Bildverarbeitung - Qualität durch Megapixel?
Mit der weiten Verbreitung von Bildverarbeitungssystemen zur Inspektion von Produkten hat sich ein regelrechter Wettlauf um den Einsatz neuester Technologien entwickelt. Die Produktionsanlagen werden mit Megapixel-Chips und Gigahertz-Rechnern aufgerüstet um in Richtung "Null-Reklamation" voranzukommen.
Das aber nicht nur die technischen Daten zählen, haben viele von uns schon in anderen Bereichen gelernt. Wer einen digitalen Fotoapparat mit 4 Megapixel Auflösung gekauft hat, muss oft feststellen, dass eine hohe Bildauflösung kein Garant für gute Bilder ist. Da kann im Vergleich schon Mal die Kamera mit geringerer Auflösung aber einem besseren Objektiv besser abschneiden. Auch im PC-Bereich hat sich herumgesprochen, dass ein Gigahertz-Rechner allein noch kein Garant für effektives Arbeiten ist. Erst mit der richtigen Kombination aus vielen Hardwarekomponenten und der entsprechenden Software lässt sich die Leistungsfähigkeit moderner Rechner effizient nutzen
Für die Inspektionstechnik gilt natürlich dasselbe. Das Zusammenspiel von Beleuchtung, Objektiv, Kamera und der Bildverarbeitung ist entscheidend für das Inspektionsergebnis.
Als die HEUFT SYSTEMTECHNIK GMBH über eine Weiterentwicklung der Inspektionstechnik mit CCD-Kameras nachdachte standen folgerichtig nicht technische Daten im Pflichtenheft, sondern die Ziele die sich aus den Bedürfnissen der Anwender ergeben:
- optimale Erkennungsqualität bei
- geringer Fehlausleitrate
- Unempfindlichkeit gegen Änderung der Umgebungsbedingungen
- Geringer Wartungsaufwand
Dass zur Erreichung dieser Ziele eine erhöhte Bildauflösung nur eine untergeordnete Rolle spielt wird schnell klar, wenn man sich vor Augen führt, dass HEUFT schon Anfang der neunziger Jahre mit Bildauflösungen im Bereich bis zu 0,2 mm/Pixel arbeitete. Damit erreicht man sehr schnell erkennbare Fehlergrößen die unter den zulässigen Toleranzen der Hersteller von Verpackungsmaterial wie Flaschen, Verschlüsse, Etiketten etc. liegen. In der Folge tritt dann ein ganz anderer Aspekt in den Vordergrund - die Bildverarbeitung. Hier gilt es für jedes zu inspizierende Produkt die Rechenzeit bereitzustellen, die es erlaubt bei der Fehleranalyse ausreichend Berechnungen durchführen zu können, um zu entscheiden ob es sich um einen Fehler oder um eine zulässige Toleranz in der Fertigung handelt.
Die neue HEUFT reflexx Bildverarbeitungstechnologie konnte sich dabei auf einen maßgeblichen Vorteil der HEUFT SPECTRUM TX Baureihe stützen. Im Gegensatz zu PC-basierten Inspektionssystemen ist hier durch die Trennung von Bedienoberfläche und Inspektionssystem die Verarbeitungsgeschwindigkeit unabhängig von anderen System-komponenten. Mit anderen Worten: jedes Modul führt nur die Arbeiten durch, für die es konzipiert wurde. Die Bildverarbeitungskarte kümmert sich ausschließlich um die Bearbeitung der von der Kamera gelieferten Daten. Dieser Aufbau garantiert eine hohe Geschwindigkeit und maximale Sicherheit und Stabilität des Systems.Datenanfragen durch die Betriebsdatenerfassung oder zusätzliche Zugriffe durch ein Fernterminal, z.B. vom Meisterbüro, haben keinen Einfluß auf die Inspektionsgenauigkeit. Ja selbst bei einem Ausfall der Oberfläche, was hoffentlich nie passiert, arbeitet die Inspektion weiter, fehlerhafte Produkte werden nach wie vor erkannt und ausgeleitet.
Der zweite wichtige Unterschied zu Systemen von Mitbewerbern ist die komplette Entwicklung der Bildverarbeitungshard- und -software. Die aus der jahrelangen Erfahrung resultierende Wunschliste "Was muß die Bildverarbeitungskarte leisten" ließ den Schluß zu, dass ein "eierlegendes Wollmilchschwein" entwickelt werden sollte. Die Umsetzung war nur durch den Einsatz modernster, hochintegrierter Prozessortechnologie möglich. Diese programmierbaren Mikroprozessoren bieten heute dem erfahrenen Entwickler die Möglichkeit eine seinen Bedürfnissen genau entsprechende Hardware zu entwickeln, ohne deshalb in die Chip-Fertigung einsteigen zu müssen. Dadurch ist es möglich die Hardware der Bildverarbeitung auf die unterschiedlichen Inspektionsanforderungen zu optimieren und gleichzeitig auf das Wesentliche zu minimieren. Bei Kasteninspektionen wird eher Wert auf eine hohe Auflösung in Farbe gelegt, dagegen ist bei der Flascheninspektion eine hohe Produktfrequenz wichtiger.
Das einzigartige an der HEUFT reflexx Bildverarbeitungstechnologie ist daher nicht die Vielzahl an Softwarewerkzeugen, dies ist in ähnlicher Form auch bei derzeit allgemein eingesetzter Bildverarbeitung verfügbar, sondern die Möglichkeit die Hardware auf die aktuellen Bedürfnisse anzupassen. Dies macht die Auswertung extrem schnell und effektiv. Vergleichbar ist dies mit den Grafikkarten im PC-Bereich. Erst dadurch, und nicht nur durch Gigahertz, kann der realistische Eindruck vieler aufwendiger Computerspiele erreicht werden.
Durch die Verwendung mehrerer "Grafikprozessoren", die über eine Pipeline-Struktur zusammenarbeiten und auf großzügig bemessenen Arbeitsspeicher zurückgreifen können, ist eine gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Produktaufnahmen sowie die gleichzeitige Untersuchung mit verschiedenen Algorithmen möglich. Wachsende Bibliotheken mit Hard- und Softwarewerkzeugen, um z.B. Knurlingmarks oder Pressnähte zu unterdrücken, helfen die Fehlausleitrate immer weiter zu senken. Erst diese Kombination aus eigenentwickelter Hard- und Software ermöglicht es, den Kunden Systeme zur Verfügung zu stellen, die zum einen die Probleme bzw. Wünsche des Marktes berücksichtigen und zum anderen höchste Leistungen erbringen.
Die Inspektionsqualität in Verbindung mit der enorm reduzierten Fehlausleitrate ist ein Erfolg, der sich nicht mit Megapixeln und Gigahertz-Prozessoren erkaufen lässt. Erst das Know-How über die gesamte Prozesskette lässt die HEUFT reflexx Bildverarbeitungs-technologie zum Marktführer im Inspektionsbereich werden.