Bild 2 | Die Kamera erfasst eine große Fläche und findet die zu vermessenden Pins (Einmessen bzw. Pattern Matching auf einem Messeexponat). (Bild: Qioptiq Photonics GmbH & Co. KG)
Spezialist für maßgeschneiderte Software
Das Münchener Unternehmen Machine Vision Makers entwickelt auf Basis von Halcon anwendungsspezifische Software für verschiedenste Bildverarbeitungsaufgaben. Die beiden Gründer Andreas Heindl und Dr. Stefan Rahmann programmieren anhand von Halcon-Funktionsmodulen Mess-, Lese- und Prüfsoftware. Kunden schätzen die Vorteile von AOI-Software, die individuell auf ihren Bedarf zugeschnitten ist und sich zukünftigen Veränderungen anpassen lässt. Die beiden Programmierer erstellen in der Rapid-Prototyping-Entwicklungsumgebung von Halcon Module für verschiedenste 2D-Prüfaufgaben, die mit entsprechenden Schnittstellen in die Anwendungssoftware integriert werden. Dabei kommt vermehrt Deep Learning zum Einsatz, speziell für Applikationen mit schwer zu parametrisierenden Prüfkriterien wie die Kontrolle von Platinen, wo Defekte stark variieren können und Deep Learning bessere Erkennungsraten liefern kann. Das Unternehmen bietet zudem Beratung und Projektbegleitung an. So unterstützt es Kunden auf Wunsch bei der Bedarfsanalyse und Konfiguration des gesamten Vision-Systems inklusive Beleuchtung, Optik, Sensor, Hardware und Software. Geschäftsführer Dr. Stefan Rahmann berichtet: „Am Anfang steht natürlich der Bedarf des Kunden: Was muss er messen, in welcher Genauigkeit und mit welchen Bildraten? Die Aufnahmen müssen eine gute Grundqualität haben. Einiges lässt sich mit Software kompensieren, aber möglichst gutes Ausgangsmaterial spart unterm Strich Geld, besonders wenn die Präzisionsanforderungen sehr hoch sind.“ Machine Vision Makers arbeitet unter anderem mit Qioptiq zusammen, einem Tochterunternehmen von Excelitas Technologies, das hochwertige Industrieobjektive fertigt. Die Fotos zu diesem Beitrag zeigen ein gemeinsames Messeexponat, in dem Machine Vision Makers und Qioptiq beispielhaft das Alignment und die Pinvermessung an einem integrierten Schaltkreis demonstrieren. Der Aufbau sticht durch diverse Merkmale hervor: eine große erfasste Fläche, mikroskopische Auflösung und kontrastreiche, verzeichnungsfreie Abbildungsqualität bis zum Bildrand.
Wettkampf um höchste Auflösung
Der Trend zu höheren Auflösungen lässt sich sehr gut an den Bildsensoren für die industrielle Inspektion verfolgen, die quasi Jahr für Jahr größer werden, während die Pixel kleiner werden. So nutzen aktuelle Generationen von Industriekameras CMOS-Sensoren mit optischen Diagonalen von bis zu 80mm, bis zu 150MP Auflösung und Pixelgrößen unter 4µm. In Zeilenkameraanwendungen sind CMOS-Sensoren mit Pixelgrößen von 3,5 bis 5µm und Längen von bis zu 82mm verbreitet (12k- und 16k-Sensoren). Damit sich die Investition in derart hochauflösende Sensoren lohnt, muss die eingesetzte Optik auf diese hohen Auflösungen abgestimmt sein. Nur so lassen sich die Ziele erreichen, größere Flächen in hohem Tempo automatisch zu erfassen und dabei immer feinere Details aufzulösen und höhere Messgenauigkeiten zu erreichen.
Das Linos-Machine-Vision-Sortiment von Qioptiq umfasst unter anderem Objektive, die speziell für hochauflösende optische Inspektion mit großformatigen Flächen- und Zeilensensoren konstruiert wurden. Diese lichtstarken Objektive mit einem beugungsbegrenzten Design ermöglichen kurze Belichtungszeiten und unterstützen hohe Produktionsgeschwindigkeiten. Die in dem Messeexponat vorgestellte Objektivserie Linos Inspec.x L für Pixelgrößen von 3,5 bis 7µm deckt einen Maßstabsbereich von 0,06x bis 5,2x ab. Zwei Float-Objektive mit verstellbarer Linsengruppe erlauben die Verstellung im Bereich von 0,06x bis 0,52x bzw. 0,3x bis 3,0x. Mit nur einem Float-Objektiv können somit in einer Produktionslinie verschiedenste Maßstäbe realisiert und unterschiedliche AOI-Anwendungen umgesetzt werden. Die optimale Lage des Float-Elements für den gewünschten Abbildungsmaßstab und die Blende lassen sich mittels Zahnkränzen maschinell oder manuell verstellen. Durch die Auswahl der am besten geeigneten Glasmaterialien, hochwertige Oberflächenpolitur sowie speziell entwickelte Montage- und Justagetechnologien wird über den gesamten großen Bildkreis von 82mm eine hohe Abbildungsqualität gewährleistet.
