Die Erstellung von Machine-Vision-Applikationen muss nicht kompliziert und aufwändig sein. Mit einer geeigneten Software ist es heute möglich, solche Anwendungen einfach, schnell und ganz ohne tiefgehendes Know-how in Programmierung und industrieller Bildverarbeitung zu generieren. Dies kommt insbesondere neuen Anforderungen für flexibilisierte Produktionsprozesse zugute.

Technologietrends wie Industrie 4.0 und Smart Factory haben tief greifende Auswirkungen auf die Wertschöpfungsketten in Fertigungsunternehmen. Digitalisierte, vernetzte und hochgradig automatisierte Workflows kennzeichnen das Geschehen in den Montagehallen. Technische Komponenten wie Maschinen, Roboter, Transfer- und Handling-Systeme, Sensoren und Kameras kommunizieren miteinander und ergänzen sich im Rahmen von durchgängigen Fertigungsstrecken. Dabei setzt sich zunehmend eine neue Generation kompakter, leichter und mobiler Roboter durch, die sogenannten Collaborative Robots (Cobots). Wie der Name schon andeutet, arbeiten diese nahtlos mit Menschen zusammen, reichen sich Teile und montieren gemeinsam ganze Baugruppen. Ein weiterer Vorteil: Die Cobots lassen sich schnell und flexibel umrüsten und stehen daher für unterschiedlichste Fertigungsjobs zur Verfügung.
Eine besondere Bedeutung in diesen Szenarien erlangt die industrielle Bildverarbeitung (Machine Vision). Als wichtige Begleittechnologie macht sie hochautomatisierte Prozesse oft erst möglich. Mittels Bildeinzugsgeräten wie Kameras oder 3D-Sensoren überwacht sie das Geschehen lückenlos und fungiert dabei als „Auge der Produktion“. Durch die verlässliche Erkennung verschiedenster Objekte werden die Handling-Prozesse sicherer und effizienter. Werkstücke lassen sich exakt positionieren, Roboter greifen präzise die richtigen Gegenstände an den dafür vorgesehenen Stellen. Überdies kann die Fehlerinspektion im Rahmen der Qualitätssicherung automatisiert werden: Qualitativ minderwertige Produkte mit optischen Mängeln lassen sich zielsicher detektieren und zuverlässig aussortieren, bevor sie in die weitere Prozesskette gelangen.

Cobots schnell und flexibel einrichten

Dabei müssen Machine-Vision-Technologien heute auf die neuen Anforderungen in der Robotik reagieren und insbesondere die Arbeit von Cobots mit durchdachten Funktionen unterstützen. Denn die mobilen Roboter müssen sich schnell und flexibel für wechselnde Fertigungsaufgaben einrichten lassen. Hierzu ist es erforderlich, umfassende Bildverarbeitungsprogramme für unterschiedlichste Robotik-Anwendungen rasch und ohne großen Aufwand zu erzeugen. Dabei helfen moderne, performante Machine-Vision-Lösungen, welche den Erstellungsprozess vereinfachen und damit die Einrichtung von Robotern beschleunigen.
Eine praktikable Lösung hierfür bietet Mvtec mit seiner Standardsoftware Merlic. Damit lassen sich professionelle Machine-Vision-Anwendungen ganz ohne tiefgehende Programmier- und Bildverarbeitungskenntnisse auf hohem Niveau zusammenstellen. Herzstück ist eine bildzentrierte Benutzeroberfläche, die den Nutzer intuitiv durch den kompletten Prozess führt. Der Entwickler benötigt keinerlei Codes, Befehlszeilen oder Parameterlisten, sondern kann sich wie bei einem What-You-See-Is-What-You-Get-Editor (WYSIWYG) auf die visuelle Darstellung der Bildverarbeitungsfunktionen konzentrieren. Die Software enthält darüber hinaus eine Toolbox mit Standardwerkzeugen für Aufnahme, Kalibrierung, Ausrichtung, Messen, Zählen, Prüfen, Lesen, Positionsbestimmung und Fehlererkennung.

Objekte erkennen, markieren und mit einem Klick auswählen

Ein innovatives Konzept namens Easytouch erleichtert zudem die Applikationserstellung: Dabei bewegt der Anwender einfach den Mauszeiger über ein Bild, wodurch bestimmte Objekte sofort erkannt, markiert und mit einem Klick ausgewählt werden können. So ist es nicht mehr erforderlich, komplexe Parameter aufwändig zu konfigurieren, was deutlich Zeit beim Erstellungsprozess einspart. Ein integrierter Designer bietet zahlreiche Bedienelemente, mit denen sich in wenigen Schritten per Drag-and-drop ein grafisches User-Frontend (GUI) gestalten lässt.
Die erstellten Machine-Vision-Anwendungen können über die Software durchgängig mit speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) kommunizieren und lassen sich nahtlos in ganzheitliche Automatisierungslösungen integrieren.
Eine weitere Verbesserung der Usability ermöglicht Mvtec mit dem aktuellen Release Merlic 4, das im Februar 2019 veröffentlicht wurde. Die neue Version der Bildverarbeitungssoftware enthält zahlreiche Funktionen, welche die Erstellung von Machine-Vision-Applikationen noch einfacher, effizienter und nutzerfreundlicher machen. Beispielsweise lassen sich nun verschiedene Werkzeuge parallel verarbeiten und ausführen, was die einfachere Implementierung von Multikamera-Setups und eine effizientere Nutzung der Systemrechenleistung ermöglicht. Diese neue Funktion ist auch im sogenannten Tool Flow repräsentiert, wodurch die Benutzeroberfläche noch intuitiver zu bedienen ist und parallele Stränge mit den Werkzeugen noch einfacher angeordnet und gehandhabt werden können.
Mit integrierten 3D-Vision-Tools, die auf Basis von Höhenbildern arbeiten, können Anwender z.B. geprägten Text lesen und andere Aufgaben der 3D-Bildverarbeitung lösen. Dazu enthält die Software vier neue Werkzeuge, mit denen sich Bilder von 3D-Sensoren oder 3D-Kameras so aufbereiten lassen, dass mit den bestehenden 2D-Tools Prüfaufgaben realisiert werden können.

Integration von Machine Vision und SPS

Neu ist weiterhin, dass die Software durch Hilscher PC-Karten mit den gängigen Feldbus- und Real-Time-Ethernet-Industrieprotokollen wie Profinet, Ethercat und vielen anderen kommunizieren kann. Dies fördert weiter die Integration der beiden Welten Machine Vision und SPS. Zusätzlich ist nun auch das Arbeiten mit „Rezepten“ möglich, welche eine schnelle Umrüstung auf andere Aufgaben der Bildverarbeitung erlauben.
Durch das stark vereinfachte Handling profitieren Unternehmen enorm: So kann nun eine wesentlich größere Personengruppe als bisher mit komplexen Machine-Vision-Aufgaben betraut werden. Unabhängig von der aktuellen Programmier- und Bildverarbeitungsexpertise können Ingenieure unterschiedlicher Fachrichtungen qualitativ hochwertige Applikationen erstellen. Dadurch sind professionelle Entwickler in der Lage, sich anspruchsvolleren Herausforderungen im Programmierumfeld zu widmen. Überdies ist es problemlos möglich, Standard-Entwicklungsprozesse deutlich zu beschleunigen und kleinere Projekte mit geringerem Aufwand – was beispielsweise auch die Erstellung von Anwendungen mit Cobots betrifft – zu realisieren. Damit lassen sich Machine-Vision-Technologien in verschiedensten Industriebranchen kostengünstiger nutzen, die Prozesse vereinfachen und die Qualitätssicherung auf eine neue Stufe heben.

Fazit

In Anbetracht der wachsenden Anforderungen von Digitalisierung, Automatisierung und Industrie 4.0 müssen Unternehmen heute ihre Produktionsabläufe flexibler gestalten. In diesem Kontext ist es wichtig, die Erstellung von Machine-Vision-Applikationen zu vereinfachen und zu beschleunigen. Durch den Einsatz einer entsprechenden Software sparen Firmen Zeit sowie Aufwand und steigern dadurch die Usability und Flexibilität ihrer Einrichtungsprozesse.