Bildverarbeitungs-Systeme werden zunehmend mit grafischen Benutzeroberflächen ausgestattet und sind dadurch leichter der jeweiligen Applikation anzupassen. Die klassische Programmierarbeit ist bald Schnee von Gestern.
Von unserem Redaktionsmitglied Uwe Böttger uwe.boettger@konradin.de
Bei der Software laufen die meisten Entwicklungen. Nach einer Marktstudie von Datamonitor, London, wuchs in den vergangenen fünf Jahren der Softwarebereich in der Automatisierung durchschnittlich um 22 %. Auf dem Bildverarbeitungssektor, der als einer der Schlüsseltechnologien im Fertigungsprozess und in der Qualitätssicherung gilt, liegen die Wachstumsraten ähnlich. Wilhelm Stemmer, Geschäftsführer der Stemmer Imaging GmbH, Puchheim, schätzt den jährlichen Anstieg des Umsatzes der Vision-Software auf 20 %. „Dabei dürfte der Umsatz mit Bildverarbeitungs-Hardware sein etwa zehnmal so groß wie der des Softwareparts“, berichtet Stemmer.
Wegen der hohen Personalkosten und des steigenden Zeitdrucks ist die Benutzerfreundlichkeit das wesentliche Kriterium einer innovativen BV-Software. Der Anwender muss in möglichst kurzer Zeit das Vision-System in Betrieb nehmen können. Ein gutes Softwaretool müsse zudem die gängigen Hardware-Komponenten unterschiedlicher Hersteller unterstützen.
Dr. Olaf Munkelt, Geschäftsführer der MVTec Software GmbH, München, sieht die Maßstäbe für innovative Software in der hohen Flexibilität. Munkelt zufolge ist eine Software dann wirklich gut, wenn sie dem Anwender nicht eine einzige Programmierzeile abverlangt – egal, ob es sich dabei um Standardanwendungen wie Messaufgaben und Barcodelesen oder um spezielle Problemstellungen handelt.
Für Christian Demant, Geschäftsführer der DS GmbH, Remseck, müssen die Software-Pakete zudem leicht in die vernetzte Automatisierungswelt zu integrieren sein. Interaktivität, Skalierbarkeit und Kommunikationsfähigkeit seien hierbei entscheidende Faktoren.
Einen echten Standard für Vi-sion-Software mit DIN- oder ISO-Siegel gibt es derzeit nicht. Doch existieren am Markt einige Software-Pakete, die aufgrund ihrer weiten Verbreitung als Quasistandard angesehen werden können. Sie sind häufig im Baukastenprinzip strukturiert und beinhalten Bibliotheken mit grundlegenden BV-Algorithmen. Unerfahrene Anwender können auf grafische User-Interfaces zurückgreifen. Menügesteuert lassen sich verschiedene Parameter einstellen wie etwa der Suchbereich oder die Größe und Form eines zu findenden Objekts. Stemmer: „Mindestens 80 Prozent der Aufgaben können mit Hilfe von Standard-Algorithmen und -Werkzeugen gelöst werden.“
Experten plädieren dafür, dass in Zukunft das Erstellen von Programmen wesentlich wirtschaftlicher ablaufen muss. Dabei sind höhere Modularität sowie eine Wieder- oder Mehrfachverwendung von Programm-Modulen unbedingt notwendig. Stemmer erkennt hier einen wesentlichen Trend: „Es kommen zunehmend grafische Benutzeroberflächen zum Einsatz. Somit könnten statt der teuren Qualitätsingenieure auch kostengünstigere Qualitätstechniker eingestellt werden.“
Und schließlich werde man spezielle Bildverarbeitungs-
Algorithmen, die sehr oft in Märkten mit hohen Stückzahlen zum Einsatz kommen, in Hardware gießen. „Das Ganze wird dann nicht nur deutlich preiswerter sondern auch sehr schnell“, sagt Stemmer.
Hinsichtlich des geeigneten Betriebssystems stehen dem Anwender verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Immer mehr Anklang finden derzeit nach Ansicht von Uwe Wojak von der Eltec Elektronik AG, Mainz, Windows NT und Windows 2000. Er nennt einige Vorzüge: „Die Systeme sind weit verbreitet und etabliert. Es stehen reichlich Windows-Treiber, Programmiersprachen, Compiler und Datenbankanbindungen zur Verfügung. Von daher ist Windows eine interessante Plattform.“
180 Aussteller haben sich zur Vision 2001 angemeldet
Allerdings leuchtet auch ein neuer Stern am Betriebssysteme-Himmel: Linux. Hier liegt zwar der Quellcode offen, was so manchem Programmierer das Herz höher schlagen lässt, doch bedarf es einiger Programmierkenntnisse, um auf Linux zu bauen. „Die Tauglichkeit im industriellen Bereich hängt davon ab, ob linuxfähige Hardware verfügbar ist – zum Beispiel Framegrabber mit den zugehörigen Treibern“, meint Wojak. Firmen wie Eltec sind bereits auf den Linux-Zug aufgesprungen.
Die Bildverarbeitungs-Branche ist in Bewegung. So wundert es nicht, dass auch die Fachmesse Vision 2001 expandiert. In diesem Jahr haben sich rund 30 Firmen mehr als im Vorjahr angemeldet. Rund 180 Aussteller werden auf dem Stuttgarter Messegelände ihre Produkte präsentieren (siehe Kasten). Zu den Neuheiten zählt die PC-Bilderfassungskarte Mamba des Herstellers Coreco Imaging, die hier zu Lande von der Stemmer Imaging GmbH vertrieben wird (Stand 102). Das Board ist mit Prozessoren der Pentium III- und der Celeron-Reihe ausgerüstet. Die Taktraten liegen bei maximal 850 MHz. Die Karte wird in den Rechner gesteckt und rüstet den PC für anspruchsvolle BV-Anwendungen auf.
Die Hema Elektronik GmbH, Aalen, stellt ein BV-System für die Oberflächenanalyse von Metallen vor (Stand 427). Ziel ist es, eine konstante Qualität in der Produktion sicherzustellen. Der Anwender legt fest, welche Merkmale ignoriert oder als Fehler eingestuft werden sollen. Unzulässige Oberflächenfehler sind zum Beispiel aufgeplatzte Stellen, die durch Schlackeneinschlüsse im Roh-material entstehen. Im Ausgangsmaterial sind diese Fehler nicht zu erkennen. Beim Umformen allerdings wird das Material so hoch belastet, dass vorgeschädigtes Ausgangsmaterial später zu einem Aufreißen der Gehäuseoberfläche führt. Weitere Fehler, die durch die Kameras entdeckt werden sollen, sind Einrisse, Abschabungen, Deformationen oder Zinkabplatzungen. Teile mit fehlenden oder mangelhaften Bohrungen, Prägungen und Ausschnitten auf der Oberfläche werden von dem System ebenfalls erkannt.
Die Rauscher GmbH, Olching (Stand 304), stellt mit dem „Geometric Model Finder“ (GMF) ein neues konturbasiertes Tool für die Mustererkennung vor. Mit dem Software-Produkt lassen sich laut Hersteller die Positionen von geometrischen Figuren auch unter schwierigsten Bedingungen präzise bestimmen. Dabei beträgt die Lage-genauigkeit 1/40 Pixel und die Winkelgenauig-keit 005°. Konturüberdeckungen, ungleichmäßige Kontraständerungen und sogar Kontrastumkehrungen werden von dem Software-Tool toleriert.
Die VMT Bildverarbeitungssysteme GmbH, Weinheim (Stand 108), stellt mit dem OPR 3D ein weitgehend selbstlernendes Vision-System vor, das Robotern oder Montagesystemen optimale „Sehkraft“ verleihen soll. Den „stählernen Kollegen“ soll auf diese Weise ein zielsicherer Teilezugriff in automatisierten Bearbeitungs- und Handhabungsprozessen ermöglicht werden. So werden zum Beispiel Autokarossen unterschiedlicher Größe und Form trotz Positionstoleranzen, verschiedener Drehlagen oder wechselnder Hintergründe zuverlässig erfasst. Verschiebungen oder Verdrehungen der Objekte lassen sich im drei-dimensionalen Raum mit einer Genauigkeit von weniger als 1 mm feststellen. Entsprechend fein können die Bewegungen des Roboters oder Montagesystems im Arbeitsprozess korrigiert werden.
Basics der Bildverarbeitung
Für den Vortag der Fachmesse Vision (8. Oktober 2001) hat sich die Fachabteilung Industrielle Bildverarbeitung des VDMA gemeinsam mit der Messe Stuttgart etwas Besonderes einfallen lassen. Mit dem „ABC für die industrielle Bildverarbeitung“ wird dem Besucher eine praxis-orientierte Einführung in die Welt der industriellen Bildverarbeitung geboten. Weitere Informationen stehen unter der Adresse www.messe-stuttgart.de/vision zur Verfügung. Die „Industrial Vision Days“, eine Vortragsreihe an allen drei Messetagen, wird ebenfalls vom VDMA organisiert. Eine Fülle von Vorträgen aus Industrie, Forschung und Lehre bieten Problemlösungen für nahezu jeden Anwendungsfall.
Teilen:
