Industrielle Bildverarbeitung: Kontrolle von LEDs

USB 2.0 Kamera mvBlueFOX kontrolliert LEDs
USB 2.0 Kamera mvBlueFOX kontrolliert LEDs

Einfache Integration von MATRIX VISION Hard- und Software in bestehende Testumgebungen

Für die Kontrolle von LEDs auf Leiterplatten benötigte die Firma Murrelektronik ein neues Prüfsystem, da das bislang eingesetzte System zu anfällig auf Schwankungen im Farbton und bei der Intensität der LEDs reagierte. Jedoch musste sowohl die Hard- als auch die Software in die bestehende Testumgebung von Murrelektronik integrierbar sein. Mit MATRIX VISION wurde hierfür der richtige Partner mit den richtigen Komponenten gefunden.

Die Entscheidung für die passende Hardware war schnell getroffen. Da sich der PC direkt neben dem Prüfsystem befand, bot sich USB 2.0 als Schnittstelle und somit die mvBlueFOX an. Neben der exzellenten Bildqualität überzeugt die Industriekamera vor allem mit ihrer kompakten Baugröße. Demzufolge beste Voraussetzungen, um einfach an das Testsystem angebracht werden zu können. Allerdings war mit der Wahl der Hardware die Planung der Anwendung nur teilweise abgeschlossen. Die eigentliche Verarbeitung mittels Bildanalyse oder -verstehen und somit das sprichwörtliche Herzstück übernimmt die Software.

Die Anfälligkeit bei Schwankungen im Farbton und Intensität führte dazu, dass bei einem Wechsel des LED-Produzenten der Prüfstand nachjustiert werden musste und dieser somit ausfiel. Dagegen verhält sich eine kamerabasierte Lösung, welche die Funktion der LEDs (an/aus), die Farbe (rot, grün, gelb) sowie die Intensität der LEDs kontrolliert, toleranter gegenüber den genannten Schwankungen. Doch bis dahin waren mehrere Probleme zu lösen: Zum einen war eine Überprüfung der LEDs direkt auf der Leiterplatte schwierig, zum anderen musste die Software-seitige Lösung in die bestehende Visual Basic Testumgebung von Murrelektronik integrierbar sein.

Der erste Punkt wurde über Lichtwellenleiter gelöst. Diese führen das LED-Licht von der Leiterplatte auf eine schwarze Platte heraus. Die Platte befindet sich gemeinsam mit der Kamera in einem Gehäuse, welches das Außenlicht abschirmt. Damit die Distanz zwischen Platte und Kamera nachjustiert werden kann, ist die Kamera ferner auf einer Schiene montiert. Die herausgeführten Lichter ergeben auf der schwarzen Platte eine Matrix. Diese wird mithilfe der mvIMPACT Module Blob und Color überprüft. Das Color-Modul wandelt zuerst den Farbraum um und blendet Stellen mittels Schwellwert, welche die Mindesthelligkeit nicht aufweisen, aus. Das Blob-Modul erfasst die einzelnen Lichtpunkte. Als weiterer Schritt wird über einen Farbschwellwert die erwartete Farbe überprüft. Alle Schritte zusammengefasst ergeben ein Binärbild, dessen weiße Bereiche anzeigen, wo die Testvorgaben erfüllt werden. Die Anzahl der schwarzen Pixel wird gezählt und mit einer vordefinierten Normalgröße verglichen. Da die mvIMPACT Software-Tools Visual Basic unterstützen, stellte die Integration in das bestehende Framework für Prüfungen von Murrelektronik keine Probleme dar.

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