Vortrag Hannover Messe 2006 VisionLine Oberflächeninspektion im Endlosprozess mit VisionLine ®...

Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine

Oberflächeninspektion im Endlosprozess mit

VisionLine®

Vortrag: Peter Klima Mitglied der Geschäftsleitung


Das Unternehmen ...

Umsetzung in VisionLine® ...

Einführung in die Bahninspektion ...

Datenmanagement ...

Success Story ...

AllgemeinAllgemein

AgendaAgenda


1996 Gründung des Unternehmens

1998 IEEE 1394 Beginn der Entwicklung

1999 OEM - Zeilenkameralösungen

2000 Erste IEEE 1394 OEM-Kunden

2002 Entwicklung Kompaktserie VisionCube®

2004 Mehr als 3000 Applikationen im Markt

Entwicklung Bahninspektion VisionLine®

2005 Gründung SAC NL 2006 40 Mitarbeiter, > 6 Mio. Euro

Umsatz

Das UnternehmenDas Unternehmen SAC SAC


Die SAC ExpertiseDie SAC Expertise

Unternehmen


Grundlagender modernen optischen Bahninspektion


Detektion

Detektion(Wo ist der Fehler?)

Signal-aufbereitung

Signal(Wie wird derFehler sichtbar?)

Bedieneinheit(Mensch-Maschinen-Schnittstelle)

Grundlagen der modernen Bahninspektion

Klassifikation

Klassifikator (Was ist es für ein Fehler?)

Daten-management

D-Management (Was geschieht mit den Daten?)


Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar?

Transportrichtung

KameraLicht

A/D-Wandler


Beleuchtung der Oberfläche mitgerichtetem Licht.

Normale Oberfläche

Hellfeld-kamera


Einführung Beleuchtung

Dunkelfeld-kamera

Beleuchtung


Beleuchtung der Oberfläche mitdiffusem Licht.

Oberflächenfehler

Hellfeld-kamera

Dunkelfeld-kamera




Diffuses oder gerichtetes Licht

Merke:Objekte (Fehler) werden bei unterschiedlicher Beleuchtungunterschiedlich gesehen / detektiert …



Detektionswerkzeug:Schwellwertsignalverarbeitung

Gra

uw

ert

e (

Inte

nsit

ät)

Kamera Pixel

Hell

Dunkel

0

255 Schwellwert

Fehler

Wie werden Objekte (Fehler) gefunden (detektiert)?Einführung Detektion


Detektionswerkzeug:Ortsbezogene Schwellwertsignalverarbeitung

0

255

Inte

nsit

ät

Hell

Dunkel

Schwellwert

Kamera Pixel

Fehler

Wie werden Objekte (Fehler) gefunden?Einführung Detektion


Detektiertes Objekt

Merkmale: z.B.:

• Lage• Ausdehnung• Formfaktoren • Fläche• Helligkeit des Objektes• Kontrast• Detektiert in Auf-/Durchlicht

• Applikationsspezifische Merkmale

Einführung KlassifikationWie werden Objekte (Fehler) klassifiziert?

Aus dem detektierten Objekt werdenBeschreibungsmerkmale berechnet …


Blasen

Fehler-Beispiel

Blasen

Druck-stellen

Macken

Kratzer

90 %

3 %

5 %

2 %

Anmerkung:Klassifikations-werte frei angenommen

Wie werden Objekte (Fehler) klassifiziert?

Einführung Klassifikation


Was tun mit den Fehlern (Datenmanagement)?

Einführung Datenmanagement

Reaktion in Echtzeit• Direkt über I/O mit der Maschinensteuerung

Speicherung in• Datenbank (SQL)• Excel-Format

Ort: • Frei auf dem Netz (z.B. Server)

Datenverwendung• Prozessoptimierung• Reportgenerierung (intern bzw. extern)


VisionLine®

Das modulare Bahninspektionssystem


Modulares Konzept

Kamera- / Bedieneinheit

Oberseite

Bedieneinheit

LAN

KameraeinheitKameraeinheit

Oberseite Unterseite

VisionLine® Das modulare Konzept


Detektion

Detektion(Wo ist der Fehler?)

Signal-aufbereitung

Signal(Wie wird derFehler sichtbar?)

Bedieneinheit(Mensch-Maschinen-Schnittstelle)

Grundlagen der modernen Bahninspektion

Klassifikation

Klassifikator (Was ist es für ein Fehler?)

Daten-management

D-Management (Was geschieht mit den Daten?)

Modulares Konzept


Kameraeinheitzuständig für: Bildeinzug

BildnormierungDetektionInformationstransfer

Modulares Konzept


o Zeile 0,5 ; 1 ; 2 ; 4 ; 8 K o Pixelfrequenz bis 80 MHz (Standard 33/40 MHz)

o Sonderlösungen bis 160 MHz (je nach Kameratyp) Speziell entwickelt für den industriellen Einsatz

Modulares Konzept


Detektionswerkzeug:Ortsbezogene Schwellwertsignalverarbeitung

0

255

Inte

nsit

ät

Hell

Dunkel

Schwellwert

Kamera Pixel

Fehler

Wie werden Objekte (Fehler) gefunden?Modulares Konzept


Praxisgerechte Detektion von Objekten?

- Der Bediener des Inspektionssystem ist kein Bildverarbeitungsexperte …

- Das zu prüfende Material kann sich bedingt durch den Fertigungsprozess von Rolle zu Rolle leicht ändern.

- Der Bediener kennt die Ware am Besten und weiß, was in Ordnung ist …

- Die Detektionseinstellung darf nicht aufwendig und zeitraubend sein …

Modulares Konzept



Das System zeigtdem Bediener die aktuelle Ware …

Modulares Konzept



Der Bediener definierteinen Gutbereich an der jetzt aktuelle Ware oder übernimmt die alten Einstellung …

Modulares Konzept



Der Merkmalsgeneratorberechnet automatisch dieaktuellen Werte für die Detektion …

Vorteile:- Kein Expertenwissen notwendig- Detektion immer auf aktuelle Ware optimiert- Einfaches Einlernen- Keine Schwelleneinstellung notwendig …

Modulares Konzept


Detektiertes Objekt

Merkmale: z.B.:

• Lage• Ausdehnung• Formfaktoren • Fläche• Helligkeit des Objektes• Kontrast• Detektiert in Auf-/Durchlicht

• Applikationsspezifische Merkmale

Aus dem detektierten Objekt werdenBeschreibungsmerkmale berechnet …

Modulares KonzeptWie werden Objekte (Fehler) klassifiziert?


Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert?

- Die Erstellung eines Klassifikators kostete Zeit, die sich rechnen muss ...

- Die Pflege eine Klassifikators muss gemacht werden, darf aber nicht zu aufwendig sein …

- Der Bediener hat sein Fachwissen einzubringen, das System sollte Ihm Parametereinstellungen abnehmen …

- Der Bediener sollte wissen, was der Klassifikator tut, aber der Klassifikator sollte sich auch selbst überprüfen ...

Modulares Konzept


Alle detektierten Objekte

FehlenderFaden

Haare Ölfleck Batzen etc.


Modulares Konzept



Der Bediener definiert, welche Merkmaleer verwenden würde bzw. möchte.

Anmerkung:Der Bediener möchte ja wissen, wie klassifiziert wird ...

Modulares Konzept



Automatisch berechnet der Klassifikatordie Merkmalsgrenzen für die Fehlerklasse und prüft diese gegenüber den anderenFehlereinzelklassen.

Modulares Konzept


Streifen

Defekt-klassen

Streifen

etc.

Fleck

Loch

90 %

3 %

5 %

2 %

Anmerkung:Klassifikations-werte frei angenommen


Modulares Konzept


Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Über den Fehlerentscheidungsbaum

wird es dem Bediener ermöglicht,einen Klassifikator mit Zusatzentscheidungen aufzubauen …

Dünnstelle

GroßeDünnstelle

MittlereDünnstelle

KleineDünnstelle

Klassifikator-modul (Nur der Größenach definieren)

Modulares Konzept

I/O


Speicherung der Fehler• Berechnete Merkmale• Fehlerbild (Fehler mit Randpixel)

Speicherung in• Datenbank (SQL)• Excel-Format

Ort •Frei auf dem Netz (z.B. Server)

Datenverwendung• Playbackmodus• Reporterzeugung• Interne Verarbeitung im Unternehmen

Datenmanagement

Was tun mit den Fehlern (Datenmanagement)?


Rohdaten werden vom Vision-System erzeugt

Rollen und Fehlerdatenwerden gemeinsam gespeichert(Alle beschreibenden Parameter hier verfügbar)

Alle Fehlerbilderwerden gemeinsam gespeichert

Protokolleditor Protokollviewer QCP

Produktions-Protokolle*

RollennummerRolleninformationFehlerFehlerinformationen

Kunden – Protokolle*

Export-Import

Export-Import

Import

Qualitäts–Protokolle

Export-Import

Import ** Export-Import

** Export nur QCP-Daten

* Excel kompatibel

Datenmanagement


Beispiel:

Aufbereitung derDaten in Excel

Jeder Kunde hat die Möglichkeit,seine eigenen Datenprotokollezu entwerfen.

Datenmanagement


Bedieneinheit

Bedieneinheit


Kundenspezifische Bedieneroberfläche


Success Story

Success Story


Inspektionssystem Leuchttisch

Die Aufgabenstellung des Kunden Success Story


4 x 4 K Kamerasin Transmission(0,28 mm Auflösung / Pixel)

Schaltschrank für die Aufnahmeder Rechner (Vision - System)

Interface zurWarenschaumaschine (I/O 24 Volt, LAN, Seriell, CAN-Bus,.. )

Arbeitsplatz an Warenschaumaschine(HW + SW kommt von SAC)Programme:Steuerung des Visionsystems Protokolleditor, QCPMaschineninterface

Arbeitsplatz imQS-Labor(HW+SW von SAC)Programme:RezepturdefinierenProtokolleditor, QCP

Arbeitsplatz „Weberei“(SW kommt von SAC)Programme:Protokoll-Viewer, QCP-Viewer

Arbeitsplatz „sonstig“(SW kommt von SAC)Programme:Protokoll-Viewer, QCP-Viewer

Anschluss weiterer Rechner

LA

N

Success Story


Success Story


Rohdaten werden vom Vision-System erzeugt

Rollen und Fehlerdatenwerden gemeinsam gespeichert(Alle beschreibenden Parameter hier verfügbar)

Alle Fehlerbilderwerden gemeinsam gespeichert

Protokolleditor Protokollviewer QCP

Produktions- Protokolle*

RollennummerRolleninformationFehlerFehlerinformationen

Kunden–Protokolle*

Export-Import

Export-Import

Import

Qualitäts–Protokolle

Export-Import

Import ** Export-Import

** Export nur QCP-Daten

* Excel kompatibel

Success Story


Success Story

Kundenspezifische Bedieneroberfläche


Fehlerbeispiele

Fehlerbeispiele

aus

unterschiedlichsten Anwendungen


Fehlerbeispiele

Material: Papier (typische Fehler)


Fehlerbeispiele

Material: Non-Woven


FadenverschlingungLöcher Farbstreifen

Rakelstreifen

Material: Textil

Fehlerbeispiele


Material: Vlies

Fehlerbeispiele


Material: Stahl

Fehlerbeispiele


Fehlerbeispiele

Material: Buntmetall


Zusammenfassung VisionLine®

• Modulares Konzept von der Kamera bis zum Datenmanagement

• Auf die unterschiedlichsten Materialien ausgerichtet

• Basiert auf neuster Hardware- und Softwaretechnologie

• Kundenspezifische Modulzusammenstellung

• Als OEM-Version lieferbar

Zusammenfassung


Haben Sie noch Fragen ?Haben Sie noch Fragen ?

Danke für Ihr Interesse und nochDanke für Ihr Interesse und nocheine interessante Zeit auf der HMI 2006 …eine interessante Zeit auf der HMI 2006 …

Peter Klima

Vortrag Hannover Messe 2006 VisionLine Oberflächeninspektion im Endlosprozess mit VisionLine ®...

Documents

Transcript of Vortrag Hannover Messe 2006 VisionLine Oberflächeninspektion im Endlosprozess mit VisionLine ®...