Eine 10- bis 20-fache höhere Genauigkeit in der Positionserkennung durch PatMax befreit die BV-Anwender von vielen bisherigen Einschränkungen und Problemen. Höchste Präzision und extrem kurze Rechenzeiten, flexible Vielseitigkeit und höhere Zuverlässigkeit erschließt völlig neue Möglichkeiten von Anwendungen in den unterschiedlichsten industriellen Bereichen.
Dipl.-Ingenieur Kamillo Weiss, freier Fachjournalist, Leinfelden-Echterdingen
Diese fundamental neue Vision-Software ist bereits für die Technologie der Intel MMX Prozessoren optimiert und erprobt.
Die bisher allgemein verwendeten Verfahren von binärer Bildverarbeitung bis hin zur normierten Korrelation und den damit verbundenen Einschränkungen in den Applikationen sind nun Methoden der Vergangenheit. Das Softwareverfahren PatMax ist von grund-legender Bedeutung für alle industriellen Bereiche der Qualitätssicherung, Positionsbestimmung, Roboting und Handling, Leiterplattenbestückung und Bondautomaten, als auch der Lebensmittel- und Verpackungs-industrie.
Als neue Dimension und Fortsetzung des bisher verwendeten Begriffes der Bildanalyse setzt der Entwickler den Begriff des Image understanding – die Systemfähigkeit Bilder zu verstehen.
Eines der Probleme bisheriger Visionsysteme liegt unter anderem im Subpixelbereich. Hier lag die Meßgenauigkeit bisher bei ¼ bis maximal 1/10 Pixel bei unverdrehten Teilen. Bei geringfügig verdrehten Teilen, wie zum Beispiel um 5 Grad, sank die Ungenauigkeit auf schlechter als +/- 1 Bildpunkt. Bereits sehr kleine Verdrehungen des Werkstückes im Bildraster bildeten eine absolute physikalische Grenze in den bisherigen Analyseverfahren. Insbesondere in der Halbleiterindustrie mit seinen immer feineren Strukturen entstanden erhebliche Probleme in der Produktabbildung.
BV-Verfahren scheiterten außerdem an den nicht vorhersehbaren Effekten von Lichtbrechungen, Beugung und Spiegelungen.
Algorithmen höchsterZuverlässigkeit
PatMax arbeitet weitgehend kontrastunabhängig. Dies ist ein entscheidender Beitrag für die Sicherheit in der Teileerkennung unter schwierigsten Bedingungen. Aufwendige Systeme zur Schaffung von Durchlichtverhältnissen sind nun überflüssig. Mit der neuen Softwaregeneration erfolgt die Beschreibung eines Musterteiles nicht als grauwertkorrelierte Pixelwolke, sondern als ein aus geometrischen Grundstrukturen – wie Linien und Kreisbögen – zusammengesetztes mathematisches Modell.
Diese Technologie ermöglicht es auch, daß selbst bei einer bis zu 60 %igen partiellen Abdeckung das Teil mit Zuverlässigkeit erkannt wird. Für die Vermessung und Posi-tionsbestimmung eines Werkstückes in den X- und Y-Achsen wird eine Genauigkeit von bis zu 0,025 Pixel erzielt und die Bestimmung der Drehlage erfolgt mit einer Genauigkeit bis zu 0,02 Grad.
Von großer Bedeutung ist die Fähigkeit der extrem genauen Größenerkennung eines Teiles innerhalb eines Bereiches von 50 bis 200 % der tatsächlichen Größe. Die sichere Erkennung einer Größenänderung um 4/10.000stel der eingelernten Größe erschließt extrem genaue Abstandsbestimmung für hochgenaues Handling. Damit erschließen sich bislang ungenutzte Anwendungen in der Elektronikindustrie als auch in allen Bereichen der Präzisionsmontage. Außerdem kann es auch als wichtiges partielles Merkmal in der Qualitätssicherung dienen. Dies kann zum Beispiel die Dickenmessung sein, oder auch die Feststellung und Lokalisierung von Eindellungen in der Verpackungsindustrie.
Aufgaben – für die bislang mehrere Kameras in unterschiedlichem Blickwinkel notwendig waren – können nun mit einer Kamera und einer Systemsoftware inklusive einfacher Bedienungsoberfläche mit wesentlich höherer Zuverlässigkeit gelöst werden. Damit kann eine bislang aufwendige Präzisionszuführung der Teile und anderer peripherer Aufwand entfallen. Bildverarbeitungsgerechte konstruktive Hilfsmaßnahmen der Teile mit sogenannten Passermarken erübrigen sich.
Vielseitigkeit
PatMax läuft auf mehreren Hardware-Plattformen und ist vor allem für Anwendungen auf die Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung mit den neuen Pentium MMX Prozessoren von Intel optimiert und erprobt.
Die Software wird zunächst mit der neuen Systemgeneration 8000 des Anbieters eingeführt. Die verschiedenen Anwendungsgebiete werden leistungsmäßig durch die Systemvarianten von 8100, 8100X, 8100XE sowie 8200 abgedeckt. Alle Systeme können das Betriebssystem Windows NT 4.0 nutzen.
Als embedded-Version bietet das Hochleistungssystem 8200 den Vorteil, daß sie in PCs mit beliebig anderen Betriebssystemen wie UNIX, Lynux oder OS2 eingesetzt werden können. Verfügbar ist diese neue Baureihe seit Januar 1998. Aber auch die bewährte Plattform von Checkpoint wird die Option auf PatMax bekommen.
Sowohl die Positionserkennung als auch die Inspektion – die Eigenschaft des Systems, die Abweichungen von bekannten Merk-malen sehr sensibel zu detektieren – können mit Geschwindigkeiten von 5 bis 20 Teilen pro Sekunde ablaufen. Ein weiterer Faktor für die hohe Zuverlässigkeit der Systeme von Cognex ist das enorme Know-how von weltweit mehr als 60 000 installierten Vision-systemen und die sehr umfangreiche Softwarebibliothek.
Weitere Informationen A QE 407
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