„Von Optik verstehen die meisten Maschinenbauer nicht viel“

Das Gespräch führte unser Redaktionsmitglied Uwe Böttger uwe.boettger@konradin.de

Frau Jansen, wenn der Fertigungstechniker ein Bildverarbeitungssystem für Prüfzwecke in die Produktionslinie integrieren will, dann steht er oft vor der Frage: Soll ich eine schlüsselfertige Vision-Lösung kaufen oder ist es nicht günstiger, ein System aus Komponenten zusammenzusetzen. Was würden Sie ihm raten?

Darauf gibt es keine generelle Antwort. Der Anwender muss aber in beiden Fällen seine Aufgabenstellung genau spezifizieren. Erst anhand dieser Beschreibung wird sich herausstellen, ob es sich um eine simple Aufgabe oder eine komplexere Geschichte handelt. Letzteres sollte er von einem Spezialisten lösen lassen.

Was wäre zum Beispiel eine simple Aufgabe?

Etwa die Anwesenheitskontrolle von Bauteilen mit definierten Merkmalen. Relativ einfach ist auch eine geometrische Vermessung, wenn sich das Bauteil im Durchlicht gut kontrastieren lässt.

Und wann wird es schwierig?

Wenn es in Richtung Oberflächenkontrolle geht, wird es richtig komplex – auch für den Bildverarbeitungs-Spezialisten. Ebenfalls gern unterschätzt wird die Roboterführung über eine Kamera, denn hierbei muss das Vision-System mit dem Roboter kooperieren.

Woran scheitern die Nicht-Spezialisten?

Ein wesentlicher Teil der Vision-Systeme besteht aus Optik, sprich Bildaufnahme- und Beleuchtungstechnik. Davon verstehen die meisten Maschinenbauer nicht viel, das haben sie nie gelernt. Folglich fehlt auch die Erfahrung. Doch gerade die optische Auslegung des Systems stellt hohe Anforderungen. Wenn man da einen Fehler macht, rächt sich das in der Stabilität des Systems und in der Prozessverfügbarkeit.

Gibt es weitere Stolpersteine?

Es gibt so etwas wie eine natürliche Unterschätzung der Aufgabenstellung. Wir neigen dazu zu sagen: Das sehe ich doch mit meinem Auge, dann muss der Rechner das doch erst recht sehen. Falsch! Der Computer sieht erst einmal gar nichts. Was wir mit Augen und Gehirn leisten, ist enorm. Das muss der Kamera und dem Rechner alles schrittweise beigebracht werden. Die Varianz ist ein weiterer Stolperstein. Wenn ich eine Aufgabe gelöst habe, ist das schön und gut. Doch wie sieht es mit der Prozess-Sicherheit aus? Was passiert, wenn das inspizierte Bauteil schwankt innerhalb der Toleranzen, wenn Oberflächeneigenschaften durch Schmutz oder Reflektionen sich verändern? Das alles muss bei der Anlagenauslegung mit eingeplant werden.

Je intensiver man sich mit der Bildverarbeitung beschäftigt, desto mehr Probleme tauchen auf.

Nun, je komplexer die Aufgabenstellung, desto mehr Know-how ist gefragt. Eine Regel kann ich jedoch geben: Eine Aufgabe, die der Fertigungstechniker mit einem optischen Sensor lösen könnte, bekommt er auch mit einem Vision-System in den Griff.

Aber wenn er es mit einem einfachen Sensor lösen kann, dann braucht er doch keine teure Bildverarbeitung mehr.

Nicht unbedingt. Ein optischer Sensor hat einen relativ kleinen Messfleck. Wenn die Geometrie des Bauteils während der Prüfung wandert, hebelt das den Sensor aus. Der ist fixiert auf seine genau definierte Messposition, zum Beispiel eine bestimmte Bohrung. Selbst einfache Vision-Systeme haben einen größeren Fangbereich, da treten diese Probleme nicht auf.