Smarte Lösung

Dr. Helge Moritz, Geschäftsführer, in-situ GmbH & Co. KG, Sauerlach

In seiner vollen Funktionalität besteht das Bildverarbeitungssystem in-smart von in-situ aus folgenden Komponenten:

– einer digitalen Kamera

– einer robusten Verarbeitungseinheit

– einer einfachen Bedienungskonsole

– einer problemspezifischen Beleuchtungseinheit

– mehreren Schnittstellen (I/O, Ethernet, RS232 und Lichtsteuerung)

– dem vollen Service des in-situ – Teams

Die Verarbeitungseinheit hat es „in sich“: Zwei Prozessoren, einer für die BV und der andere für die Kommunikation, sorgen für höchste Leistungsfähigkeit. In der BV-Einheit ist die komplette Bibliothek der bewährten BV- und Analyse-Tools von Cognex, dem globalen Marktführer für BV-Produkte, vorinstalliert. Die Tools basieren auf derselben fortschrittlichsten Technologie der Grauwertauswertung, wie sie auch in programmierbaren Hochleistungssystemen von Cognex zum Einsatz kommen. Zum Beispiel ermöglicht das BV-Tool PatFind die Lageerkennung von Teilen, unabhängig von deren Ausrichtung, Größe und genauem Aussehen. Wechselnde Beleuchtungsverhältnisse werden toleriert.

Benötigen Applikationen nicht die hohe Leistungsfähigkeit, z.B. in punkto Geschwindigkeit, so werden zwei abgespeckte Versionen von in-smart angeboten, die entsprechend preiswerter sind: Im ersten downgrade Level besitzt die Verarbeitungseinheit nur einen Prozessor und keine Ethernet-Schnittstelle. Alle weiteren Features sind identisch. Der preiswerteste in-smart-Sensor besteht aus nur einer Einheit: Der Kamera mit integriertem Prozessor und Ethernet-Schnittstelle. Dieser Sensor wird durch einen PC (oder auch eine Verarbeitungseinheit eines anderen BVS) konfiguriert. Als spezielle Version gibt es diesen kompakten Sensor auch speziell nur als Barcode- und 2D-Code Leser mit zusätzlicher Ausgabe der Druckqualität.

Allen in-smart-Systemen gemein ist die neuartige Benutzerschnittstelle: Ein Spreadsheet, wie Sie es aus Tabellenkalkulationen (z.B. Excel) kennen. Spreadsheets und Tabellenkalkulationen ermöglichen einen sehr effizienten und flexiblen Umgang mit großen Datenmengen, wie sie bei der Bildverarbeitung anfallen. Über das Spreadsheet wählen Sie Tools aus, tragen diese in eine Zelle Ihrer Tabelle ein und weisen Parameter mit Hilfe von übersichtlichen Menüs zu. in-smart trägt dann automatisch die Ergebnisse der Tools in Zellen der Tabelle ein. Einzelne Tools kombinieren Sie zu vollständigen Anwendungen, indem Sie einzelne Zellen einfach miteinander verbinden. So kann der Inhalt einer Ergebniszelle als Eingangswert des nächsten Tools dienen. Beispielsweise kann für eine Vermessungsaufgabe zunächst die Lage eines Teils bestimmt werden. Im nächsten Schritt werden die Vermessungs-Tools auf die Lage des Teils nachgerückt. Mechanische Toleranzen in der Zuführung der Teile werden so kompensiert. Zugänglich werden die Spreadsheets über eine Bedienerkonsole, die der einer Sony Playstation ähnlich sieht. Mit der Bedienerkonsole bewegt man sich problemlos und schnell im Spreadsheet. Selbst während der Laufzeit lassen sich Parameter Ihrer Anwendung direkt ändern. Auf dem Monitor erscheint das Spreadsheet transparent vor dem Bild des Prüfteils. Man muss nicht mehr zwischen zwei Bildschirmdarstellungen hin- und herschalten und sieht direkt, wie sich die einzelnen Tools auf das Bild auswirken. Über die Ethernet-Schnittstelle lassen sich mehrere in-smart-Systeme zu einem Netzwerk gruppieren, innerhalb dessen Daten zwischen den einzelnen Sensoren ausgetauscht werden und das von einem Host-PC gesteuert wird. Bei aller Einfachheit des Basis-Systems darf jedoch nicht übersehen werden, dass noch eine Reihe von BV-spezifischen Problemen auftreten können, bis die Anwendung im Gesamt-System läuft:

– zunächst müssen die BV-Tools und ihre Wirkungsweise bekannt sein.

– auch in der Tabellenkalkulation müssen Sie sich auskennen.

– für die Kamera muss das richtige Objektiv gefunden werden (Brennweite, Lichtstärke; telezentrisch, motorisch, mikro, spezial; Stethoskop), eventuell ergänzt durch Zwischenringe, Verdoppler, Adapter und Filter.

– die Kamera muss im richtigen Abstand in Ihr Gesamtsystem installiert werden. Störende Faktoren der Umgebung, wie z.B. Vibrationen von anderen Systemen, müssen rechtzeitig erkannt und die Lösung eines Problems gefunden werden.

– ein meist unterschätzter Punkt ist die richtige Wahl der Beleuchtung. Eine gut gewählte Beleuchtung löst oft schon das halbe BV-Problem. Unterscheiden muss man zwischen der Lichterzeugung (z.B. LED, Halogen, Leuchtstoff, Laser), der Wellenlänge (Farbe) des Lichts, der Art der Beleuchtung (Ring-, Punkt-, Linien- oder Flächenbeleuchtung) und der Präsentation der Beleuchtung (Auflicht, Durchlicht, Silhouetten- oder Schattenprojektion, Hell- oder Dunkelfeld, diffus oder strukturiert). Fremdlicht sollte immer minimiert werden.

– die Kommunikation des BVS muss mit dem Gesamtsystem harmonieren. Im allgemeinen ist das BVS als Messgerät (Slave) zu verstehen, das von einem Master (SPS oder PC) gesteuert wird.

– in einigen Fällen wird auch Peripherie (Mechanik, Robotik, sonstige Sensorik) gewünscht, d.h. ein Komplettsystem.

– oft hat der Endanwender nicht die nötige Zeit oder das Personal, um sich selbst mit der Bildverarbeitung auseinander zu setzen.

Die Lösung all dieser Probleme ist Teil der Dienstleistungen des in-situ-Teams, bis Ihr in-smart Bildverarbeitungssensor in der Produktion läuft. Im Einzelnen sind dies:

– eine kostenfreie Beratung und Machbarkeitsstudie

– ein Besuch bei Ihnen zur „Tatortbesichtigung“ und Besprechung

– die Erstellung der Applikation

– die Installation und Inbetriebnahme

– die Nullserienbegleitung

– eine Schulung

– ein nachfolgender Service.