11-2016

Bildverarbeitung Bild 5:

Bildverarbeitung Bild 5: Messung mit telezentrischer Optik im Durchlicht; die leicht verdrehte Bauteilposition rechts führt zu falschen Messergebnissen unterschiedlich groß abgebildet. Da ein extrem genaues Positionieren oftmals nicht möglich ist und auch Bauteile zulässige Höhentoleranzen aufweisen können, kommt es hier zu sichtbaren Messfehlern. Eine Lösungsoption für Aufgabenstellungen dieser Art sind telezentrische Objekte mit einem objektseitig parallelen Strahlengang. Eine weitere mögliche Fehlerquelle ist die Wahl und Konfiguration der Kamera. Einfachster und doch häufigster Fehler in der Bildverarbeitung ist das Überbelichten von Bildern. Dies führt zu einer Sensorübersättigung und Überstrahlungseffekten. Ein präzises Messen ist unter diesen Voraussetzungen dann nicht mehr möglich und führt die Subpixeling-Methoden der Bildverarbeitungsalgorithmen zur Bestimmung einer Nachkommastellengenauigkeit ad Absurdum. Software-Algorithmen Großen Einfluss auf die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Ergebnisse haben zudem die implementierten Software-Algorithmen und deren Subpixel-Methoden. Hochwertige Bibliotheken und Produkte bieten oftmals zuverlässigere und präzisere Software-Tools zur Positionierung und Bauteilinspektion als günstigere Alternativen. So sorgt zum Beispiel eine stabile Nachführung der Tools bei variabler Zuführung der Bauteile dafür, dass immer an der gleichen Stelle geprüft und gemessen wird. Nur so sind Ergebnisse wiederhol- und vergleichbar. Auch das Bauteilhandling und die unterschiedliche mechanische Zuführung, wie z. B. eine Bauteilverkippung oder Offsets in X-, Y- und Z-Richtung erzeugen variable Bildperspektiven und damit verschiedene Prüfergebnisse. Bei längerer Belichtungszeit sollten die Prüfobjekte nicht bewegt werden, um Bewegungsunschärfe im Kamerabild zu vermeiden. Anlagen-Vibrationen können ebenfalls zu unscharfen Bildern führen. Umwelteinflüsse Störend auf das Inspektionsergebnis kann auch eine Vielzahl von Umwelteinflüssen wirken. Neben bereits angesprochenen thermischen Längenausdehnungseffekten an Bauteil und Prüfzelle führen Fremdlichteinflüsse von Sonnenlicht und Hallenbeleuchtung oft zu den größten Störungen. Überbelichtungen, Störreflexe und zusätzliche Schattenwürfe verändern und überlagern die Bildinformation und beinträchtigen deren Auswertung. Ebenso stören Wasser- und Öltropfen, Dampf, Staub und Schmutz den optischen Strahl durch Streuung, Reflektion und Absorption. Auch elektromagnetischer Störstrahlung, die zum Beispiel bei Löt- und Schweißprozessen auftritt, sollte möglichst aus dem Weg gegangen werden. Faktor Mensch Der Einfluss des Menschen auf das Auswerteergebnis ist sehr komplex. So werden je nach Kenntnisstand und Erfahrung des Entwicklers mannigfaltige Technologien und Algorithmen zur Anwendung gebracht, die unterschiedlich gut geeignet sind, die jeweilige Aufgabenstellung zu lösen und robust gegenüber Störeinflüssen zu sein. Doch auch im Alltagsbetrieb trennt sich die Spreu vom Weizen. Ein Bildverarbeitungssystem muss im laufenden Betrieb oftmals angepasst und erweitert werden. Unterschiedlich gut geschultes Personal parametrisiert und pflegt die Systeme im Alltag unterschiedlich gut. Fazit Eine Vielzahl von Einflüssen kann die Gesamtgenauigkeit und Robustheit eines Bildverarbeitungssystems beeinträchtigen. Die theoretische, ideale Mess- und Prüfgenauigkeit des Systems kann schon durch einen einzelnen externen Störeffekt zunichte gemacht werden. Die Aufgabenstellung, die Teilevielfalt und möglichen Fehlerquellen sollten daher schon bei der System auslegung in ihrer Gesamtheit berücksichtigt, eliminiert oder möglichst kompensiert werden. Prozess- und Umweltparameter sowie Bauteilvariationen sind zwar dem Über Stemmer Imaging Endkunden oftmals bekannt, werden aber häufig nicht als relevante Information identifiziert und dem Bildverarbeitungsspezialisten daher nicht mitgeteilt. Hier führt eine intensive partnerschaftliche Kooperation zwischen dem Endkunden und dem Anbieter der Bildverarbeitungstechnologie am schnellsten zum Ziel, um die Komplexität der vorliegenden Aufgabe ganzheitlich zu erfassen und sie technisch und wirtschaftlich optimal zu lösen. Unabdingbar ist die Verwendung von ideal auf die Aufgabe abgestimmten Prüfverfahren, Bildverarbeitungskomponenten und Algorithmen, die ebenfalls möglichst gleichbleibende Bildinformationen und Auswertungen erlauben. Für den Anwender führt all dies am Ende zu wirtschaftlicheren Lösungen, eine schnellere Inbetriebnahme, stabilen Anlagen und weniger Pseudoausschuss. • STEMMER IMAGING GmbH info@stemmer-imaging.de www.stemmer-imaging.de Mit Niederlassungen in elf Ländern und rund 250 Mitarbeitern ist STEMMER IMAGING Europas größter Technologie- Anbieter für die Bildverarbeitung. Das Unternehmen stellt seinen Kunden alle Komponenten und Dienstleistungen zur Verfügung, die zur Realisierung von zuverlässigen Bildverarbeitungslösungen für nahezu jede Branche erforderlich sind. Mit seinen Schulungen im Rahmen der European Imaging Academy unterstützt das Unternehmen Anwender von Bildverarbeitungssystemen bei der richtigen Auswahl und Anwendung der geeigneten Bildverarbeitungstechnologie. 32 PC & Industrie 11/2016

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