Die Mikrolinsen werden auf einer hintergrundbeleuchteten Fläche als Schüttgut zugeführt. Diese Fläche wird über eine XYZ-Kinematik mit einer Kamera gerastert. Daraus entsteht ein 2D-Panorama der betrachteten Fläche. Durch die präzise zeitliche Synchronisation der von Twincat gesteuerten NC-Achsen mit Twincat Vision – mithilfe der Distributed-Clocks-Funktion von Ethercat – können die Bildaufnahmen achspositionsgenau getriggert werden. Wo vorher ein zeitaufwändiger PTP-Prozess eingesetzt wurde, kann mit Twincat Vision die Rüstzeit dieses Prozesses um mindestens den Faktor acht verkürzt werden. Ein Anhalten für jede einzelne Bildaufnahme ist nicht notwendig. Die so im Überflug entstandenen Einzelbilder werden in Echtzeit pixelgenau in ein Gesamtbild eingefügt. Aus diesem werden per Bildverarbeitung die Mikrolinsen identifiziert und ihre aktuelle Orientierung vermessen. Daraus ergibt sich ein Arbeitsplan, wie das Pick&Place-System die einzelnen Linsen greifen, in allen Raumdimensionen orientieren und ablegen soll. Durch die vom AX8000 gesteuerten Linearachsen wird eine hochdynamische und gleichzeitig hochpräzise Bewegung der gesamten Kinematik möglich.
Die für die Montage vorbereiteten Mikrolinsen werden in einem weiteren Schritt mit einer Lichtquelle verklebt. Ein Klebstoff-Dispenser trägt hierfür eine fest definierte Menge an Klebstoff auf die Mikrolinse auf. Die präzise Dosierung ist dabei essenziell für die korrekte Montage, weshalb der Tropfenflug während des Dispensiervorgangs durch ein Kamerasystem kontinuierlich überwacht und angepasst wird. In Zukunft soll auch diese Aufgabe durch Twincat Vision übernommen werden, da Tropfenauslösung, Bildaufnahme und Belichtung sich hierbei mit der LED-Ansteuerungsklemme EL2596 und den Distributed Clocks ebenfalls ideal synchronisieren lassen. Vor der Klebstoffaushärtung wird die optische Funktion des zu montierenden Systems mithilfe eines 6D-Manipulators in einem geschlossenen Regelkreis optimiert.
Vision zyklussynchron in die Prozessteuerung
Sebastian Sauer resümiert: „Mithilfe der Distributed Clocks und der XFC-Technologie können wir unsere Modularität beibehalten. Twincat Vision erlaubt uns, auch mit der Bildverarbeitung vollständig in der Echtzeitumgebung zu bleiben. Dabei ist für uns und unsere Kunden ein besonderer Vorteil, dass wir schon heute außerhalb der Echtzeit-Umgebung fast vollständig auf OpenCV setzen. Dass Beckhoff dies ebenfalls als Basis zum Vorbild genommen hat, bedeutet für uns, dass wir auf unserem bestehenden Know-how aufbauen können.“ „Die industrielle Bildverarbeitung ist einer der Eckpfeiler unserer Maschinenarchitektur. Mit Twincat Vision kann diese nun zyklussynchron in die Prozessteuerung integriert werden,“ verdeutlicht Aixemtec-Geschäftsführer Sebastian Haag die Vorteile der Weiterentwicklung.