Prüfeinstellungen für ein Produkt
Eine kameragestützte Prüfanlage untersucht bestimmte Merkmale eines Produkts. Bei einem bedruckten Bauteil können das beispielsweise die Position eines Schriftzugs, seine Vollständigkeit und zulässige Abweichungen von der Vorlage sein. Dafür werden Bildbereiche, Referenzdaten und Toleranzen festgelegt. Hinzu kommen Einstellungen für die Aufnahme und die Reaktion der Anlage auf ein fehlerhaftes Bauteil.
Die zusammengehörigen Einstellungen werden für jede Produktvariante in einem Prüfrezept gebündelt. Ein Rezept kann gespeichert, für einen weiteren Auftrag wiederverwendet und als neue Fassung überarbeitet werden.
Für einen Rezeptwechsel wird festgelegt, ab welchem Prüfvorgang die neue Fassung gilt. Zwischen Bildaufnahme, Auswertung und Anlagenreaktion vergeht Zeit; mehrere Prüflinge können sich gleichzeitig zwischen Aufnahme und Bewertung befinden. Eine Änderung in der Bedienoberfläche darf deshalb nicht unbeabsichtigt nur einzelne Schritte dieses Ablaufs beeinflussen.
Vom Rezept zum Snapshot
Ein gespeichertes Rezept beschreibt die gewünschten Einstellungen. Für die laufende Prüfung wird daraus ein Snapshot erzeugt: ein festgelegter, auf Konsistenz geprüfter Stand der Konfiguration. Dazu wird unter anderem geprüft, ob benötigte Prüfkomponenten vorhanden sind, ihre Abhängigkeiten zusammenpassen und referenzierte Einlerndaten verfügbar sind.
Einige Komponenten benötigen zusätzlich vorbereitete Daten, etwa ein aus einer Vorlage aufgebautes Suchmodell. Diese Vorbereitung erfolgt vor der Aktivierung. Fehlt eine Voraussetzung oder scheitert die Vorbereitung, wird die neue Fassung nicht als laufende Konfiguration übernommen. Eine gespeicherte Rezeptversion ist damit noch kein Beleg dafür, dass mit ihr bereits geprüft werden kann.
In BSFT Vision wird jedem Prüfling mit Beginn der Prüfung ein Snapshot zugeordnet. Alle zugehörigen Auswertungen verwenden diesen Konfigurationsstand, auch wenn inzwischen eine neue Fassung aktiviert wurde.
Ein Parametersatz je Prüfling
Im folgenden Beispiel wird die Auswertung von Fassung 11 auf Fassung 12 umgestellt. Kameraeinstellungen und Zuordnung der Prüfergebnisse bleiben dabei unverändert; der Anlagenaufbau erlaubt den Wechsel ohne vorherigen Abschluss aller laufenden Prüfungen. Prüfling A wurde bereits unter Fassung 11 erfasst und wird noch ausgewertet. Nach der Aktivierung von Fassung 12 beginnt die Prüfung von Prüfling B.
Die Auswertung von Prüfling A wird mit Fassung 11 abgeschlossen. Für Prüfling B gilt bereits Fassung 12. Würden beide Auswertungen stattdessen jeweils die gerade aktuellen Einzelwerte lesen, könnte Prüfling A mit einem alten Prüfbereich und einer neuen Toleranz bewertet werden. Das Ergebnis wäre dann keiner der beiden vollständigen Rezeptfassungen zuzuordnen.
Mit dem alten Snapshot müssen auch seine vorbereiteten Daten verfügbar bleiben. Ein Suchmodell kann beispielsweise noch von einer laufenden Auswertung verwendet werden. Die Ressourcen werden erst freigegeben, wenn kein Prüfvorgang und kein noch ausstehender Aufruf sie benötigt. Unveränderte vorbereitete Daten können von einer neuen Fassung weiterverwendet werden, wenn Komponente, relevante Inhalte und Arbeitsbereich übereinstimmen. Dieselbe Modellbezeichnung allein reicht dafür nicht aus.
Die passende Wechselstrategie
Parallele Rezeptfassungen vermeiden, dass eine neue Auswertung auf den Abschluss ihrer Vorgänger warten muss. Dafür bleiben zeitweise zwei vorbereitete Konfigurationen im Speicher, und jede laufende Prüfung muss ihre Zuordnung behalten. Dieser Aufwand lohnt sich, wenn die Auswertungen unabhängig arbeiten können und eine Unterbrechung des Prüfstarts vermieden werden soll.
| Vorgehen | Voraussetzung und Konsequenz |
|---|---|
| Alte und neue Fassung zeitweise parallel | Die Auswertungen benötigen keine widersprüchlichen Zustände gemeinsam genutzter Geräte. Alte Modelle bleiben bis zum letzten Nutzer erhalten. |
| Laufende Prüfungen abschließen, dann wechseln | Neue Prüfstarts warten bis zum Abschluss und Geräteabgleich. Dafür müssen keine verschiedenen Gerätezustände gleichzeitig unterstützt werden. |
Auch OPC UA for Machine Vision unterscheidet zwischen vorhandenen und vorbereiteten Rezepten. Ob mehrere Rezepte gleichzeitig vorbereitet bleiben können und ob die Vorbereitung neue Prüfstarts unterbricht, hängt dort ausdrücklich von den Fähigkeiten des Systems ab.
Der Übergang an der Anlage
Eine unveränderliche Softwarekonfiguration allein löst noch keinen Wechsel an der Maschine. Wird beispielsweise eine Aufnahme anders eingestellt oder werden Prüfergebnisse anhand ihrer Reihenfolge an eine nachgelagerte Station übergeben, muss auch diese Zuordnung beim Wechsel erhalten bleiben. Bereits aufgenommene Bilder beruhen weiterhin auf den bisherigen Kameraeinstellungen.
Solche Abläufe benötigen eine kontrollierte Übergangsphase. Zunächst werden keine neuen Prüfvorgänge begonnen. Ausstehende Prüfergebnisse werden an die Maschinensteuerung übergeben und die beteiligten Geräte für den neuen Stand vorbereitet. Anschließend werden Konfiguration und Zuordnung für den weiteren Betrieb wirksam. Der genaue Ablauf hängt von der Geräteanbindung und davon ab, wie Prüfergebnisse den transportierten Bauteilen zugeordnet werden.
Diese Übergangsphase betrifft zunächst den Prüfablauf. Ob dafür auch der Materialtransport angehalten werden muss, wird mit der Maschinensteuerung abgestimmt. Für die Umsetzung werden deshalb neben den Rezeptinhalten auch die zulässigen Wechselzeitpunkte und das Verhalten der Anlage während des Übergangs festgelegt.
Fehler vor und nach der Aktivierung
Vor der Aktivierung kann die neue Fassung zurückgewiesen werden, etwa weil ein benötigtes Modell fehlt. Der bisherige Konfigurationsstand bleibt dann erhalten. Scheitert ein Übergang an der Anlage, muss zusätzlich deren Zustand berücksichtigt werden; je nach erreichtem Schritt ist eine erneute Synchronisation erforderlich.
Anders liegt der Fall, wenn der neue Snapshot bereits erfolgreich aktiviert wurde, aber die dauerhafte Speicherung seiner Aktivmarkierung fehlschlägt. Ein sofortiger Rückwechsel würde eine weitere Änderung in den laufenden Ablauf einführen. Die beschriebene Umsetzung lässt den neuen Konfigurationsstand deshalb aktiv. Der Speicherfehler wird gemeldet und die Speicherung der Aktivmarkierung wiederholt.
Bis das gelingt, können der laufende und der für einen Neustart gespeicherte Stand voneinander abweichen. Diese Abweichung wird ausdrücklich gemeldet: Beim nächsten Start könnte sonst eine andere Fassung geladen werden. Eine Betriebsanzeige muss deshalb die laufende Fassung und die ausstehende Speicherung unterscheiden.
Für den Wiederanlauf genügt die Warnung allein nicht. Nach einem Stromausfall kann der zuletzt laufende Snapshot verloren sein, während die gespeicherte Aktivmarkierung noch auf die vorige Fassung zeigt. Darf damit nicht weiterproduziert werden, benötigt die Anlage einen Abgleich mit dem gültigen Auftrag oder eine bestätigte Rezeptauswahl vor dem nächsten Prüfstart. Diese Startfreigabe wird als eigene Anforderung umgesetzt; sie folgt nicht automatisch aus dem Snapshot-Verfahren.
Eine Alternative ist, den beabsichtigten Wechsel vorab dauerhaft zu protokollieren und seinen Abschluss gesondert zu bestätigen. Das erleichtert die Erkennung eines unterbrochenen Übergangs, macht den Wechsel aber vom verfügbaren Speicher abhängig. Auch dann kann ein Ausfall zwischen Geräteänderung und Abschlussbestätigung auftreten. Für den Wiederanlauf muss daher weiterhin geklärt werden, welcher Zustand tatsächlich erreicht wurde.
Prüfergebnisse nachvollziehen
Die Rezeptversion gehört zum Prüfergebnis. Bei einer späteren Untersuchung lässt sich damit feststellen, unter welchen Einstellungen ein Bauteil bewertet wurde. Für eine erneute Auswertung werden zusätzlich die ursprüngliche Aufnahme, die verwendeten Modelle und die passende Softwareversion benötigt. Je nach Prüfverfahren gehören auch Kalibrierung und Geräteparameter dazu. Eine Rezeptnummer allein stellt die damalige Prüfung nicht wieder her; die zugehörigen Daten müssen aufbewahrt und eindeutig zugeordnet werden.
Für die Projektierung ergeben sich daraus konkrete Festlegungen: welche Einstellungen gemeinsam gelten, wann ein Wechsel erlaubt ist und welcher Zustand nach einem Fehler bestehen bleibt. Die Trennung von Rezept, Snapshot und Aktivierung macht diese Festlegungen im Programm abbildbar und im Betrieb überprüfbar.