Fachbeitrag

Das pixel-fox® Bildverarbeitungssystem

Bauteil-Inspektion bei der ERBE-Elektromedizin GmbH
Bild 3: Beispielhafte Abbildung aus dem Vermessungs-Tool der pixel-fox®-Software.

Holger Dietz*)

  1. dhs Dietermann & Heuser Solution GmbH, Tel. 02779/9120-11, E-Mail: support@pixel-fox.com.
Immer häufiger werden in Industrieunternehmen optische Systeme für Prüf-, Kontroll- und Inspektionsaufgaben eingesetzt. Steigende Qualitätsansprüche seitens der Abnehmer, engere Fertigungstoleranzen, kürzere Lieferzeiten und komplexere Bauteile erfordern im Verlauf und speziell am Ende des Herstellungsprozesses eine intensive visuelle Prüfung. Dazu werden unterschiedlichste optische Systeme, bspw. Endoskope, Stereomikroskope, Lichtmikroskope und Makro-Objektive, verwendet. Und damit die Proben nicht nur betrachtet, sondern auch langfristig archiviert, vermessen und dokumentiert werden können, bedient man sich heute moderner Software-Produkte.

Die Firma ERBE-Elektromedizin in Tübingen, ein 160 Jahre altes international tätiges Unternehmen, entwickelt und produziert Systeme für die Elektro-, Wasserstrahl- und Kryochirurgie. Dazu setzt man u.a. das von der hessischen Software-Firma dhs Dietermann & Heuser Solution GmbH entwickelte Imaging-Paket pixel-fox® ein. Denn gerade in diesem sensiblen Bereich kommt es natürlich auf höchste Präzision an! „Wir nutzen diese Kamera und Software hier im Hause an einem Mikroskop zur Erfassung und Dokumentation von Beschädigungen an Instrumenten nach Normprüfungen und Untersuchungen von Bauteilen auf Leiterplatten“, informiert Ralf Mack, zuständig für das Prüflabor im Qualitätswesen bei ERBE.

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Das Bildverarbeitungs-Paket besteht aus einer modernen, hochauflösenden digitalen Mikroskop-Kamera, einem Kalibriermaßstab und einer Bildverarbeitungs-Software. Die Kamera wird mit einem sog. C-Mount-Gewinde an die Optik montiert, im vorliegenden Fall ein Inspektionsmikroskop vom Typ „Lynx 5/10“ der Fa. Vision Engineering. Durch diesen weltweit gültigen Gewinde-Standard passt die Kamera aber auch auf alle handelsüblichen Optiken, völlig herstellerunabhängig. An den PC wird sie bequem über eine USB2.0-Schnittstelle angeschlossen. Das hat drei ganz wesentliche Vorteile für den Nutzer:

  • USB-Schnittstellen sind an fast jedem Rechner vorhanden.
  • Stromversorgung und Bildtransfer können mit demselben Kabel erfolgen (kein Kabelsalat, kein separates Netzteil).
  • Kurze Übertragungszeiten.

Zudem ist die Bandbreite von USB 2.0 eine der besten aller derzeit verfügbaren Schnittstellen und gewährleistet so eine hohe Bildwiederholrate. Ein schnelles, großes und ruckfreies Livebild am Computermonitor wird somit sichergestellt.

Installation in wenigen Minuten

pixel-fox® ist als plug&play-System konzipiert; der klar strukturierte Aufbau und die überschaubaren Komponenten erlauben es auch ungeübten Anwendern innerhalb kürzester Zeit, die Software samt Bildquelle in Betrieb zu nehmen. Nach der nur wenige Minuten dauernden Installation konnte im QS-Labor von ERBE sofort mit der praktischen Arbeit begonnen werden: Die Software lädt einen sehr übersichtlichen Start-Bildschirm, auf dem in der oben angeordneten Toolbar alle Funktionen (bzw. „Werkzeuge“) nebeneinander angeordnet sind. Der User kann nun entweder vorhandene Bilddateien von der Festplatte, Netzlaufwerken oder Datenträgern öffnen und sie weiterbearbeiten. Oder aber man lädt ein Livebild von der angeschlossenen USB-Kamera.

Ralf Mack schätzt in seiner täglichen Arbeit besonders die formatfüllende Darstellung, so dass man die Proben und Werkstücke optimal positionieren, fokussieren und betrachten kann. Anhand einer Reihe von Parametriermöglichkeiten kann er die Kamera-Settings per Schieberegler einstellen und so innerhalb kürzester Zeit ein perfektes Bild erzeugen. „Fehlschüsse“ mit Über- oder Unterbelichtung bzw. unscharfe Aufnahmen gehören der Vergangenheit an, alles wird in Echtzeit am Livebild visualiert und somit speichert man das Bild erst dann ab, wenn es optimal eingestellt ist.

Keine Probe ist wie die andere, raue Oberflächenstrukturen erfordern andere Einstellungen als glatte und spiegelnde Bauteile. Schwarzer Kunststoff muss völlig anders dargestellt werden als helle Textilproben, durchsichtige Medien (Flüssigkeiten, Folien etc.) sind aufwändiger zu visualisieren als kontrastreiche Auflichtpräparate. Und daher gibt es in der Software eine Fülle von Parametern, mit denen man auch unter schwierigen Bedingungen aussagekräftige Bilder erzeugen kann: Belichtungszeit, Helligkeit, Kontrast, Farbsättigung, RGB-Werte, Weißabgleich, Shadingkorrektur, Spiegeln, Nachschärfen – einiges davon sogar mit Automatik-Funktionen. Wenn man unterschiedliche Kamera-Settings abspeichern möchte, so ist dies in einer unlimitierten Anzahl sog. „Profile“ möglich: Man kann also später mit nur einem Mausklick von einem Aufnahmemodus zum anderen wechseln, ohne jedesmal wieder alles neu justieren zu müssen! Dadurch wird wertvolle Arbeitszeit eingespart.

Objektmikrometer im Lieferumfang

Diese Zeitersparnis nutzt auch der innovative Tübinger Medizingeräte-Hersteller, der mit dem pixel-fox®-System u.a. auch Bauteile vermisst. Und zwar mit der 2D-Messfunktion – ein wesentlicher Bestandteil des hier vorgestellten Imaging-Pakets. Mittels des zum Lieferumfang gehörenden Objektmikrometers wird für jede Vergrößerungsstufe des Mikroskops in der Software eine Kalibrierungsdatei erzeugt. Bei späteren Bildaufnahmen wird dem jeweiligen Foto nur noch die entsprechende Kalibrierung zugeordnet.

Ist diese Vorarbeit getan, kann man die umfassenden Messoptionen nutzen: u.a. Strecken, Kreise, Flächen, Winkel und Lot fällen. Darüber hinaus gibt es hilfreiche Visualisierungs-Möglichkeiten, wie einblendbares Lineal, Maßstabsbalken, Digitalzoom zum genauen Anlegen von Messpunkten, Fadenkreuz-Einblendung und Beschriftungsmöglichkeiten (Hinweispfeile und Texte). Eine wesentliche Hilfe für die ERBE-Mitarbeiter ist dabei, daß man alles nach eigenen Vorstellungen oder in Abhängigkeit zum Bildmaterial einstellen kann, z.B. Liniendicke, Schriftgrößen, Farben u.a.m. Durch eine clevere Layertechnologie sind alle diese Eintragungen bis zum endgültigen Abspeichern sogar editierbar!

Für Windows- Betriebssysteme

Die pixel-fox®-Software aus dem Hause dhs basiert auf der fast 20-jährigen Erfahrung mit deren Kernprodukt, der dhs-Bilddatenbank®, einer weltweit mehrtausendfach verkauften modularen High-End-Lösung für anspruchsvolle Labor- und QS-Anwendungen. Hier floss also umfassendes Imaging-Know-how in ein völlig neues Produkt ein, das aufgrund dieser Tatsache bereits vom ersten Tag an als absolut anwenderfreundlich und extrem stabil bezeichnet werden kann. Die Software läuft unter den gängigen Betriebssystemen Win 2000™, XP™ und auch bereits unter dem neuen Windows Vista™ – Beschränkungen gibt es von dieser Seite her also nicht. Das in deutsch und englisch verfügbare Produkt ist durchgängig mit einer kontextbezogenen Online-Hilfe ausgestattet, was bei eventuell auftretenden Fragen für den User einen klaren Vorteil hat: Nie mehr dicke Handbücher durchsuchen, sondern nur die F1-Taste drücken! Sollte einmal mehr Hilfe vonnöten sein, so steht ein kompetenter und kostenloser E-Mail-Support zur Verfügung. Sowohl dieser Service – wie aber auch das ganze Produkt – sind „Made in Germany“, ein Gütesiegel das besonders im Bereich von niedrigpreisiger entry-level-Software die absolute Ausnahme darstellt.

Danksagung

Dieser Beitrag entstand mit freundlicher Unterstützung der Fa. ERBE-Elektromedizin, Tübingen.

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