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23.10.2015

Lernbasierte Bildanalyse Software Vidi Suite von Vidi Systems SA

Gelernt ist gelernt

Lernbasierte Bildanalyse Software Vidi Suite (Foto: Vidi Systems SA)

Lernbasierte Bildanalyse Software Vidi Suite (Foto: Vidi Systems SA)

Die automatische optische Prüfung qualitativer Bauteilmerkmale ist mit hohem Aufwand und vielen Einschränkungen verbunden und kann die manuelle optische Inspektion bislang kaum ersetzen. Das Problem lässt sich allerdings lösen, wenn sich selbstlernende Bildverarbeitungsalgorithmen Gutteile zum Maßstab nehmen.

Maschinelles Sehen bekommt einen immer höheren Stellenwert in der heutigen industriellen Produktion. Dabei werden vor allem dimensionale Prüfungen mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen sehr zuverlässig und genau durchgeführt. Kommt es aber zur Beurteilung von weniger klar definierten Messgrößen und deren Abgleich gegen oft noch vagere Vorgaben, so ist die manuelle Inspektion nach wie vor oft die einzige Option. Mit den neuesten Entwicklungen im Bereich der künstlichen Intelligenz und insbesondere dem "deep learning" eröffnen sich nun auch für die visuelle Qualitätssicherung in der industriellen Produktion ganz neue Möglichkeiten. So kann man heute mit der lernbasierten Bildanalyse-Software Vidi Suite der Vidi Systems SA aus Villaz-St-Pierre/Schweiz Problemstellungen angehen, für welche die Entwicklung einer Lösung basierend auf traditionellen Ansätzen entweder zu kompliziert oder schlichtweg nicht möglich ist, erklärt der Anbieter.

Inspiriert durch die besondere Leistungsfähigkeit des menschlichen Sehsystems hat das schweizerische Unternehmen eine Serie von Algorithmen entwickelt, um die Herausforderungen in der optischen Inspektion anzugehen. Ähnlich wie bei Kindern, die problemlos fehlerhafte Teile identifizieren können, nachdem sie einige fehlerfreie Teile gesehen und diese gespeichert haben, können die Algorithmen selbstständig das Modell einer komplexen Oberfläche "erlernen". Dieses Modell beinhaltet nicht nur die Eigenheiten des zu betrachtenden Objekts, sondern das gesamte Inspektionssystem inklusive Kameraposition, Optik und Beleuchtung. Dadurch wird der oft komplexe und teure Prozess vom Design bis zur Implementierung und Inbetriebnahme von automatischen optischen Prüfsystemen sehr stark vereinfacht.

Die laut Anbieter ökonomische und wirkungsvolle Lösung für die visuelle Qualitätsinspektion stützt sich auf die jüngsten Errungenschaften im Bereich des maschinellen Lernens und nutzt die enormen Rechenleistungen moderner Grafikkarten. Das Inspektionssystem V1500 von CP Automation SA wurde mit dieser Software kombiniert und bietet so ein Standardprodukt zur Inspektion von flachen Teilen. Die Maschine verfügt über ein durch Linearmotoren angetriebenes Portal, das die Inspektionskamera inklusive Optik und Beleuchtung über die zu inspizierenden Objekte bewegt. In der einfachsten Ausführung werden die Prüfteile mithilfe der seitlichen Schublade an der Maschine zugeführt. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Schublade durch ein automatisiertes Zuführsystem zu ersetzen oder eine komplette Integration in eine Produktionslinie zu realisieren.

Eine konkrete, beispielhafte Anwendung ist die Inspektion von kleinen Zahnrädern mit einem Durchmesser von ca. 10 mm, die in radialer Richtung gebürstet sind und somit über eine dekorative Textur verfügen. Da es sich bei der Bürstung um einen stochastischen Produktionsprozess handelt, werden keine zwei Teile die exakt gleiche Textur aufweisen. Trotzdem gibt es eine Reihe von Aspekten, wie zum Beispiel feine Kratzer in einer nicht radialen Richtung oder leichte Verfärbungen und Flecken, die zuverlässig gefunden werden müssen. Für das Einlernen werden 30 Gutteile in das Prüfgerät eingelegt. Die Konfiguration und der eigentliche Lernprozess (Rechenzeit des Systems) beanspruchen circa 30 Minuten. Danach ist das System fähig, zuverlässig und eigenständig die oben erwähnten Fehler zu erkennen, beschreibt die Firma.

Die Technologie soll eine Automatisierung von Prüfaufgaben ermöglichen, die aufgrund ihrer Komplexität bisher noch vorwiegend von Menschen durchgeführt werden. Die automatische Inspektion ist nicht nur zuverlässiger, sie gewährleistet auch einen hohen Grad an Flexibilität.

Dr. Reto Wyss, Vidi Systems SA, Villaz-St-Pierre/Schweiz

Vidi Systems SA
www.vidi-systems.com

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