrabber-Hersteller kämpft im Prinzip an zwei Fronten: der zur Karte gehörende Treiber muss mit neuester PC-Hardware und -Betriebssystemen harmonieren, der Grabber in seiner Gesamtheit sollte in der Lage sein die Daten der unterschiedlichsten Kameratypen (und -Revisionen) interpretieren zu können. In Anbetracht der Vielzahl der verfügbaren Systeme auf beiden Seiten eine kaum zu meisternde Aufgabe. So mancher Framegrabber-Hersteller hat hier in der Vergangenheit auch erste deutliche Symptome von Überforderung bzgl. der modernen Softwaretechnologie (WDM, Plug&Play etc.) gezeigt. Framegrabber-Hersteller besitzen außerdem in Bezug auf die industrielle Bildverarbeitung oft kein „Systemwissen”, obwohl sie an der entscheidenden Schnittstelle zwischen Bilddatengenerierung und Bilddatenauswertung sitzen.
„Wer“ kann mit „Wem“
Als Software-Hersteller hat Neuroheck in der Vergangenheit versucht, die Komplexität für die Kunden durch Einschränkung der möglichen Permutationen, d.h. durch Empfehlung im Hause getesteter Hardware-Kombinationen, zu reduzieren. Leider gestaltet sich auch dieser Prozess oftmals zeitaufwendig, da weder Framegrabber- noch Kamera-Hersteller klare Aussagen machen können, „wer” denn nun mit „wem” 100%-ig funktioniert. Man ist also gezwungen, die Komponenten zu besorgen und anschließend ausgiebig zu testen. Ärgerlich dabei ist auch, dass oftmals ein spezielles Verbindungskabel teuer angefertigt werden muss. Auf diese Art und Weise dauert es oft eine gewisse Zeit, bis man z.B. eine brandneu am Markt verfügbare Kamera „freigeben” kann. Erfolgen zu einem späteren Zeitpunkt dann auf Seiten eines der beiden Partner technische Änderungen, führt dies oft zu nicht funktionierenden Systemen. Insgesamt eine für alle Beteiligten unbefriedigende Situation!
FireWire kann mit „Jedem“
Mit der Verfügbarkeit von industriell einsetzbaren FireWire-Kameras steht nun ein dramatischer Wandel bevor.
Der seit vielen Jahren obligatorische Framegrabber wird durch eine Standardkomponente aus dem Consumer-Bereich ersetzt: den FireWire-Adapter. Dieser Baustein ist bei einer Vielzahl von PCs sogar schon fest eingebaut (on-board).
Der Treiber hierzu kommt automatisch mit dem Betriebssystem Windows 2000 oder XP und weist die Qualität eines professionell implementierten Großserien-Softwareproduktes auf.
Die Installation des Treibers erfolgt ohne Eingriff des Users. Über ein standardisiertes, kostengünstiges und weltweit verfügbares Kabel können in Sekunden die Kameras angeschlossen werden.
Nach Installation eines vom Kamera-Hersteller gelieferten Gerätetreibers kann man loslegen. Die FireWire-Kamera meldet via Plug&Play die Präsenz am Bus und veröffentlicht ein Leistungs- und Parameterspektrum, das anschließend von der Anwendungssoftware intelligent interpretiert und modifiziert werden kann. Aufwändiges Lesen von Datenblättern und umständliches manuelles Einstellen von Framegrabber-Parametern entfällt völlig. Die Software „kommuniziert” also direkt mit der Kamera, der „Übersetzer” Framegrabber entfällt.
Mit FireWire macht die PC-gestützte Bildverarbeitung einen riesigen Schritt in Richtung „Plug&Play”. Während man bisher immer das ungute Gefühl hatte, doch mehr über Videotechnik und Framegrabber-Elektronik wissen zu müssen, lässt sich die Inbetriebnahme eines auf einer FireWire-Kamera basierenden Bildverarbeitungsystems mit dem Verbinden eines externen Diskettenlaufwerks an den Notebook vergleichen. Man fühlt beim Arbeiten mit FireWire-Kameras wörtlich die konkrete Bedeutung des so berühmten Zitates von Seymour Cray „make it simple”…
Erschließen neuer Kundengruppen
FireWire wird daher eine Vielzahl neuer Kundengruppen eröffnen. Die Hemmschwelle, sich mit industrieller Bildverarbeitung zu beschäftigen, wird für breite Anwenderschichten durch die verbesserte Bedienbarkeit weiter sinken. Der nun deutlich vereinfachte Umgang mit dem „Bildsensor” gibt dem Anwender mehr Zeit das zu tun, was eigentlich der Kern seiner Anstrengungen ist: die Lösung einer Inspektionsaufgabe für die automatisierte Fertigung. Software-Hersteller erwarten eine deutliche Reduzierung der Support- und Entwicklungsaufwendungen. Und statt mit zwei Lieferanten zu kommunizieren ist in Zukunft nur noch ein Partner relevant: der FireWire-Kamerahersteller.
Die hier eingesparten Ressourcen wird NeuroCheck in die permanente Fortentwicklung des Software-Produktes investieren, was letztlich dem Endkunden nochmals nützt. FireWire ist somit ein doppelter Gewinn für den Bildverarbeitungsanwender.
QE 526
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