Oberflächeninspektion im Endlosprozess mit VisionLine® Vortrag: Peter Klima Mitglied der Geschäftsleitung

Agenda Success Story ... Datenmanagement ... Allgemein Agenda Success Story ... Datenmanagement ... Umsetzung in VisionLine® ... Einführung in die Bahninspektion ... Das Unternehmen ...

Das Unternehmen SAC 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

Unternehmen Die Aufgabenstellung unserer Kunden steht im Mittelpunkt unseres Handelns. Nicht nur in Produkten zu denken, sondern Lösungen anzubieten ist unsere Stärke. Beginnend vom Prozessverständnis, über Optik, Hardware, bis hin zur gemeinsamen Integration; dies ist unser Geschäft. Unsere Hilfsmittel Unser Ziel ist es, mit den aktuellsten und leistungsfähigsten Hardwareplattformen und Softwaretools eine neue Dimension für die optische Qualitätssicherung zu erschließen.

Unternehmen Die SAC Expertise

Grundlagen der modernen optischen Bahninspektion

Grundlagen der modernen Bahninspektion Signal- aufbereitung Signal (Wie wird der Fehler sichtbar?) Detektion (Wo ist der Fehler?) Klassifikation Klassifikator (Was ist es für ein Fehler?) Daten- management D-Management (Was geschieht mit den Daten?) Bedieneinheit (Mensch-Maschinen-Schnittstelle)

Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar? A/D- Wandler Kamera Licht Transportrichtung

Beleuchtung der Oberfläche mit gerichtetem Licht. Einführung Beleuchtung Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar? Hellfeld- kamera Dunkelfeld- kamera Beleuchtung Normale Oberfläche Beleuchtung der Oberfläche mit gerichtetem Licht.

Beleuchtung der Oberfläche mit gerichtetem Licht. Einführung Beleuchtung Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar? Dunkelfeld- kamera Beleuchtung Hellfeld- kamera Normale Oberfläche Beleuchtung der Oberfläche mit gerichtetem Licht.

Beleuchtung der Oberfläche mit diffusem Licht. Einführung Beleuchtung Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar? Oberflächenfehler Hellfeld- kamera Dunkelfeld- kamera Beleuchtung der Oberfläche mit diffusem Licht.

Diffuses oder gerichtetes Licht Einführung Beleuchtung Diffuses oder gerichtetes Licht Merke: Objekte (Fehler) werden bei unterschiedlicher Beleuchtung unterschiedlich gesehen / detektiert …

Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar? Einführung Beleuchtung Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar? Bildnormalisierung: Garantiert über die gesamte Bahn gleiche Detektionsfähigkeit ...

Detektionswerkzeug: Schwellwertsignalverarbeitung Einführung Detektion Wie werden Objekte (Fehler) gefunden (detektiert)? Grauwerte (Intensität) Kamera Pixel Hell Dunkel 255 Schwellwert Fehler Detektionswerkzeug: Schwellwertsignalverarbeitung

Detektionswerkzeug: Ortsbezogene Schwellwertsignalverarbeitung Einführung Detektion Wie werden Objekte (Fehler) gefunden? 255 Intensität Hell Dunkel Schwellwert Kamera Pixel Fehler Detektionswerkzeug: Ortsbezogene Schwellwertsignalverarbeitung

Detektiertes Objekt Aus dem detektierten Objekt werden Einführung Klassifikation Wie werden Objekte (Fehler) klassifiziert? Merkmale: z.B.: Lage Ausdehnung Formfaktoren Fläche Helligkeit des Objektes Kontrast Detektiert in Auf-/Durchlicht Applikationsspezifische Merkmale Detektiertes Objekt Aus dem detektierten Objekt werden Beschreibungsmerkmale berechnet …

Einführung Klassifikation Wie werden Objekte (Fehler) klassifiziert? Merkmale für Fehler werden bestimmt und entsprechend mit Toleranzen versehen.

Kratzer Macken Druck- stellen Fehler- Beispiel Blasen Einführung Klassifikation Wie werden Objekte (Fehler) klassifiziert? Blasen Fehler- Beispiel Druck- stellen Macken Kratzer 90 % 3 % 5 % 2 % Anmerkung: Klassifikations- werte frei angenommen

Was tun mit den Fehlern (Datenmanagement)? Einführung Datenmanagement Was tun mit den Fehlern (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

VisionLine® Das modulare Konzept Oberseite Unterseite Oberseite Modulares Konzept VisionLine® Das modulare Konzept Kamera- / Bedieneinheit Oberseite Bedieneinheit LAN Kameraeinheit Oberseite Unterseite

Grundlagen der modernen Bahninspektion Modulares Konzept Grundlagen der modernen Bahninspektion Signal- aufbereitung Signal (Wie wird der Fehler sichtbar?) Detektion (Wo ist der Fehler?) Klassifikation Klassifikator (Was ist es für ein Fehler?) Daten- management D-Management (Was geschieht mit den Daten?) Bedieneinheit (Mensch-Maschinen-Schnittstelle)

Kameraeinheit zuständig für: Bildeinzug Bildnormierung Modulares Konzept Kameraeinheit zuständig für: Bildeinzug Bildnormierung Detektion Informationstransfer

Pixelfrequenz bis 80 MHz (Standard 33/40 MHz) Modulares Konzept Zeile 0,5 ; 1 ; 2 ; 4 ; 8 K Pixelfrequenz bis 80 MHz (Standard 33/40 MHz) Sonderlösungen bis 160 MHz (je nach Kameratyp) Speziell entwickelt für den industriellen Einsatz

Wie werden Objekte (Fehler) gefunden? Modulares Konzept 255 Intensität Hell Dunkel Schwellwert Kamera Pixel Fehler Detektionswerkzeug: Ortsbezogene Schwellwertsignalverarbeitung

Verfahren: Schwellwert Schwellwert mit Ortnachführung Kratzerdetektion Modulares Konzept Verfahren: Schwellwert Schwellwert mit Ortnachführung Kratzerdetektion Kontrastarmes Detektions- verfahren Originalbild Detektiertes Bild

Objektspeicher (Anzahl Ansichten) Modulares Konzept 0 z.B.: 8000 Objektspeicher (Anzahl Ansichten) Durchlicht Auflicht Detektierte Daten von Kamera Objektaufbereitung in der Verarbeitungseinheit

Praxisgerechte Detektion von Objekten? 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 …

Praxisgerechte Detektion von Objekten? Modulares Konzept Praxisgerechte Detektion von Objekten? Das System zeigt dem Bediener die aktuelle Ware …

Praxisgerechte Detektion von Objekten? Modulares Konzept Praxisgerechte Detektion von Objekten? Der Bediener definiert einen Gutbereich an der jetzt aktuelle Ware oder übernimmt die alten Einstellung …

Praxisgerechte Detektion von Objekten? Modulares Konzept Praxisgerechte Detektion von Objekten? Der Merkmalsgenerator berechnet automatisch die aktuellen Werte für die Detektion … Vorteile: Kein Expertenwissen notwendig Detektion immer auf aktuelle Ware optimiert Einfaches Einlernen Keine Schwelleneinstellung notwendig …

Wie werden Objekte (Fehler) klassifiziert? Modulares Konzept Merkmale: z.B.: Lage Ausdehnung Formfaktoren Fläche Helligkeit des Objektes Kontrast Detektiert in Auf-/Durchlicht Applikationsspezifische Merkmale Detektiertes Objekt Aus dem detektierten Objekt werden Beschreibungsmerkmale berechnet …

Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Modulares Konzept 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 ...

Alle detektierten Objekte Modulares Konzept Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Alle detektierten Objekte Fehlender Faden Haare Ölfleck Batzen etc.

Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Modulares Konzept Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Sammelklasse Fehlereinzelklassen Der Bediener erstellt über einen Browser seine Fehlersammlung …

Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Modulares Konzept Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Der Bediener definiert, welche Merkmale er verwenden würde bzw. möchte. Anmerkung: Der Bediener möchte ja wissen, wie klassifiziert wird ...

Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Modulares Konzept Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Automatisch berechnet der Klassifikator die Merkmalsgrenzen für die Fehlerklasse und prüft diese gegenüber den anderen Fehlereinzelklassen.

Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Modulares Konzept Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Streifen Defekt- klassen etc. Fleck Loch 90 % 3 % 5 % 2 % Anmerkung: Klassifikations- werte frei angenommen

Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Modulares Konzept Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert? Über den Fehlerentscheidungsbaum wird es dem Bediener ermöglicht, einen Klassifikator mit Zusatzentscheidungen aufzubauen … I/O Kleine Dünnstelle Klassifikator- modul (Nur der Größe nach definieren) Mittlere Dünnstelle Dünnstelle Große Dünnstelle

Was tun mit den Fehlern (Datenmanagement)? 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

Protokolleditor Protokollviewer QCP Datenmanagement Rohdaten werden vom Vision-System erzeugt Datenmanagement Rollennummer Rolleninformation Fehler Fehlerinformationen Rollen und Fehlerdaten werden gemeinsam gespeichert (Alle beschreibenden Parameter hier verfügbar) Alle Fehlerbilder werden gemeinsam gespeichert Export- Import Import ** Export- Import Protokolleditor Protokollviewer QCP ** Export nur QCP-Daten Import Export- Import Export- Import Produktions- Protokolle* Kunden – Protokolle* Qualitäts–Protokolle * Excel kompatibel

Jeder Kunde hat die Möglichkeit, seine eigenen Datenprotokolle Datenmanagement Beispiel: Aufbereitung der Daten in Excel Jeder Kunde hat die Möglichkeit, seine eigenen Datenprotokolle zu entwerfen.

Bedieneinheit Bedieneinheit

Kundenspezifische Bedieneroberfläche

Kundenspezifische Bedieneroberfläche

Success Story Success Story

Die Aufgabenstellung des Kunden Success Story Die Aufgabenstellung des Kunden Inspektionssystem Leuchttisch

Success Story 4 x 4 K Kameras in Transmission (0,28 mm Auflösung / Pixel) Arbeitsplatz im QS-Labor (HW+SW von SAC) Programme: Rezepturdefinieren Protokolleditor, QCP Interface zur Warenschaumaschine (I/O 24 Volt, LAN, Seriell, CAN-Bus,.. ) Schaltschrank für die Aufnahme der Rechner (Vision - System) Arbeitsplatz an Warenschaumaschine (HW + SW kommt von SAC) Programme: Steuerung des Visionsystems Protokolleditor, QCP Maschineninterface LAN 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

Success Story

Protokolleditor Protokollviewer QCP Success Story Rohdaten werden vom Vision-System erzeugt Success Story Rollennummer Rolleninformation Fehler Fehlerinformationen Rollen und Fehlerdaten werden gemeinsam gespeichert (Alle beschreibenden Parameter hier verfügbar) Alle Fehlerbilder werden gemeinsam gespeichert Export- Import Import ** Export- Import Protokolleditor Protokollviewer QCP ** Export nur QCP-Daten Import Export- Import Export- Import Produktions- Protokolle* Kunden–Protokolle* Qualitäts–Protokolle * Excel kompatibel

Kundenspezifische Bedieneroberfläche Success Story Kundenspezifische Bedieneroberfläche

Kundenspezifische Bedieneroberfläche Success Story Kundenspezifische Bedieneroberfläche

Kundenspezifische Bedieneroberfläche Success Story Kundenspezifische Bedieneroberfläche

unterschiedlichsten Anwendungen Fehlerbeispiele Fehlerbeispiele aus unterschiedlichsten Anwendungen

Material: Papier Auswertung Gutoberfläche Fehlerbeispiele Auswertung Gutoberfläche Auswertung Schlechtoberfläche Material: Papier

Fehlerbeispiele Material: Papier

Fehlerbeispiele Material: Papier

Material: Papier (typische Fehler) Fehlerbeispiele Material: Papier (typische Fehler)

Material: Papier (typische Fehler) Fehlerbeispiele Material: Papier (typische Fehler)

Fehlerbeispiele Material: Non-Woven

Fehlerbeispiele Material: Non-Woven

Material: Textil Fehlerbeispiele Wellenabheber Weichmacherfleck Fehlender Faden Material: Textil

Material: Textil Fehlerbeispiele Rakelstreifen Löcher Farbstreifen Fadenverschlingung Material: Textil

Fehlerbeispiele Material: Vlies

Fehlerbeispiele Material: Vlies

Fehlerbeispiele Material: Stahl

Fehlerbeispiele Material: Buntmetall

Fehlerbeispiele Material: Buntmetall

Fehlerbeispiele Material: Buntmetall

Fehlerbeispiele Material: Buntmetall

Fehlerbeispiele Material: Buntmetall

Material: Verschiedenes Material Fehlerbeispiele Material: Verschiedenes Material

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

Haben Sie noch Fragen ? Danke für Ihr Interesse und noch eine interessante Zeit auf der HMI 2006 … Peter Klima