Sequent Controller für komplexe Prüfaufgaben

  • Belichtung eines Prüfobjektes aus vier unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln.Belichtung eines Prüfobjektes aus vier unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln.
  • Belichtung eines Prüfobjektes aus vier unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln.
  • Der Vorteil des LIC-S gegenüber gewöhnlichen Beleuchtungssteuerungen ist, dass er wesentlich komplexere Prüfaufgaben durch den Einsatz von sequenziell ansteuerbaren Segmentbeleuchtungen in Kombination mit einer Auswerte-Software lösen kann.
  • Sebastian Müller, Falcon-Produktmanager für den Bereich Controller und zuständig für technische Fragen

Sebastian Müller, Falcon-Produktmanager für den Bereich Controller und zuständig für technische Fragen, spricht im Interview über den auf der Vision 2018 neu vorgestellten Sequent Controller LIC-S, den damit vereinfachten Einstieg in das Shape-from-Shaping-Verfahren sowie mögliche Anwendungen.

Auf der Vision im vergangenen Jahr hat Falcon seinen neuen Sequent Controller LIC-S vorgestellt. Wodurch zeichnet sich die Beleuchtungssteuerung aus, wo liegen ihre Vorteile?

Sebastian Müller: Der Controller LIC-S ist zunächst eine Erweiterung des bereits erprobten und mit konstant positiver Kundenresonanz bewerteten Controller LIC-X256N. Der Vorteil des LIC-S gegenüber gewöhnlichen Beleuchtungssteuerungen ist, dass er wesentlich komplexere Prüfaufgaben durch den Einsatz von sequenziell ansteuerbaren Segmentbeleuchtungen in Kombination mit einer Auswerte-Software lösen kann. Der Controller übernimmt hierbei die zeitliche Ansteuerung der einzelnen Segmente der Beleuchtung. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Kunde bei der Wahl der zusätzlichen Komponenten, wie Kamera und Auswerte-Software, freie Wahl hat und somit die Option besteht, dass ein Komplettsystem günstig und einfach aufzubauen ist.

Stichwort günstig: Der LIC-S soll einen einfachen und vor allem kostengünstigen Einstieg in das Shape-from-Shading-Verfahren ermöglichen. Wie genau sieht hier die Umsetzung aus?

Sebastian Müller: Shape-from-Shading basiert darauf, dass mit Hilfe einer Segmentbeleuchtung, Aufnahmen aus mehreren unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln entstehen. Das Ausleuchten des Prüfobjekts aus verschiedenen Winkeln führt wegen des unterschiedlichen Schattenwurfs zu unterschiedlichen Einzelaufnahmen. Diese Einzelaufnahmen werden in der Folge mit Hilfe einer Software weiterverarbeitet. In der Weiterverarbeitung werden die Merkmale aus den vier einzelnen Aufnahmen zu einem starken Gesamtmerkmal verarbeitet. Somit ist es möglich, Strukturunebenheiten besser zu detektieren oder lokale Spiegelungen zu reduzieren. Das Shape-from-Shading-System besteht dabei grundsätzlich aus den folgenden vier Komponenten: Segmentbeleuchtung, Controller LIC-S, Standard-Kamera und Auswerte-Software.

Vom Prinzip her also wie jedes andere „Shape from Shading System“ auch.

Worin liegt dann der Unterschied zu anderen Shape-from-Shading-Systemen und was heißt kostengünstig?

Sebastian Müller: In der Regel wird eine Shape-from-Shading-Applikation als Komplettsystem angeboten. Alle Komponenten der Anwendung sind fix und lassen somit wenig bis gar kein Spiel – bezogen auf die Auswahl der Komponenten – zu. Will man mit Hilfe des LIC-S eine Shape-from-Shading-Anwendung umsetzen, sieht dies wie folgt aus:

  • Freie Wahl der Kamera: Die Kamera sollte lediglich ein Triggersignal für den Controller LIC-S bereitstellen. Eine günstige Industriekamera ist somit ausreichend.
  • Freie Beleuchtungswahl: Fast alle Beleuchtungen im FALCON-Sortiment sind als Segment- oder Multiwinkelbeleuchtung lieferbar.
  • Langlebiger Controller mit gutem Preisleistungsverhältnis: Die positiven Rückmeldungen unserer Kunden bezüglich des LIC-X256N waren die Basis für den LIC-S. Somit sind große Entwicklungskosten ausgeblieben und der Controller kann zu einem fairen Preis angeboten werden.
  • Freie Wahl der Software: Die Kunden können selbst entscheiden, welchen Funktionsumfang Ihre Auswertesoftware benötigt und ob es sich eventuell lohnt, die Programmierung selbst in die Hand zu nehmen. So kann beispielsweise eine Auswertung in C++, mit LabVIEW oder Halcon stattfinden.

Ein Shape-from-Shading-System benötigt neben einem Controller weitere Komponenten. Wie schaut es denn hier mit der Kompatibilität aus?

Sebastian Müller: Die Kompatibilität des LIC-S zu anderen Geräten ist problemlos. Benötigt wird zunächst eine Spannungsversorgung. Diese kann je nach Betriebsmodus des LIC-S eine Ausgangsspannung zwischen + 12-24 V (Continuous-Mode) und im Strobe-Mode bis zu + 48 V haben. Zudem muss dem LIC-S mittels eines Triggersignals der Zeitpunkt der Bildaufnahme mitgeteilt werden, sodass die Beleuchtung aktiviert werden kann. Dieses Triggersignal muss einen Pegel zwischen +5 V und +24 V haben. Da der LIC-S sowohl manuell als auch über den PC programmiert werden kann, ist eine RS232-Schnittstelle verfügbar. Der LIC-S ist somit quasi ohne großen Aufwand zu gängigen anderen Systemen kompatibel. Was die Kompatibilität der verwendeten Kamera zum PC betrifft, sind eine Ethernet oder USB-Verbindung aktuell die gängigen Verbindungen.

Wo sehen Sie typische Anwendungen für den LIC-S?

Sebastian Müller: Anwendungen gibt es für den LIC-S aufgrund der freien Komponentenwahl und Flexibilität sehr viele. In erster Linie denken wir natürlich an Shape from Shading. Zudem sind jedoch auch Multicolour- oder HDR-Anwendungen umsetzbar. Erfahrung haben wir bereits mit Shape-from- Shading- und Multicolour-Anwendungen. Multicolour bezieht sich dabei auf den gezielten Einsatz unterschiedlicher Wellenlängen.
Durch den Einsatz des LIC-S in Kombination mit Beleuchtungen unterschiedlicher Wellenlänge, können Bauteile in einer Applikation auf unterschiedliche Farbmerkmale geprüft werden. So kann beispielsweise in der ersten Sequenz ein Logo der Farbe X auf korrekten Druck kontrolliert werden, während in einer zweiten Sequenz durch den Einsatz einer anderen Wellenlänge eine Struktur Y auf der Verpackung kontrolliert wird.
Spinnt man das Rad der verschiedenen Anwendungen weiter, landet man recht schnell bei den Anwendern: Als Hauptanwender sieht Falcon Anlagenbauer, welche aus Platz-, Kosten- und Effizienzgründen ihre Anwendung vereinfachen möchten. So ist es durch die Verwendung des LIC-S möglich, mehrere Merkmale in einer Station zu prüfen. Der Controller aktiviert beispielsweise mit dem ersten Triggersignal eine Dunkelfeld-Beleuchtung und mit dem zweiten ein Auflicht. So kann zunächst die Position des Bauteils geprüft und im zweiten Schritt noch ein Barcode auf der Oberfläche ausgelesen werden. Aufgrund der Flexibilität bei der Wahl der Komponenten, der einfachen Bedienung und dem fairen Preis eignet sich der LIC-S auch optimal für Ausbildungsstätten wie Universitäten oder Hochschulen mit Laboratorien für die Bildverarbeitung. So können Studenten und Studentinnen unter anderem die Programmierung in C++ oder LabView lernen indem eine einfache Auswerte-Software programmiert wird.

Gibt es schon eine konkrete Anwendung? Welche Erfahrungen haben Sie respektive der Kunde mit dem Sequent Controller bereits gemacht?

Da der LIC-S in Deutschland erst seit 2019 offiziell angeboten wird, liegen Erfahrungsberichte bislang hauptsächlich aus Malaysia vor. Dort wird der LIC-S produziert und nahezu jede verbaute Falcon -Beleuchtung mit einem LIC-S oder LIC-X256N betrieben. Hinzu kommt, dass wir großes Vertrauen in das Know-How unserer Kunden haben. Diese arbeiten tagtäglich mit Controllern und kennen den Markt. Die große Nachfrage auf Kundenseite bestätigt uns, mit dem LIC-S einen richtigen Schritt gegangen zu sein.

Welche Weiterentwicklungen hinsichtlich Steuerungstechnik dürfen wir von Falcon die kommenden Jahre erwarten?

Im Bereich der Steuerungstechnik arbeitet Falcon aktuell in vielen Bereichen. Die Beleuchtungen werden immer smarter, kommunikativer, benutzerfreundlicher und leistungsstärker. So ist beispielsweise Industrie 4.0 ein großes Thema. Zudem wird das Spektrum an externen Controllern in nächster Zeit stetig zunehmen.

Und eine abschließende Frage: Welche allgemeinen Trends/Entwicklungen im Bereich Bildverarbeitung sehen Sie für die kommenden drei Jahre?

In der vergangenen Zeit sind einige Kunden auf der Suche nach Superlativen und High-End-Produkten, andere nach persönlichem Support, verlässlichen Informationen und Erfahrungswerten. Falcon hat es sich für die nächsten Jahre zum Ziel gesetzt, noch enger mit den Kunden zusammenzuarbeiten. So werden einerseits Kunden durch Neuentwicklungen gefördert, andererseits wird jedoch auch enorm Wert auf eine solide Basis der Kommunikation mit stabilen Werten und gegenseitigem Vertrauen gelegt. Unsere Erfahrung zeigt, dass es oftmals gar keine ausgefallene und komplizierte Lösung braucht, wenn die „auf das Wesentliche reduzierte Aufgabenstellung“ klar kommuniziert wird.

 

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