Aktuelles aus Entwicklung, Messen und Kooperationen

Vom 08. bis 10.10.2024 finden Sie uns auf der Vision in Halle 10, Stand 10H26. Hier präsentieren wir MathTechStudio, das Software-Framework für die optische Qualitätskontrolle, das auf der Bildverarbeitungsbibliothek HALCON von MVTec basiert. MathTechStudio ermöglicht die Entwicklung und den Aufbau kundenspezifischer und automatisierter Inspektionslösungen.

Gerne senden wir Ihnen kostenfreie Tickets für die Messe. Schicken Sie uns einfach eine Mail an sales@mathtech.de. Wir freuen uns auf Ihren Besuch.

Lesen Sie mehr darüber in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Automatisierung und Technik. Hier wird beschrieben, wie eine perfekte Symbiose von Hard- und Software aussehen kann. Dies wird gezeigt am Beispiel unseres MTE-QSS-2D/3D-Linearsystems. Mit Hilfe dieses Systems können robuste Messungen von Welligkeit und Geometrie sowie Prüfungen auf Oberflächenfehler von Blechen aller Art durchgeführt werden.

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Die Qualitätskontrolle spanend bearbeiteter Verbundwerkstoffe wird vorwiegend ohne jegliche Vernetzung durchgeführt. Dies führt dazu, dass Qualitätsabweichungen nicht erkannt und damit auf Veränderungen im Prozessablauf nicht rechtzeitig reagiert werden kann.

Math & Tech Engineering hat nun ein Prüfgerät entwickelt, das diese Lücke schließt. Unser mobiles Prüfsystem AICC 2.0 erfasst halbautomatisch Schadensbilder auf Bauteilen mit minimalem Aufwand und eignet sich daher ganz besonders für komplexe CFK-Bauteile in kleinen und mittleren Losgrößen.

Die Einbindung des Geräts in die vernetzte Produktion erfolgt über einen lokalen sowie einen cloudbasierten Server. Durch Schaffung von Schnittstellen zu Bearbeitungsmaschinen und Bauteilen sowie die Entwicklung und Implementierung selbstlernender Algorithmen können Prozesssteuerung und Qualitätskontrolle aufgrund größerer Transparenz, Reproduzierbarkeit und Dokumentation der Messergebnisse effizient gestaltet werden. Das Prüfgerät AICC 2.0 ermöglicht damit insbesondere kleineren Unternehmen den Einstieg in die Digitalisierung der Qualitätssicherung von Fertigungsprozessen.

© Fraunhofer IPA, Rainer Bez · Dieses zukunftsweisende Projekt wurde mit Hilfe von Fördermitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung entwickelt.

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Die von uns entwickelte MathTechStudio-Software wurde erweitert. Nun können Videodaten (aus Dateien oder Streams) direkt geladen werden. Außerdem gibt es jetzt auch die Möglichkeit, Videodaten mit HALCON-Algorithmen (in Echtzeit oder offline), die direkt oder über unsere Schnittstelle für maschinelles Lernen als HALCON-Prozeduren integriert sind, sofort zu bearbeiten. Alle neuen HALCON-Versionen wie zum Beispiel die aktuellen HALCON-Progress- oder HALCON-Steady-Versionen werden hierbei unterstützt.

Anwendungsbeispiele:

• Kontrolle und Überwachung der Produktion und von Warenlagern
• Erkennung von sich bewegenden Objekten wie Autos, Fahrrädern, Flugzeugen, Schiffen
• Bearbeitung von Aufnahmen von Drohnen

Für unsere Forschungstätigkeit wurden wir vom Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft mit dem Gütesiegel „Innovativ durch Forschung“ ausgezeichnet, darauf sind wir stolz.

Das von Math & Tech Engineering entwickelte MathTechFramework bietet die Möglichkeit, das Regelwerk für die Qualitätskontrolle anzupassen. Falls sich also Änderungen der Rahmenbedingungen in der Produktion oder neue Arten von Defekten ergeben, ist es so möglich, dass der Kunde selbstständig darauf reagieren kann. Grundsätzlich gilt, dass Bildverarbeitungsaufgaben von uns so realisiert werden, dass die Parameter der Logik für die Definition von Defekten auch nach der Lieferung ohne Expertenwissen angepasst werden können. Natürlich besteht immer die Möglichkeit, dass Math & Tech Sie dabei unterstützt.

Zu den Features des Regelwerks gehören:

• Labeling, Klassifizierung und Festlegung von Qualitätsklassen
• Gruppierung von Logik und Merkmalen zu komplexen Regeln
• Zugriff auf Parameter auf verschiedenen Ebenen (Bild, ROI, Merkmale, Algorithmus-Ergebnisse)

Verglichen mit aktuellen Deeplearning-Ansätzen, die mittels künstlicher Intelligenz arbeiten, ist ein solches Regelwerk vor allem dann von Vorteil, wenn nur ein sehr geringer Anteil der Produktion zu Defekten führt oder die Defekte zu subtil sind, um sie ohne Expertenwissen vom Rest der Produktion zu unterscheiden. Außerdem lässt sich auf diese Weise bei jeder Art von Defekt nachvollziehen, nach welchen Regeln aussortiert wird, wohingegen dies beim Einsatz von künstlicher Intelligenz derzeit nur bedingt möglich ist.

Für eine individuelle Beratung darüber, welche Lösung für Ihr Problem am geeignetsten ist, können Sie uns gerne kontaktieren.

Unser bestehendes Handheldgerät zur automatisierten Qualitätskontrolle von Verbundwerkstoffen wird zu einer Industrie-4.0-fähigen Gesamtlösung ausgebaut. Dieses innovative System kann dann in die vernetzte Produktion eingebunden werden. Das bietet die Chance, die Mensch-Maschine-Interaktion zu verbessern und mithilfe intelligenter Algorithmen die Prozesse zu kontrollieren und die Prozessdaten zur vollautomatisierten Bewertung und Dokumentation der Bearbeitungsqualität einzusetzen. Dies ermöglicht neben einer Transparenz hinsichtlich des Produktionsprozesses auch die vollständige Rückverfolgbarkeit der einzelnen Bauteile. So können unter anderem die über das Handgerät gewonnenen Prozessdaten im Sinne des Predictive Maintenance genutzt werden, um relevante Informationen bezüglich des Bohr- oder Fräswerkzeugzustands zu liefern und prozessabhängige Arbeitsanweisungen zu geben.

Die modulare Hardwarearchitektur ermöglicht es, spezifische optische Aufnahmeeinheiten für die unterschiedlichsten Messaufgaben und Werkstücke zu entwickeln und so den Aufbau ohne großen Aufwand an die jeweilige Prüfaufgabe anzupassen.

Im Bereich Verkehrsüberwachung haben wir ein erfolgreiches Projekt realisiert. Hierbei entstehen durch ständige Videoaufnahmen sehr viele Daten, die mit Hilfe von intelligenter Software kontinuierlich ausgewertet werden. Anwendungen wie diese können jederzeit auch für andere Bereiche wie z. B. für die Kontrolle und Überwachung der Produktion, in Warenlagern etc. eingesetzt werden.

Das mobile Handheldgerät zur Fehlererkennung und Klassifizierung stößt im In- und Ausland auf großes Interesse. So wurde eine Case-Study zu unserem Embedded System im amerikanischen Quality Magazine veröffentlicht.

Connected in Quality bei qualitymag.com

Seit Juli sind wir offizieller Solutionpartner der Firma IDS Imaging GmbH. Für die Produktbereiche IDS HALCON, uEye und NXT sind wir einer der ersten Partner, die in dieses innovative Programm aufgenommen wurden. Wir freuen uns auf eine erfolgreiche Zusammenarbeit.

Anwendungen

• Kompakte BV-Systeme
• Handmess- und Prüfgeräte für die Fertigung
• Applikationen für RobotVision
• DataMatrix und QR-Codes auslesen
• Positionserkennung
• Objektvermessung
• Inspektion von Bearbeitungsfehlern (Bsp. Ausfransungen, Abplatzungen etc.)

Vorteile

• Kostengünstige Systeme
• Geringer Platz- und Energieverbrauch
• Speziell zugeschnittene Lösung

Unsere Leistungen

• Entwicklung von Vision-Systemen mit C++, OpenCV und HALCON unter Linux embedded
• Konzipieren von Gesamtlösungen mit angepasster Beleuchtung, Optik, Kamera

Embedded Vision mit

• IDS NXT vegas, Vision-App-basierter Sensor, fertiges System mit integrierter Beleuchtung, Kamera 1.31 MP, M12 Flüssiglinse, ARM Cortex A9
• Phytec phyBoard, leistungsfähiger Singleboard-Computer, Kamera 5 MP, Option TouchScreen, Ethernet, USB, HDMI, I/O

Dieses System wurde zur Messung von Welligkeit und Geometrie von Blechen aller Art entwickelt. Ein 3D-Sensor liefert Daten in höchster Qualität. Mit adaptiven Bildverarbeitungsalgorithmen werden daraus Merkmale ermittelt und diese dann gleichzeitig automatisch gewichtet und klassifiziert. Durch den Einsatz von lernenden Verfahren können die Algorithmen an Veränderungen und neue Fehler angepasst werden. Das System kann mit einer flexiblen Kamera und Beleuchtung für eine Prüfung von Oberflächenfehlern erweitert werden.

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Das System von MathTech zur ganzheitlichen optischen Qualitätsprüfung und Prozesssteuerung. Mit dem MTE 2D/3D Freiformscanner können Messwerte großer komplexer Formen in 1D, 2D oder 3D aufgenommen und zusätzlich Informationen wie Bewegungsmuster und Zeit kombiniert werden. Durch die Verbindung entsteht ein ganzheitliches Bild des Prüfobjektes. Der MTE 2D/3D Freiformscanner führt feinste geometrische Messungen durch und erkennt kleinste Defekte robust.

Vorteile

• Verwendung neuster Technologien
• Kombination verschiedener Aufnahmemethoden
• Automatische Sensornachregelung anhand der Objektform

Leistungsmerkmale

• Objektgröße bis 1 m × 1 m × 15 m
• Scangeschwindigkeit bis zu 1 m/s
• 3D-Auflösung z. B. 0,1 mm bei 200 mm Sensoren
• 2D-Auflösung z. B. 0,1 mm bei 200 mm Sensoren

Verteilte Intelligenz

• Algorithmen und weitere rechenintensive Prozesse werden in einem Rechnercluster frei auf einzelne Computer verteilt
• Kommunikations- und Steuersignale werden an einzelnen Stationen verarbeitet. Die resultierenden Daten werden dann an einem Server zusammengefasst.
• Daten und Informationen werden im System durch die einzigartige MTE Statemachine einfach skalier- und erweiterbar

Anlagensteuerung: vollständige Anbindung an die SPS

• Einfache Integration in die Prozesskette
• Einfache Bedienbarkeit an der Bedienoberfläche
• Einfache Steuerung der Anlage durch eine dynamische und komfortable Umsetzung der Abläufe
• Einfache Verknüpfung von verschiedenen Sensoren, Messwerten und Daten in der Bedienoberfläche

Ganzheitliches Qualitätsmanagement: die Prüf-, Mess- und Steuerungsergebnisse werden in Echtzeit statistisch erfasst und können so anlagenübergreifend ausgewertet werden. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Produktion oder der Prozesskette auswertbar und kann zielgenau gesteuert werden.

Beobachten Sie unser 2D/3D-Messsystem mit 360°-Scanner in Aktion. Das revolutionäre System zur Oberflächeninspektion und Teilevermessung.

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Um Kunden und Interessenten auf der ganzen Welt immer aktuell über uns und unsere Leistungen zu informieren, sind wir ab sofort auf Facebook. Mit diesem Link können Sie unsere Seite anschauen und mit „gefällt mir“ markieren.

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MathTech nutzt neben kommerzieller Software wie HALCON auch diverse Open Source Software zur Entwicklung von Bildverarbeitungsalgorithmen. Insbesondere findet die Klassenbibliothek OpenCV (maschinelles Sehen) Verwendung.

Gemeinsam mit unserem Kooperationspartner WMV Robotics konnten wir auf der Productronica in München einen Handarbeitsplatz mit Roboter und optischer Kontrolle präsentieren. Für alle diejenigen, die unseren Auftritt auf der Productronica verpasst haben, haben wir ein Video von unserem Messedemonstrator bereitgestellt.

MTE-Vision ist ein flexibles Baukasten-System, das anspruchsvolle Lösungen im Bereich Bildverarbeitung für die Produktion bietet. Durch die Kombination von 1D-, 2D- oder komplexen 3D-Systemen mit einem Roboter und intelligenter Bildverarbeitungssoftware können wir unseren Kunden ein modulares System zur Verfügung stellen, das vielfältige Prüfaufgaben während des Fertigungsprozesses bewältigen kann.

Zum System MTE Vision

Das Quality Surface System (QSS) wurde von Math&Tech Engineering speziell für die Qualitätskontrolle von Oberflächen entwickelt. Mit seiner neuartigen Aufnahmetechnik liefert QSS Daten in höchster Qualität, sodass selbst kleinste, kosmetische Defekte eindeutig und schnell sichtbar gemacht werden können.

Zum System MTE QSS

Wir setzen maschinelles Lernen für die Erstellung und Optimierung von Prüfsoftware ein, speziell angepasst an die Anforderungen von komplexen Inspektionsaufgaben, um effizient individuelle Lösungen zu erstellen, die sehr hohen Qualitätsansprüchen genügen.

Durch die lernenden Verfahren entsteht ein flexibles System, das sich veränderten Bedingungen anpassen kann und zugleich eine hohe Erkennungsgenauigkeit bietet. Dank einer GUI können auch Benutzer ohne Erfahrung in der Bildverarbeitung, aber mit Kenntnissen der Problemstellung, damit arbeiten, um die bestehenden Auswertungsmethoden an neue Fehler, Produkte und geänderte Produktionsbedingungen anzupassen. Zusätzlich ist eine objektive Validierung und Optimierung der Prüfprozessfähigkeit des Systems für standardisierte Verfahren möglich.

Mehr zu lernenden Systemen

Die freie Programmbibliothek OpenCV wurde für die Programmiersprachen C und C++ geschrieben und dient zur Entwicklung von Bildverarbeitungsalgorithmen. OpenCVSharp ist ein C#-Wrapper für OpenCV. Die Integration von OpenCVSharp 2.4 in das MathTech Framework erlaubt es uns, in C#-Anwendungen bequem auf die Funktionalität der letzten OpenCV-Version zuzugreifen. Durch die direkte Implementierung von Algorithmen in C# sparen wir Zeit in der Entwicklung.

Mit dem MTE Reader von MathTech können Texte, Logos, Barcodes und QR-Codes auf sehr komplexen Oberflächen zuverlässig erkannt und verifiziert werden. Durch die optimale Kombination von Aufnahme- und Beleuchtungstechniken mit maschinellem Lernen ist der MTE Reader in der Lage, nahezu alle Arten von Schriften zu lesen. Dabei können auch gedruckte, geprägte, gelaserte oder gravierte Zeichen auf diffusen, reflektierenden und teilweise sogar texturierten Flächen erkannt werden.

Zum System MTE Reader