vortrag hannover messe 2006 visionline oberflächeninspektion im endlosprozess mit visionline ®...
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Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
Oberflächeninspektion im Endlosprozess mit
VisionLine®
Vortrag: Peter Klima Mitglied der Geschäftsleitung
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
Das Unternehmen ...
Umsetzung in VisionLine® ...
Einführung in die Bahninspektion ...
Datenmanagement ...
Success Story ...
AllgemeinAllgemein
AgendaAgenda
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
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
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Die SAC ExpertiseDie SAC Expertise
Unternehmen
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Grundlagender modernen optischen Bahninspektion
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
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?)
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Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar?
Transportrichtung
KameraLicht
A/D-Wandler
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
Beleuchtung der Oberfläche mitgerichtetem Licht.
Normale Oberfläche
Hellfeld-kamera
Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar?
Einführung Beleuchtung
Dunkelfeld-kamera
Beleuchtung
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
Beleuchtung der Oberfläche mitgerichtetem Licht.
Normale Oberfläche
Hellfeld-kamera
Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar?
Einführung Beleuchtung
Dunkelfeld-kamera
Beleuchtung
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
Beleuchtung der Oberfläche mitdiffusem Licht.
Oberflächenfehler
Hellfeld-kamera
Dunkelfeld-kamera
Wie werden Objekte (Fehler) sichtbar?
Einführung Beleuchtung
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Diffuses oder gerichtetes Licht
Merke:Objekte (Fehler) werden bei unterschiedlicher Beleuchtungunterschiedlich gesehen / detektiert …
Einführung Beleuchtung
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
Detektionswerkzeug:Schwellwertsignalverarbeitung
Gra
uw
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e (
Inte
nsit
ät)
Kamera Pixel
Hell
Dunkel
0
255 Schwellwert
Fehler
Wie werden Objekte (Fehler) gefunden (detektiert)?Einführung Detektion
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
Detektionswerkzeug:Ortsbezogene Schwellwertsignalverarbeitung
0
255
Inte
nsit
ät
Hell
Dunkel
Schwellwert
Kamera Pixel
Fehler
Wie werden Objekte (Fehler) gefunden?Einführung Detektion
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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 …
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Blasen
Fehler-Beispiel
Blasen
Druck-stellen
Macken
Kratzer
90 %
3 %
5 %
2 %
Anmerkung:Klassifikations-werte frei angenommen
Wie werden Objekte (Fehler) klassifiziert?
Einführung Klassifikation
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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)
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VisionLine®
Das modulare Bahninspektionssystem
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Modulares Konzept
Kamera- / Bedieneinheit
Oberseite
Bedieneinheit
LAN
KameraeinheitKameraeinheit
Oberseite Unterseite
VisionLine® Das modulare Konzept
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
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
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Kameraeinheitzuständig für: Bildeinzug
BildnormierungDetektionInformationstransfer
Modulares Konzept
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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
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Detektionswerkzeug:Ortsbezogene Schwellwertsignalverarbeitung
0
255
Inte
nsit
ät
Hell
Dunkel
Schwellwert
Kamera Pixel
Fehler
Wie werden Objekte (Fehler) gefunden?Modulares Konzept
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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
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Praxisgerechte Detektion von Objekten?
Das System zeigtdem Bediener die aktuelle Ware …
Modulares Konzept
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Praxisgerechte Detektion von Objekten?
Der Bediener definierteinen Gutbereich an der jetzt aktuelle Ware oder übernimmt die alten Einstellung …
Modulares Konzept
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Praxisgerechte Detektion von Objekten?
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
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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?
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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
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Alle detektierten Objekte
FehlenderFaden
Haare Ölfleck Batzen etc.
Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert?
Modulares Konzept
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Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert?
Der Bediener definiert, welche Merkmaleer verwenden würde bzw. möchte.
Anmerkung:Der Bediener möchte ja wissen, wie klassifiziert wird ...
Modulares Konzept
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Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert?
Automatisch berechnet der Klassifikatordie Merkmalsgrenzen für die Fehlerklasse und prüft diese gegenüber den anderenFehlereinzelklassen.
Modulares Konzept
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Streifen
Defekt-klassen
Streifen
etc.
Fleck
Loch
90 %
3 %
5 %
2 %
Anmerkung:Klassifikations-werte frei angenommen
Wie werden Fehler wirtschaftlich klassifiziert?
Modulares Konzept
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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
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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)?
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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
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Beispiel:
Aufbereitung derDaten in Excel
Jeder Kunde hat die Möglichkeit,seine eigenen Datenprotokollezu entwerfen.
Datenmanagement
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Bedieneinheit
Bedieneinheit
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Kundenspezifische Bedieneroberfläche
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Kundenspezifische Bedieneroberfläche
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Success Story
Success Story
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Inspektionssystem Leuchttisch
Die Aufgabenstellung des Kunden Success Story
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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
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Success Story
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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
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Success Story
Kundenspezifische Bedieneroberfläche
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Fehlerbeispiele
Fehlerbeispiele
aus
unterschiedlichsten Anwendungen
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Fehlerbeispiele
Material: Papier (typische Fehler)
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Fehlerbeispiele
Material: Non-Woven
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FadenverschlingungLöcher Farbstreifen
Rakelstreifen
Material: Textil
Fehlerbeispiele
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Material: Vlies
Fehlerbeispiele
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Material: Stahl
Fehlerbeispiele
Vortrag Hannover Messe 2006Vortrag Hannover Messe 2006VisionVisionLineLine
Fehlerbeispiele
Material: Buntmetall
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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
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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