Fraunhofer-Geschäftsbereich Vision zeigt zur Control 2022 eine Auswahl aktueller Mess- und Prüfsysteme mit Bildverarbeitung für die Qualitätssicherung in der Produktion.

Zentrales Exponat von Fraunhofer Vision auf der Control 2022: Der Roboter, der durch KI-basierte Algorithmen gesteuert wird, pickt Bauteile aus einer Kiste einzeln auf und positioniert sie korrekt vor drei unterschiedlichen Sensoren.

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Fraunhofer Vision auf der Control 2022

Bildverarbeitungs-Software

Fertigungsautomation

Bildverarbeitung

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Messsysteme

Dienstleistungen

Kalibrierdienste

Messtechnik

Optische 3D-Messsysteme

Optische Mess- und Prüftechnik

Bildverarbeitungssysteme

Schichtdickenprüfgeräte

Werkstoffprüfung

Qualitätssicherung

Bildverarbeitung, Machine Vision

Sensoren,  optische

Sensoren / Messwertaufnehmer

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Messe Control

qz-online.de

Optische Mess- und Prüfverfahren

Qualitätssicherung Kunststoff

Machine Learning als Schlüsseltechnologie für die Qualitätssicherung mit Bildverarbeitung

patentierte optische Technologie zum ergonomischen Mikroskopieren

Vision Engineering Ltd.  

https://www.visioneng.de

2D/3D-Messtechnik

Geometrische Messtechnik

Form- / Oberflächenmesstechnik

Konturmessgeräte

Koordinatenmessgeräte

Lohnmessung elektrische Größen

Lohnmessung

Mess- und Prüftechnik-Seminare

Seminare, Schulungen, Kongresse

Messlupen

Messtechniksoftware

Messdatenerfassung und -verarbeitung

Software

Mikroskope

Mikroskope mit digitaler Bildverarbeitung

Optische Komponenten / Baugruppen

Optik

Photonik

Optomechanische Bauelemente und Baugruppen

Optomechanik

PC-Messtechnik

Profilmessgeräte

Profilprojektoren

Qualitätsmanagement

IDS zeigt auf der VISION in Stuttgart unter anderem die nächste Evolutionsstufe des KI-Gesamtsystems IDS NXT und die nächste Ausbauphase der uEye Warp10 Kamerafamilie.

IDS NXT: Benutzerfreundliches KI-Vision-Gesamtsystem

Bildverarbeitungskomponenten

Machine Learning

Datenanalyse

Kameras

Messe Vision

Machine Learning für die Qualitätssicherung

VISION 2022: IDS zeigt Neu- und Weiterentwicklungen – 2D, 3D und KI

Know-how in der Entwicklung von Hard- und Sofware für die automatische Bildverarbeitung

Fraunhofer Geschäftsbereich Vision c/o Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

https://www.vision.fraunhofer.de

Optoelektronische Bauelemente

Optoelektronik

Röntgenprüfgeräte

Bei der mikroskopischen Qualitätskontrolle von glänzenden Oberflächen, wie Metalle oder polierte Bauteile, kommt es häufig zu Reflexionen, die die Prüfung erschweren. Die ideale Lösung ist die Verwendung von Polarisationsfiltern.

Analysegeräte

Oberflächeninspektion

Software für Optische Messtechnik

Mit Polfiltern von OPTOMETRON Reflexionen entfernen und Qualitätsprüfung vereinfachen

Mitutoyo präsentiert mit dem WIDE VMU-HR das neueste Mitglied seiner Einbaumikroskop-Familie für Aufgaben in der Materialforschung und -prüfung.

Die Video-Mikroskopeinheit WIDE VMU-HR vereint die Vorteile der Vorgänger, z.B. das kompakte Design und ein großes Sichtfeld, jedoch übertrifft sie sie in mancherlei Hinsicht bei weitem.

Video-Mikroskopeinheit WIDE VMU-HR: Kompakte Lösung mit vergrößertem Sichtfeld

Der Fraunhofer Geschäftsbereich Vision veranstaltet am 19. und 20. Oktober 2022 in Fürth den nächsten Technologietag unter dem Motto »Innovative Technologien für die industrielle Qualitätssicherung mit Bildverarbeitung«.

Innovative Technologien für die industrielle Qualitätssicherung mit Bildverarbeitung

Optik / Laser

Mess- / Steuer- / Regeltechnik, elektrische

Elektrotechnik, Elektronik

14. Fraunhofer Vision-Technologietag

Die Polytec GmbH bietet schlüsselfertige Systeme zur Schweißnahtkontrolle, inklusive spezielle Kameratechnik zur Qualitätssicherung.

Die Xiris-Kameras erlauben klarste Sicht auf hellste Lichtbögen und bilden gleichzeitig dunklere Hintergrundbereiche wie Schweißbad und -naht ab.

Polytec: Lösungen zur Schweißnahtkontrolle

In Kombination mit dem 3-Pinolen-Gerät ScopeCheck FB und dem VideoCheck FB stellt Werth Messtechnik zwei innovative Drehachslösungen vor.

3-Pinolen-Gerät Werth ScopeCheck FB mit Werth-Zoomoptik (links), konventionellem Taster am Dreh-Schwenk-Gelenk (Mitte) und Chromatic Focus Line Sensor (rechts).

Rundlaufprüfgeräte, Rundheit

Feintaster / Mikrotaster

Multisensor-Messungen  ohne Einschränkung

Ein Flugzeughersteller muss 170 verschiedene, vergleichsweise große Teile auf jeweils bis zu sieben Merkmale überprüfen. Diese Herausforderung löst ein intelligentes Bildverarbeitungssystem. Was vorher viele Stunden dauerte und entsprechenden Personaleinsatz erforderte, ist mit dem System in erheblich kürzerer Zeit möglich.  

Bildverarbeitungssystem für Innenverkleidungsteile 

Große Teile schnell geprüft 

Bauteile, die inspiziert werden sollen, müssen mit der erforderlichen Detailgenauigkeit abgebildet werden. Das erfordert in der industriellen Bildverarbeitung den Einsatz von Systemen mit ultrahoher Auflösung. Dafür gibt es eine Reihe unterschiedlicher Ansätze.  

Bildverarbeitungssysteme mit ultrahoher Auflösung 

Unterschiedliche Ansätze 

Impfstoff-Flaschen in medizinischer Qualität aus dem Spezialglas Borosilikat unterliegen besonders hohen Qualitätsstandards. Deren Einhaltung kontrollieren während der Fertigung automatische Prüfsysteme, die unter anderem aus Hochleistungskameras bestehen.

Intelligentes Mehrkamerasystem zur Kontrolle von Impfstoff-Flaschen

Glas-Check

Zur hochpräzisen Bilderfassung oder für Aufnahmen in sehr warmen Umgebungen stehen im Baumer Portfolio Industriekameras mit direkt im Gehäuse integriertem Kühlkanal zur Verfügung.

Kameras mit integriertem Kühlkanal

Gut gekühlt wenn’s warm wird

Die bisher notwendige manuelle Kontrolle der Holzkörper fertiger Handbürsten kann nun entfallen. Diese Aufgabe übernimmt ein Bildverarbeitungssystem, das Holzfehler zuverlässig und vollautomatisch erkennt. Eine weitere Automatisierung der Fertigung ist möglich.

Bild 1. Ein Bildverarbeitungssystem erkennt zuverlässig Farbe und Maserung von Holzkörpern aus Rotbuche. © IDS Imaging Development Systems GmbH

Vollautomatische Holzkörper-Kontrolle mittels BV-System

Aus gutem Holz

Desktop-Prüfstand von inotec AP punktet in Kunststoff- und Verbindungstechnik

Werkstofftechnische Prüfungen

Bildsensoren

Klemm- und Steckverbinder am Schreibtisch testen

Optische Wirbelsäulen- und Haltungsanalyse

Bei der Diagnose von Rückenschmerzen können optische Systeme zur 4D-Vermessung der Körperstatik helfen.

Zur exakten Diagnose von Rückenleiden können Systeme zur 4D-Vermessung der Körperstatik, wie der DIERS formetric 4D, hinzugezogen werden. Das System ermöglicht eine schnelle und hochauflösende optische Vermessung des menschlichen Rückens, der Wirbelsäule und des Beckens – berührungslos und strahlungsfrei. Eine dynamische Variante sowie Zusatzmodule zur Bestimmung der Beweglichkeit der Halswirbelsäule oder Ganganalyse bzw. Beinachsenvermessung machen das System zu einem kompakten Bewegungsanalyse-Labor. Integriert sind bis zu 5 Kameraeinheiten, bestückt mit uEye Industriekameras der IDS Imaging Development Systems GmbH.

Rückenschmerzen zählen zu den Hauptursachen für Krankschreibungen in Deutschland – häufig hervorgerufen durch Bewegungsmangel, einseitige Belastungen am Arbeitsplatz und Übergewicht. Dies geht einher mit strapazierten Muskeln und Bändern bis hin zum Verschleiß von Wirbelsäule und Bandscheiben. Ursachen können aber auch Osteoporose, chronisch-entzündliche Erkrankungen oder auch Fehlstellungen der Wirbelsäule wie Skoliosen sein.

Zur exakten Diagnose können innovative Systeme zur 4D-Vermessung der Körperstatik hinzugezogen werden. Die DIERS International GmbH aus Schlangenbad ermöglicht mit DIERS formetric 4D eine schnelle und hochauflösende optische Vermessung des menschlichen Rückens, der Wirbelsäule und des Beckens – berührungslos und strahlungsfrei. Eine dynamische Variante sowie Zusatzmodule zur Bestimmung der Beweglichkeit der Halswirbelsäule oder Ganganalyse bzw. Beinachsenvermessung machen das System zu einem kompakten Bewegungsanalyse-Labor. Integriert sind bis zu 5 Kameraeinheiten, bestückt mit uEye Industriekameras der IDS Imaging Development Systems GmbH.

Die Produktfamilie DIERS formetric liefert Antworten auf vielfältige klinische Fragestellungen der objektiven und quantitativen Analyse der Körperstatik und -haltung. Fehlstellungen, wie Skoliosen und alle Formen von Wirbelsäulendeformitäten können dargestellt, unterschiedlichste Verlaufskontrollen durchgeführt werden. Die Anwender, wie z.B. Orthopäden, können auf diese Weise ein Ungleichgewicht im Muskelapparat oder vorhandene Haltungsschäden erkennen. Die Vermessungen werden hierbei statisch durchgeführt, d.h. der Patient steht vor dem System.

Die DIERS formetric Vermessungstechnologie basiert physikalisch auf dem Prinzip der Triangulation. Ein Licht-Projektor wirft ein Linienraster auf den Rücken des Patienten, das von einer Kameraeinheit aufgezeichnet wird. Eine Computersoftware analysiert die Linienkrümmungen und generiert daraus mittels der Methode der Photogrammetrie (Bildmessung) ein dreidimensionales Abbild der Oberfläche, ähnlich einem virtuellen Gipsabdruck. Die Untersuchung geht schnell und ist für den Patienten absolut strahlenfrei und berührungslos.

Im Vergleich zu anderen Systemen liefert DIERS formetric neben einem Oberflächenmodell des Rückens auch ein 3D Modell der Wirbelsäule ohne die Verwendung von reflektierenden Markern. Es rekonstruiert den räumlichen Verlauf der Wirbelsäule und die Stellung des Beckens selbstständig. Die 4D-Technologie (3D + zeitliche Komponente) ermöglicht zusätzlich eine sehr hohe Genauigkeit und steigert die klinische Aussagefähigkeit im Vergleich zu 3D-Methoden deutlich. Durch Mittelwertbildung (Averaging) einer Messreihe kann der Einfluss von geringen Bewegungen des Körpers während der Untersuchung auf das Ergebnis minimiert werden. Außerdem sind Mess-Sequenzen möglich, um Haltungsanalysen und Funktionsstudien durchzuführen.

Zusatzkomponenten für eine ganzheitliche Bewegungsanalyse

Um auch Untersuchungen in Bewegung durchführen zu können, hat das Unternehmen mit DIERS 4D motion auch eine dynamische Variante des DIERS formetric-Systems im Programm. Der Patient läuft dabei auf einem Laufband. Mittels modernster Projektions- und Kameratechnik (60 Bilder pro Sekunde) sowie eigens entwickelter Software kann das komplexe Zusammenwirken von Wirbelsäule und Becken während des Gehens gemessen und in bewegten Bildern dargestellt werden. Dies ermöglicht eine Analyse der Wirbelkörperrotation sowie die Erstellung von Bewegungsmodellen der Wirbelsäule. Korrekturen wie eine Wirbelsäulenbegradigung oder ein Beinlängenausgleich, z.B. durch den Einsatz von Schuheinlagen, können simuliert werden.

Zusatzmodule erhöhen das Einsatzspektrum bis hin zum kompakten Bewegungsanalyse-Labor. Mit den optionalen Kameramodulen DIERS leg axis posterior und lateral zur videobasierten Analyse der Beinachsengeometrie lassen sich beispielsweise Asymmetrien im Stand sowie im Bewegungsablauf ermitteln und dokumentieren. Hierbei erfasst die System-Software am Patienten aufgebrachte reflektierende Marker und berechnet Bewegungsmuster (dynamisch) sowie -winkel (statisch und dynamisch). Bei Fuß- und Haltungskorrekturen können so die Auswirkungen auf die Beinachsen unmittelbar dargestellt und geprüft werden.

Mit dem Zusatzmodul „Cervical Spine“ kann außerdem die Beweglichkeit der Halswirbelsäule dreidimensional erfasst werden. Die Messdaten und Asymmetrien werden graphisch dargestellt und können analysiert werden. Der Messvorgang findet unter Verwendung einer speziellen Kopfhaube statt. Das DIERS formetric 4D-System benötigt für das Cervical Spine Modul ein zusätzliches Kamerasystem.

Als Highend-Lösung zur ganzheitlichen Bewegungsanalyse bei einer Laufgeschwindigkeit von bis zu 30 km/h steht dem Anwender zudem das DIERS 4D high performance Lab zur Verfügung. Kerntechnologie ist auch hier das Rücken- und Wirbelsäulenmessgerät DIERS formetric 4D, kombiniert mit 4 schnellen, leistungsstarken IDS Kameras zur Videoganganalyse der Beine von allen Seiten und einem Laufband mit integrierter Fußdruckmessplatte. Alle Geräte sind für die simultane Messung des gesamten Körpers miteinander kombiniert.

Mit der Integration dieser und weiterer Messsysteme, ist es möglich das komplexe biomechanische Zusammenwirken im menschlichen Bewegungsapparat ganzheitlich zu betrachten. Das Einsatzspektrum reicht von der medizinischen Diagnose über die Trainingstherapie bis hin zur Sportwissenschaft. Es ermöglicht die Erkennung von Skoliosen, Beckenschiefständen und -rotationen, Osteoporose, Arthrose, außerdem neurologische Untersuchungen (z.B. Romberg-Test), Haltungstests (Matthiaß-Test, Flamingo-Test) und vieles mehr.

Bis zu fünf uEye CP Industriekameras von IDS kommen dabei pro Gerät zum Einsatz. „Wir setzen in unseren Geräten die UI-3040CP sowie die UI-3240CP ein. Die USB 3 Schnittstelle und die erreichten Geschwindigkeiten beider Modelle überzeugten uns”, erklärt Christian Diers Geschäftsführer/CEO der DIERS International GmbH.

Kompakte uEye Kameras mit hohem Funktionsumfang

Die uEye CP steht für „Compact Power” und eignet sich dank ihres hohen Funktionsumfangs mit umfassender Pixelvorverarbeitung und ihrer geringen Größe von nur 29 x 29 x 29 mm für Industrieanwendungen aller Art. Der interne 120 MB Bildspeicher zum Zwischenspeichern von Bildsequenzen qualifiziert sie auch für Multikamerasysteme. Die USB 3.0 Kameras ermöglichen eine hohe Datenrate von 420 MByte/s, geringe CPU-Auslastung und einfache Integration. Anwendern können aus einer großen Anzahl moderner CMOS Sensoren von Herstellern wie Sony, CMOSIS, e2v und ON Semiconductor mit unterschiedlichsten Auflösungen wählen.

Das Modell UI-3040CP-M-GL Rev. 2 ermöglicht eine ausgezeichnete Bildqualität auch bei wenig Licht oder bei Aufnahmen von sich schnell bewegenden Objekten. Der integrierte Global-Shutter CMOS-Sensor IMX273 aus der Pregius-Reihe von Sony punktet insbesondere durch seine Bildqualität, seine hohe Empfindlichkeit und den großen Dynamikbereich. Mit einer Auflösung von 1,57 MPixel (1448 x 1086 px) bei 3,45 µm großen Pixeln erreicht er stolze 243 fps. Das macht die Kamera ideal für klassische Industrieanwendungen wie bspw. die Oberflächeninspektion aber auch für detaillierte Bildauswertungen in der Medizintechnik

Die UI-3240CP-M-GL Rev.2 ist eine besonders leistungsstarke Industriekamera mit dem e2v 1,3 Megapixel CMOS-Sensor. Dieser Sensor ist einer der empfindlichsten Sensoren im IDS-Portfolio. Neben der herausragenden Lichtempfindlichkeit, zeichnet sich die Kamera durch eine Reihe von Zusatzfunktionen aus: So bietet der Sensor bspw. jeweils zwei, im laufenden Betrieb umschaltbare Global- und Rolling-Shutter-Varianten und dadurch maximale Flexibilität bei wechselnden Anforderungen und Umgebungsbedingungen.

Beide Modelle ermöglichen eine einfache Einbindung in die Kundenanwendung, wie Christian Diers bekräftigt: „Zur Integration der Kameras in unsere Software verwenden wir das IDS SDK. Der Mehrwert liegt für uns dabei in der einfachen Überprüfung der korrekten Funktionsweise bzw. Einbindung der Kameras in unser System. Die Einstellungen zu Umgebungseinflüssen, wie Helligkeit oder Kontrast, werden durch das IDS Softwarepaket kontrolliert.”

Der Medizintechnikmarkt ist stark reguliert, so dass Veränderungen und Neuentwicklungen von Produkten durch aufwendige Zertifizierungs- und Zulassungsverfahren gut überlegt sein müssen. Gleichzeitig nimmt der Preisdruck zu. Dennoch arbeitet DIERS derzeit an unterschiedlichen Neuentwicklungen – von der Einlagenherstellung bis hin zu Forschungsprojekten im Reha- und Pflegebereich. Neben dem Einsatz von klassischen 2D-Industriekameras sind dabei auch 3D-Modelle denkbar, die von Haus aus die räumliche Komponente einbringen.

Die Medizintechnik ist ein spannendes Umfeld für Forschung und Entwicklung, schafft sie doch mit neuen Produkten häufig auch neue Hoffnung und Perspektiven für Patienten. Die Bildverarbeitung findet darin vielfältige Einsatzbereiche und kann das Potenzial für ganz neue Analyse- und Diagnoseverfahren bergen – absolut berührungslos, strahlungsfrei und damit schonend und schmerzfrei für die Behandelten. Wie hier bei DIERS international: Wirbel für Wirbel, Bild für Bild zur Anwendung mit Durchblick.

<a href="https://de.ids-imaging.com/store/ui-3240cp-rev-2.html" target="_blank">https://de.ids-imaging.com/store/ui-3240cp-rev-2.html</a>

<a href="https://de.ids-imaging.com/store/ui-3040cp-rev-2.html" target="_blank">https://de.ids-imaging.com/store/ui-3040cp-rev-2.html</a>

IDS Imaging Development Systems GmbH 

https://www.ids-imaging.de

DIERS International GmbH  

https://www.diers.de

DIERS formetric 4D ermöglicht eine schnelle und hochauflösende optische Vermessung des menschlichen Rückens, der Wirbelsäule und des Beckens – berührungslos und strahlungsfrei.

2022-01-27 eOnly IDS uEye Kamera

Die DIERS International GmbH ist ein innovatives, familiengeführtes Unternehmen, das seit 1996 erfolgreich biomechanische Mess-Systeme entwickelt, herstellt und vertreibt. Ziel dabei ist es, die steigenden klinischen Anforderungen der interdisziplinären Medizin zu erfüllen. Das Unternehmen bietet so ein breites Spektrum an Systemen zur Vermessung des menschlichen Bewegungsapparates.

Sabine Terrasi arbeitet für die IDS Imaging Development Systems GmbH im Bereich Unternehmenskommunikation; <a href="mailto:s.terrasi@ids-imaging.de">s.terrasi@ids-imaging.de</a>

Wirbelsäulenoberfläche, Höhenkarte, Wirbelsäulenkrümmung und Streifenprojektion (v.l.n.r.)

Video-Ganganalyse und Beinachsenvermessung

Ganzheitliche Bewegungsanalyse bei einer Laufgeschwindigkeit von bis zu 30 km/h

Kameramodul DIERS leg axis posterior high performance

Die Kamera USB 3 uEye CP ist sehr schnell und zuverlässig.