DE102012206079A1 - Inspizieren von potenziell störenden Eigenschaften in einem maschinellen, visuellen System - Google Patents

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Abstract

Es wird ein robustes Videotool für die Verwendung in einem maschinellen, visuellen Inspektionssystem bereitgestellt. Das robuste Videotool umfasst einen Bereich von Interesse, eine Benutzeroberfläche, Kantenerkennungsabläufe und Ausschlussbereichsabläufe, die eine Reihe an Kantenpunkten einer aktuellen Eigenschaft bestimmen, die Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse erkannt wurden, und Kantenpunkte in einem ausgeschlossenen Bereich ausschließt. Der ausgeschlossene Bereich wird durch einen Ausschlussbereichsgenerator bestimmt, basierend auf wenigstens einer vorab charakterisierten Eigenschaft, bei der es sich um eine Eigenschaft handelt, die durch die Verwendung eines Videotools charakterisiert ist, das Kantenpunkte der vorab charakterisierten Eigenschaft erkennt und dimensionale Parameter der vorab charakterisierten Eigenschaft charakterisiert. Wichtig ist, dass die Eigenschaften und Arbeitsabläufe des robusten Videotools konfiguriert sind, um Lernmodusprogrammierung auf einem Werkstück zu ermöglichen, das entweder ordnungsgemäß hergestellt oder nicht ordnungsgemäß hergestellt wurde, und das resultierende Programm verlässlich auf einem Betriebsmoduswerkstück arbeiten wird, das entweder ordnungsgemäß hergestellt oder nicht ordnungsgemäß hergestellt wurde.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft allgemein maschinelle, visuelle Inspektionssysteme und insbesondere Verfahren zur Inspektion von potenziell störenden Eigenschaften auf einem Werkstück.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Maschinelle, visuelle Präzisionsinspektionssysteme (oder kurz „Sehsysteme”) können verwendet werden, um präzise, dimensionale Messungen von inspizierten Objekten zu erhalten und verschiedene andere Objekteigenschaften zu inspizieren. Derartige Systeme können einen Computer, eine Kamera und ein optisches System sowie einen Präzisionstisch enthalten, der in mehrere Richtungen beweglich ist, damit die Kamera die Eigenschaften eines zu inspizierenden Werkstücks scannen kann. Ein beispielhaftes, im Stand der Technik bekanntes und im Handel erhältliches System ist die QUICK VISION®-Serie an PC-basierten Sehsystemen und QVPAK® Software der Firma Mitutoyo America Corporation (MAC) mit Sitz in Aurora, Illinois, USA. Die Eigenschaften und der Betrieb der Sehsysteme der QUICK VISION®-Serie sowie der QVPAK® Software sind zum Beispiel allgemein im QVPAK 3D CNC Bildverarbeitungsgerät-Benutzerhandbuch, veröffentlicht im Januar 2003, und dem QVPAK 3D CNC Bildverarbeitungsgerät-Betriebshandbuch, veröffentlicht im September 1996, beschrieben, die hiermit beide durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind, Dieses Produkt, zum Beispiel Modell QV-302 Pro, kann anhand eines mikroskopartigen optischen Systems Bilder eines Werkstücks in verschiedenen Vergrößerungen bereitstellen und den Tisch je nach Bedarf bewegen, um die Werkstückoberfläche über die Grenzen eines einzigen Videobilds hinaus zu überqueren. Abhängig von der gewünschten Vergrößerung, Abmessungsauflösung und der physischen Größenbegrenzungen derartiger Systeme erfasst ein einziges Videobild herkömmlicher Weise nur einen Teil des Werkstücks, das untersucht oder inspiziert wird.
  • Maschinelle, visuelle Inspektionssysteme arbeiten allgemein mit automatisierter Videoinspektion. US-Patent Nr. 6,542,180 (das '180 Patent) offenbart verschiedene Aspekte derartiger automatisierter Videoinspektion und ist hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen. Gemäß den Lehren des '180 Patents verfügen automatisierte Videoinspektionsmessinstrumente über eine Programmierfunktion, durch die der Benutzer für jede spezifische Werkstückkonfigurierung eine automatische Inspektionsereignissequenz definieren kann. Diese Funktion kann zum Beispiel durch textbasierte Programmierung oder durch einen Aufnahmemodus, der schrittweise die Inspektionsereignissequenz „lernt”, indem eine Sequenz an Maschinensteuerungsanweisungen, die einer Sequenz an mithilfe einer grafischen Benutzeroberfläche von einem Benutzer durchgeführten Inspektionsoperationen entspricht, gespeichert wird, oder eine Kombination beider Verfahren erreicht werden. Ein derartiger Aufnahmemodus wird häufig als „Lernmodus” oder „Trainingsmodus” bezeichnet. Sobald die Inspektionsereignissequenz im „Lernmodus” definiert wurde kann eine derartige Sequenz verwendet werden, um während des „Betriebsmodus” automatisch Bilder eines Werkstücks zu erfassen (und zusätzlich zu analysieren oder zu inspizieren).
  • Die Maschinensteuerungsanweisungen, einschließlich der spezifischen Inspektionsereignissequenz (d. h. wie jedes Bild erfasst und wie jedes erfasste Bild analysiert/inspiziert werden soll), werden allgemein als ein „Teilprogramm” oder „Werkstückprogramm” gespeichert, das für eine spezifische Werkstückkonfigurierung charakteristisch ist. Ein Teilprogramm definiert beispielsweise wie jedes Bild erfasst werden soll, zum Beispiel wie die Kamera im Verhältnis zum Werkstück positioniert werden soll, mit welcher Beleuchtungsstärke, mit welchem Vergrößerungsgrad usw. Ferner definiert das Teilprogramm wie ein erfasstes Bild analysiert/inspiziert werden soll, beispielsweise mithilfe eines oder mehrerer Videotools, wie Kanten-/Grenzerkennungsvideotools.
  • Videotools (oder kurz „Tools”) und andere grafische Benutzeroberflächeneigenschaften können manuell verwendet werden, um manuelle Inspektion- und/oder Maschinensteuerungsabläufe (im „manuellen Modus”) durchzuführen. Außerdem können ihre Einrichtungsparameter und ihr Betrieb während des Lernmodus aufzeichnet werden, um automatische Inspektionsprogramme oder „Teilprogramme” zu erzeugen. Videotools können zum Beispiel Kanten-/Grenzerkennungstools, Autofokustools, Form- oder Mustervergleichstools, Vermessungstools und dergleichen beinhalten.
  • Eine Anwendung für ein maschinelles, visuelles Inspektionssystem ist die Inspektion von Eigenschaften auf einem Werkstück. In manchen Fällen können diese Eigenschaften in verschiedenen Schichten liegen und/oder interferieren oder überlappende Kanten aufweisen. Ein Beispiel für ein derartiges Werkstück ist eine Leiterplatte, wobei es wünschenswert sein kann, das Erfassungsverhältnis zwischen einem Muster in einer Lötstoppschicht und leitfähigen Eigenschaften zu messen, die durch die Lötstoppschicht freigelegt und/oder isoliert sein sollen. Derartige Eigenschaften können konzentrisch sein oder in manchen Fällen können Herstellungsfehler auftreten, die dazu führen, dass die Kanten einiger Eigenschaften überlappen oder interferieren. Derartige Fehler können Kurzschlüsse oder andere Betriebsprobleme der Leiterplatte nach sich ziehen. Demnach ist es sehr wichtig, während der Inspektion der Leiterplatte genau bestimmen zu können, ob sich die Eigenschaften in der richtigen Position befinden. Im Stand der Technik bekannte Verfahren zur automatischen Inspektion derartiger Eigenschaften sind weder für ungeschulte Benutzer des maschinellen, visuellen Systems einfach zu programmieren noch erweisen sie sich als strapazierfähig genug, um bei einer Vielzahl an möglichen Ausrichtungen und Fehlausrichtungen der jeweiligen Eigenschaften, die unter Umständen nicht überlappen oder in verschiedenem Maße überlappen, ordnungsgemäß zu funktionieren. Verbesserungen bei der Programmierung und den Techniken bezüglich der genauen Erkennung und/oder Vermessung potenziell überlappender oder interferierender Eigenschaften auf Werkstücken wie Leiterplatten sind demnach wünschenswert.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Kurzdarstellung dient als vereinfachte Einführung in eine Auswahl an Konzepten, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung genauer beschrieben sind. Diese Kurzdarstellung ist nicht dazu gedacht, Kerneigenschaften des Gegenstands der Erfindung zu identifizieren oder bei der Umfangsbestimmung des Gegenstands der Erfindung als Hilfsmittel zu dienen.
  • Ein maschinelles, visuelles Inspektionssystem beinhaltet Eigenschaften zum Programmieren und Techniken bezüglich der Inspektion potenziell störender Eigenschaften auf einem Werkstück. Das maschinelle, visuelle Inspektionssystem kann Folgendes umfassen: ein Steuerungssystem, das ein Speicherelement und einen Ausschlussbereichsgenerator umfasst; ein Bildgebungssystem, das genutzt werden kann, um Werkstückbilder bereitzustellen; eine Anzeige, die genutzt werden kann, um Werkstückbilder und Benutzeroberflächenelemente anzuzeigen; eine Benutzeroberfläche, die genutzt werden kann, um eine Sequenz an Werkstückinspektionsabläufen zu definieren, einschließlich Videotoolabläufen, die Werkstückbilder analysieren, Kantenpunkte einer Werkstückeigenschaft erkennen und die wenigstens eine Position der Werkstückeigenschaft charakterisieren und eine Mehrzahl an Videotools, einschließlich eines robusten Videotools, das eine Kantenerkennung durchführt. Das robuste Videotool umfasst einen Bereich von Interesse, eine Schnittstelle des robusten Videotools, die in der Benutzeroberfläche enthalten ist. Arbeitsabläufe, die Kantenpunkte im Bereich von Interesse erkennen, und Ausschlussbereichsabläufe, die ein Werkstückbild analysieren und eine Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft bestimmen, so dass die Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse erkannt wurden, und keine Kantenpunkte beinhaltet, die in einem basierend auf wenigstens einer vorab charakterisierten Eigenschaft bestimmten ausgeschlossenen Bereich liegen. Eine vorab charakterisierte Eigenschaft, wie sie hier offenbart ist, ist als Eigenschaft definiert, die durch die Verwendung eines Tools aus der Mehrzahl an Videotools des maschinellen, visuellen Inspektionssystems zur Analyse eines Werkstückbilds zwecks Erkennung von Kantenpunkte der vorab charakterisierten Eigenschaft und zwecks Charakterisierung eines dimensionalen Parameters der vorab charakterisierten Eigenschaft basierend auf den erkannten Kantenpunkten charakterisiert ist. Gemäß den Grundsätzen dieser Erfindung ist der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert, um den ausgeschlossenen Bereich basierend auf wenigstens einer vorab charakterisierten Eigenschaft zu bestimmen.
  • Es gilt zu beachten, dass die Bezeichnung „vorab charakterisierte Eigenschaft” hierin bisweilen als beschreibende Bezeichnung für eine Werkstückeigenschaft genutzt wird, die letztendlich in der Kapazität als „vorab charakterisierte Eigenschaft” zur Bestimmung eines ausgeschlossenen Bereichs verwendet wird, auch wenn auf diese Werkstückeigenschaft Bezug genommen wird, bevor sie tatsächlich charakterisiert wurde. Auf ähnliche Weise wird die Bezeichnung „aktuelle Eigenschaft” hierin bisweilen als beschreibende Bezeichnung für eine Werkstückeigenschaft verwendet, die durch die „vorab charakterisierte Eigenschaft” beeinträchtigt werden kann wenn sie letztendlich analysiert wird (z. B. anhand eines robusten Videotools gemäß dieser Offenbarung), sogar wenn auf diese Werkstückeigenschaft Bezug genommen wird, bevor oder nachdem sie tatsächlich analysiert wurde.
  • In manchen Ausführungsformen ist der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert, um den ausgeschlossenen Bereich basierend auf einer Reihe an Ausschlussbereichsparametern, die während eines Lernmodus definiert werden, zu bestimmen, wobei die Reihe an Ausschlussbereichsparametern eine Identifikation der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft beinhaltet, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen. In manchen Ausführungsformen kann der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert sein, um automatisch eine vorab charakterisierte Eigenschaft zu identifizieren, die einem aktuellen Vorgang des robusten Videotools im Lernmodus am meisten ähnelt, und automatisch eine Identifikation dieser vorab charakterisierten Eigenschaft in die Reihe an Ausschlussbereichsparametern aufzunehmen, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen.
  • In manchen Ausführungsformen ist die Benutzeroberfläche konfiguriert, um die Parameter wenigstens eines Vorgangs eines Videotools zu definieren, um unter Verwendung eines repräsentativen Werkstücks während des Lernmodus eine Charakterisierung der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft bereitzustellen, und die Schnittstelle des robusten Videotools ist konfiguriert, um die Parameter eines aktuellen Vorgangs des robusten Videotools zu definieren, das verwendet wird, um während des Lernmodus eine Reihe an aktuellen Kantenpunkten für eine aktuelle Eigenschaft auf dem repräsentativen Werkstück zu bestimmen, und das maschinelle, visuelle Inspektionssystem ist konfiguriert, um diese Parameter und die definierte Reihe an Ausschlussbereichsparametern in einem Teilprogramm zu speichern. Das maschinelle, visuelle Inspektionssystem kann konfiguriert sein, um während des Betriebsmodus für ein Betriebsmoduswerkstück, das dem repräsentativen Werkstück ähnelt, Arbeitsabläufe des Teilprogramms auszuführen. Diese Arbeitsabläufe können das Verwenden der aufgezeichneten, definierten Parameter zur Bereitstellung der Charakterisierung der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück umfassen, um so die wenigstens eine Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück zu charakterisieren, die der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem vergleichbaren repräsentativen Lernmoduswerkstück entspricht. Diese Arbeitsabläufe können ferner umfassen, dass die aufgezeichneten Ausschlussbereichsparameter verwendet werden, um basierend auf der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen, und dass die aufgezeichneten, definierten Parameter des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools verwendet werden, um eine Reihe an aktuellen Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück zu bestimmen, so dass die Reihe an aktuellen Kantenpunkten Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools auf dem Betriebsmoduswerkstück erkannt wurden, und sie keine Kantenpunkte beinhaltet, die im basierend auf der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück bestimmten ausgeschlossenen Bereich liegen.
  • In zahlreichen Ausführungsformen ist die Benutzeroberfläche so konfiguriert, dass ein Benutzer den wenigstens einen Vorgang eines Videotools aus der Mehrzahl an Videotools auswählen und konfigurieren kann, wobei das Videotool eins aus einer Auswahl bestehend aus einem Kreiswerkzeug mit einem kreisförmigen Bereich von Interesse, einem Bogenwerkzeug mit einem bogenförmigen Bereich von Interesse und einem Tool, das eine gerade Kante definiert und einen rechteckigen Bereich von Interesse aufweist, ist; und eine Benutzeroberfläche dieses Videotools beinhaltet einen Anzeiger für den Bereich von Interesse, der während des Lernmodus überlagernd über dem angezeigten Bild des repräsentativen Werkstücks angezeigt wird. Die Benutzeroberfläche dieses Videotools wird vom Benutzer konfiguriert, um die Parameter eines Vorgangs dieses Videotools zu definieren, um anhand des repräsentativen Werkstücks während des Lernmodus des Betriebs die wenigstens eine vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen. In zahlreichen Ausführungsformen ist die Benutzeroberfläche derart konfiguriert, dass ein Benutzer einen Vorgang des robusten Videotools auswählen und konfigurieren kann, wobei das robuste Videotool ebenfalls ein Tool aus einer Auswahl bestehend aus einem Kreiswerkzeug mit einem kreisförmigen Bereich von Interesse, einem Bogenwerkzeuge mit einem bogenförmigen Bereich von Interesse und einem Tool, das eine gerade Kante charakterisiert und einen rechteckigen Bereich von Interesse aufweist, ist; und die Schnittstelle des robusten Videotools beinhaltet einen Anzeiger des Bereichs von Interesse und einen Anzeiger des ausgeschlossenen Bereichs, die während des Lernmodus auf einem angezeigten Bild des repräsentativen Werkstücks überlagert angezeigt werden. Die Schnittstelle des robusten Videotools wird vom Benutzer konfiguriert, um die Parameter des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools zu definieren, die verwendet werden, um die Reihe an aktuellen Kantenpunkten für eine aktuelle Eigenschaft auf dem repräsentativen Werkstück während des Lernmodus des Betriebs zu bestimmen.
  • In manchen Ausführungsformen umfasst die Benutzeroberfläche einen Abschnitt für Ausschlussbereichsparameter, der konfiguriert ist, um Elemente der Reihe an Ausschlussbereichsparametern während des Lernmodus des Betriebs des maschinellen, visuellen Inspektionssystems zu definieren, und die definierten Elemente beinhalten eine Identifikation der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen. Der Abschnitt für Ausschlussbereichsparameter kann einen Anzeiger für ausgeschlossenen Eigenschaften umfassen, der vom Benutzer konfiguriert wird, um die Identifikation der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft bereitzustellen, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen. In manchen Ausführungsformen umfasst der Abschnitt für Ausschlussbereichsparameter eine Liste an vorab charakterisierten Eigenschaften, die automatisch durch das Steuerungssystem erzeugt wird, und der Anzeiger für ausgeschlossene Eigenschaften umfasst ein Auswahlelement, das konfiguriert ist, um wenigstens ein Element der Liste auszuwählen, um es in die Identifikation der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft einzuschließen, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen.
  • In manchen Ausführungsformen ist der Abschnitt für Ausschlussbereichsparameter in der Schnittstelle des robusten Videotools enthalten und die Schnittstelle des robusten Videotools ist konfiguriert, um die Parameter eines aktuellen Vorgangs des robusten Videotools während des Lernmodus zu definieren, einschließlich der Definition eines aktuellen Vorgangs der Reihe an Ausschlussbereichsparametern für einen ausgeschlossenen Bereich, der spezifisch dem aktuellen Vorgang des robusten Videotools entspricht. In einem derartigen Fall beinhaltet der aktuelle Vorgang der Reihe an Ausschlussbereichsparametern eine Identifikation eines aktuellen Vorgangs der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen. In manchen derartigen Ausführungsformen umfasst das robuste Videotool einen Anzeiger des Bereichs von Interesse und einen Anzeiger des ausgeschlossenen Bereichs, die während des Lernmodus des Betriebs überlagert über einem Bild des repräsentativen Werkstücks angezeigt werden. Der Anzeiger des Bereichs von Interesse kann sich automatisch ändern, wenn der aktuelle Vorgang der Reihe an Ausschlussbereichsparametern verändert wird. In manchen Ausführungsformen ist der Anzeiger des ausgeschlossenen Bereichs konfiguriert, um von einem Benutzer verändert zu werden, um die Größe des Anzeigers des ausgeschlossenen Bereichs anzupassen und eine entsprechende Veränderung im aktuellen Vorgang der Reihe an Ausschlussbereichsparameter vorzunehmen.
  • In manchen Ausführungsformen kann der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert sein, um den ausgeschlossenen Bereich derart zu bestimmen, dass er wenigstens eine Mehrheit der Kantenpunkte einschließt, die während der Charakterisierung der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen, erkannt wurden. In zahlreichen Ausführungsformen ist es vorzuziehen, dass der ausgeschlossene Bereich alle derartigen Kantenpunkte einschließt (wenngleich in manchen Fällen „Ausreißer” unter den erkannten Kantenpunkten außerhalb des ausgeschlossenen Bereichs liegen können).
  • In manchen Ausführungsformen kann eine vorab charakterisierte Eigenschaft als eine Eigenschaft definiert sein, die charakterisiert wurde, indem ein Tool aus der Mehrzahl an Videotools verwendet wird, um Arbeitsabläufe auszuführen, die Folgendes umfassen: (a) das Analysieren eines Werkstückbilds zwecks Erkennen von Kantenpunkten der Eigenschaft und (b) das Anpassen einer geometrischen Eigenschaft auf die erkannten Kantenpunkte und (c) das Bereitstellen einer Charakterisierung der angepassten geometrischen Eigenschaft, wobei diese Charakterisierung wenigstens einen dimensionalen Parameter der angepassten geometrischen Eigenschaft umfasst (z. B. das Videotool kann ein bekanntes Kreiswerkzeug oder ein Bogenwerkzeug oder ein Werkzeug, das eine Linie an eine gerade Kante anpasst, oder dergleichen sein) und der Ausschlussbereichsgenerator kann konfiguriert sein, um basierend auf der Charakterisierung der angepassten geometrischen Eigenschaft wenigstens einer vorab charakterisierten Eigenschaft den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen. Da derartige Videotools in bekannten maschinellen, visuellen Inspektionssystemen existieren und es bekannte Verfahren gibt, um derartige angepasste geometrische Eigenschaften in Speichern in derartigen Systemen aufzuzeichnen, können derartige Ausführungsformen der Erfindung mit relativ geringen Modifikationen bestehender Systeme implementiert werden und sie erfordern relativ wenig zusätzliche Schulung der Benutzer, damit diese die Vorteile der Erfindung nutzen können.
  • In manchen Ausführungsformen ist der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen, indem wenigstens entweder die Größe oder die Position der angepassten geometrischen Eigenschaft eingestellt wird, und die eingestellte, angepasste geometrische Eigenschaft als eine Grenze des ausgeschlossenen Bereichs genutzt wird, wobei die eingestellte, angepasste geometrische Eigenschaft eine Grenze bereitstellt, die wenigstens eine Mehrheit der erkannten Kantenpunkte, die genutzt werden, um die geometrische Eigenschaft anzupassen, einschließt. Das robuste Videotool kann eine Scanrichtung umfassen, die in dessen Arbeitsabläufen verwendet wird und die Kantenpunkte im Bereich von Interesse erkennt, und der Ausschlussbereichsgenerator kann konfiguriert sein, um die angepasste geometrische Eigenschaft derart einzustellen, dass die Grenze in eine Richtung entgegengesetzt zu der Scanrichtung bewegt wird. Das Bewegen der Grenze in dieser Richtung dient dazu, das robuste Videotool daran zu hindern, Kantenpunkte der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft in die Reihe an aktuellen Kantenpunkten einzuschließen und die Richtung kann in manchen Ausführungsformen automatisch ausgewählt werden.
  • Die vorab beschriebenen Eigenschaften sind insbesondere zur Inspektion potenziell überlappender, kreisförmiger Eigenschaften (z. B. Löcher, Kupferplättchen und Lötstuppöffnungen) auf Leiterplatten nützlich. In derartigen Anwendung ist die vorab charakterisierte Eigenschaft eine Eigenschaft, die anhand eines Kreiswerkzeugs, das in der Mehrzahl an Videotools enthalten ist, charakterisiert ist, die angepasste geometrische Eigenschaft ist ein Kreis und das robuste Videotool ist ein Kreiswerkzeug. Sowohl fluoreszierende als auch nicht fluoreszierende Bildgebung können sich für die Inspektion von Eigenschaften auf Leiterplatten als nützlich erweisen, da die Leiterplatte eine durchsichtige, fluoreszierende Lötstoppbeschichtung beinhalten kann und die unterschiedlichen Bildgebungsarten verschiedene Arten von Eigenschaften der Lötstoppbeschichtung und/oder der Elemente, die sie bedeckt, deutlicher sichtbar machen können. So können zum Beispiel verschiedene Arten von Bildern bereitgestellt werden, wie in der anhängigen und allgemein erteilten US-Patentanmeldung Nr. 12/904,013 offenbart, die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Allgemeiner ist der Ausschlussbereichsgenerator in manchen Ausführungsformen konfiguriert, um basierend auf wenigstens einer vorab charakterisierten Eigenschaft, die eine Eigenschaft ist, die in einem ersten mit einer ersten Reihe an Wellenlängen belichteten Werkstückbild charakterisiert ist, den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen, und das robuste ist Videotool konfiguriert, um die Reihe an aktuellen Kantenpunkten in einem zweiten Werkstückbild zu erkennen, das unter Verwendung einer zweiten Reihe an Wellenlängen, die sich von der ersten Reihe an Wellenlängen unterscheidet, belichtet wird. In manchen Ausführungsformen beinhaltet eine der ersten und der zweiten Reihe an Wellenlängen eine fluoreszierende Wellenlänge, die mit maßgeblicher Intensität durch das Werkstück ausgestrahlt wird, und die jeweils andere der ersten und zweiten Reihe an Wellenlängen beinhaltet nicht die fluoreszierende Wellenlänge, die mit maßgeblicher Intensität durch das Werkstück ausgestrahlt wird.
  • In manchen Ausführungsformen umfasst das robuste Videotool einen Ausschlussbereichsmodus, in dem die Ausschlussbereichsabläufe ausgeführt werden, und einen ausschlussbereichsfreien Modus, der ausschlussbereichsfreie Arbeitsabläufe umfasst, die ein Werkstückbild analysieren und eine Reihe an aktuellen Kantenpunkten bestimmen, so dass die Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse erkannt werden, ohne einen ausgeschlossenen Bereich in Betracht zu ziehen. In solchen Fällen kann die Schnittstelle des robusten Videotools ein Ausschlussbereichsaktivierungselement enthalten, das von einem Benutzer genutzt werden kann, um zu bestimmen, ob ein Vorgang des robusten Videotools im Ausschlussbereichsmodus oder im ausschlussbereichsfreien Modus arbeitet. Ein derart vielseitiges robustes Videotool vereinfacht das Training als auch das Programmieren für die Benutzer.
  • Es versteht sich, dass die oben beschriebenen und nachstehend ausführlicher offenbarten Eigenschaften für bestimmte Anwendungen besonders nützlich sein können. So können zum Beispiel in einer Implementierung, in der das Werkstück ein mehrschichtiges Werkstück ist (z. B. eine Leiterplatte mit einer Lötstoppschicht), Kanteneigenschaften in den verschiedenen Schichten überlappen, wodurch herkömmliche Kantenerkennungswerkzeuge aufgrund von „Verwirrung” bezüglich der Tatsache, welche Kanteneigenschaft sich in welcher Schicht befindet, und der Unfähigkeit, die jeweiligen Kanten auseinander zu halten, versagen oder irreführende Ergebnisse abliefern. Die Bereiche von Interesse von herkömmlichen Videotools sind nicht in der Lage, dieses Problem zu lösen, da die Eigenschaften in manchen Werkstücken tatsächlich überlappen und dies in anderen eventuell nicht tun können, so dass die Bereiche von Interesse nicht so programmiert werden können, dass sie eine bestimmte Eigenschaft zuverlässig isolieren und effizient arbeiten oder zuverlässig für alle Werkstückbedingungen funktionieren können. Auf ähnliche Art und Weise werden bekannte Eigenschafts-„Maskierungs”-Programmierverfahren (siehe z. B. US-Patent Nr. 7,324,682 , das hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit eingeschlossen ist) gelehrt, indem angenommen wird, dass eine verdeckende oder störende Eigenschaft immer vorhanden ist und demnach können sie nicht unter allen Werkstückbedingungen effektiv oder zuverlässig arbeiten. Es ist anzumerken, dass manche ordnungsgemäß hergestellten Werkstücke keine Verdeckung oder Überlappung von Eigenschaften aufweisen und demnach können die Verfahren des '682 Patents sogar im Lernmodus nicht programmiert werden, da im Bereich von Interesse einer „aktuellen Eigenschaft” auf einem ordnungsgemäß hergestellten repräsentativen Werkstück keine störenden oder verdeckenden Elemente vorhanden sind. Demnach sind die Eigenschaften, die mit der vorliegenden Erfindung verbunden sind, leichter zu implementieren und sie erweisen sich dennoch für bestimmte Anwendungsarten im Vergleich mit dem Stand der Technik als robuster. Insbesondere ermöglichen die hierin offenbarten Eigenschaften das Programmieren im Lernmodus auf einem repräsentativen Werkstück, egal ob dies ordnungsgemäß hergestellt oder nicht ordnungsgemäß hergestellt ist, und sie arbeiten auch im resultierenden automatischen Teilprogramm auf einem Betriebsmoduswerkstück, das entweder ordnungsgemäß oder nicht ordnungsgemäß hergestellt ist, weiterhin zuverlässig.
  • KURZDARSTELLUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die voranstehend beschriebenen Aspekte und viele der dazugehörigen Vorteile dieser Erfindung sind leichter ersichtlich, wenn sie durch Bezugnahme auf die nachstehende, ausführliche Beschreibung und in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen betrachtet werden. Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm mit zahlreichen typischen Komponenten eines maschinellen, visuellen Mehrzweck-Präzisionsinspektionssystems;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Steuerungssystemabschnitts und eines Sehkomponentenabschnitts des maschinellen, visuellen Inspektionssystems aus 1 einschließlich Eigenschaften gemäß dieser Erfindung;
  • 3A und 3B Draufsichten von Eigenschaften auf einem repräsentativen Werkstück mit einem aktuellen Bereich von Interesse und Kantenerkennung für eine aktuelle Eigenschaft für einen Fall optimaler Herstellung, in dem eine erste Eigenschaft annähernd konzentrisch mit der aktuellen Eigenschaft ist;
  • 3C eine Draufsicht von Eigenschaften auf einem repräsentativen Werkstück mit einem aktuellen Bereich von Interesse und unzulässiger Kantenerkennung für eine aktuelle Eigenschaft für einen Fall nicht optimaler Herstellung, bei dem eine Kante einer ersten Eigenschaft mit einer Kante der aktuellen Eigenschaft überlappt;
  • 4A eine Draufsicht der Eigenschaften aus 3C mit einem Bereich von Interesse und Kantenerkennung zur Charakterisierung der ersten Eigenschaft, um eine vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen;
  • 4B eine Draufsicht der Eigenschaften aus 3C und 4A, die eine Ausführungsform eines ausgeschlossenen Bereichs basierend auf der vorab charakterisierten ersten Eigenschaft darstellen; und
  • 4C eine Draufsicht der Eigenschaften aus 3C und 4A mit einem Bereich von Interesse für die aktuelle Eigenschaft und ordnungsgemäßer Kantenerkennung basierend auf dem ausgeschlossenen Bereich aus 4B für einen Fall nicht optimaler Herstellung, bei dem eine Kante der ersten Eigenschaft mit einer Kante der aktuellen Eigenschaft überlappt;
  • 5 ein Diagramm, das verschiedenen Eigenschaften einer Ausführungsform einer Benutzeroberfläche eines robusten Videotools darstellt, einschließlich eines Ausschlussbereichsparameterabschnitts; und
  • 6 ein Diagramm, das verschiedene Eigenschaften einer Ausführungsform einer Benutzeroberfläche während Lernmodusabläufen darstellt, einschließlich eines Werkstückbilds, eines Ausschlussbereichsparameterabschnitts, eines Anzeigers für den Bereich von Interesse und eines Anzeigers für den ausgeschlossenen Bereich.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften maschinellen, visuellen Inspektionssystems 10, das gemäß den hierin beschriebenen Verfahren verwendet werden kann. Das maschinelle, visuelle Inspektionssystem 10 beinhaltet ein Sehmessgerät 12, das operativ verbunden ist, um Daten und Steuerungssignale mit einem Steuerungscomputersystem 14 auszutauschen. Das Steuerungscomputersystem 14 ist ferner operativ verbunden, um Daten und Steuerungssignale mit einem Monitor oder einer Anzeige 16, einem Drucker 18, einem Joystick 22, einer Tastatur 24 und einer Maus 26 auszutauschen. Der Monitor oder die Anzeige 16 kann eine Benutzeroberfläche anzeigen, die geeignet ist, um die Arbeitsabläufe des maschinellen, visuellen Inspektionssystems 10 zu steuern und/oder zu programmieren.
  • Das Sehmessgerät 12 beinhaltet einen beweglichen Werkstücktisch 32 und ein optisches Bildgebungssystem 34, das eine Zoomlinse oder austauschbare Linsen beinhalten kann. Die Zoomlinse oder die austauschbaren Linsen stellen allgemein verschiedene Vergrößerungen für die Bilder bereit, die durch das optische Bildgebungssystem 34 bereitgestellt werden. Das maschinelle, visuelle Inspektionssystem 10 ist allgemein mit der oben beschriebenen QUICK VISION® Sehsystemserie und QVPAK® Software und ähnlichen im Stand der Technik bekannten, im Handel erhältlichen maschinellen, visuellen Präzisionsinspektionssystemen vergleichbar. Das maschinelle, visuelle Inspektionssystem 10 ist außerdem in den allgemein erteilten US-Patenten mit den Nummern 7,454,053 und 7,324,682 und den US-Patentanmeldungen mit den Seriennummern 12/343,383, angemeldet am 23. Dezember 2008, und 12/608,943, angemeldet am 29. Oktober 2009, beschrieben, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm eines Steuerungssystemabschnitts 120 und eines Sehkomponentenabschnitts 200 eines maschinellen, visuellen Inspektionssystems 100, das dem maschinellen, visuellen Inspektionssystem aus 1 ähnelt, einschließlich der Eigenschaften gemäß dieser Erfindung. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, wird der Steuerungssystemabschnitt 120 genutzt, um den Sehkomponentenabschnitt 200 zu steuern. Der Sehkomponentenabschnitt 200 beinhaltet einen Optikbausatzabschnitt 205, Lichtquellen 220, 230, 230 und 240 und einen Werkstücktisch 210 mit einem transparenten Mittelteil 212. Der Werkstücktisch 210 kann kontrollierbar entlang der X- und Y-Achsen bewegt werden, die in einer Ebene liegen, die sich allgemein parallel zur Oberfläche des Tischs befindet, auf dem ein Werkstück 20 positioniert sein kann. Der Optikbausatzabschnitt 205 beinhaltet ein Kamerasystem 260, eine austauschbare Objektivlinse 250 und kann außerdem eine Revolverlinsenanordnung 280 mit Linsen 286 und 288 beinhalten. Alternativ zu der Revolverlinsenanordnung, kann eine stationäre oder manuell austauschbare Vergrößerungsänderungslinse oder Zoomlinsenkonfigurierung oder dergleichen enthalten sein.
  • Der Optikbausatzabschnitt 205 ist mithilfe eines steuerbaren Motors 294, der einen Steller antreibt, um den Optikbausatzabschnitt 205 entlang der Z-Achse zu bewegen, kontrollierbar entlang einer Z-Achse beweglich, die allgemein orthogonal zu den X- und Y-Achsen liegt, um so den Fokus des Bilds des Werkstücks 20 zu verändern. Der steuerbare Motor 294 ist über eine Signallinie 296 mit der Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 130 verbunden.
  • Ein Werkstück 20 oder ein Tablett oder ein Befestigungselement, das eine Mehrzahl an Werkstücken 20 hält, das/die, mithilfe des maschinellen, visuellen Inspektionssystems 100 abgebildet werden soll(en), wird auf dem Werkstücktisch 210 platziert. Der Werkstücktisch 210 kann gesteuert werden, um im Verhältnis zum Optikbausatzabschnitt 205 bewegt zu werden, so dass die austauschbare Objektivlinse 250 sich zwischen Positionen auf einem Werkstück 20 und/oder zwischen einer Mehrzahl an Werkstücken 20 hin und her bewegt. Ein oder mehrere aus einem Tischlicht 220, einem ersten koaxialen Licht 230, einem zweiten koaxialen Licht 230 und einem Oberflächenlicht 240 (z. B. ein Ringlicht) kann/können Quellenlicht 222, 232, 232' und/oder 242 ausstrahlen, um das Werkstück oder die Werkstücke 20 zu beleuchten. Die Lichtquellen 230 und 230' können Licht 232 und 232' entlang eines Pfads, einschließlich eines Spiegels 290 ausstrahlen, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Das zweite koaxiale Licht 230' kann Quellenlicht 232' ausstrahlen, das ein Wellenlängenprofil aufweist, das bei bestimmten Werkstückmaterialien (z. B. Lötstopp) Fluoreszenz auslöst. Derartige Elemente sind in der anhängigen und allgemein erteilten US-Patentanmeldung Nr. 12/904,013 ausführlicher beschrieben, die hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Es versteht sich, dass die spezifischen oben beschriebenen Eigenschaften und Elemente für die optischen Pfade, die Quellenlicht für fluoreszierende und nicht fluoreszierende Bildgebung bereitstellen, beispielhaft und nicht einschränkend sind. Das Quellenlicht wird als Werkstücklicht 255 reflektiert oder weitergeleitet oder es wird fluoreszierendes Werkstücklicht 255' ausgestrahlt und das Werkstücklicht, das für die Bildgebung verwendet wird, verläuft durch die austauschbare Objektivlinse 250 und die Revolverlinsenanordnung 280 und wird vom Kamerasystem 260 gebündelt. Das Bild des Werkstücks/der Werkstücke 20, das vom Kamerasystem 260 aufgenommen wird, wird auf einer Signallinie 262 an den Steuerungssystemabschnitt 120 ausgegeben. Die Lichtquellen 220, 230, 230' und 240 können über Signallinien oder Busse 221, 231 bzw. 241 mit dem Steuerungssystemabschnitt 120 verbunden sein. Um die Bildvergrößerung zu verändern, kann der Steuerungssystemabschnitt 120 die Revolverlinsenanordnung 280 über eine Signallinie oder einen Bus 281 entlang der Achse 284 bewegen, um eine Revolverlinse auszuwählen.
  • Wie in 2 dargestellt, beinhaltet der Steuerungssystemabschnitt 120 in verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen eine Steuerung 125, die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 130, einen Speicher 140, einen Werkstückprogrammgenerator und -ausführer 170 und einen Stromversorgungsabschnitt 190. Jede dieser Komponenten sowie die zusätzlichen, nachstehend beschriebenen Komponenten können durch einen oder mehrere Daten-/Steuerungsbus(se) und/oder Anwendungsprogrammierungsschnittstelle(n) oder direkte Verbindungen zwischen verschiedenen Elementen miteinander verbunden sein.
  • Die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 130 beinhaltet eine Bildgebungssteuerungsschnittstelle 131, eine Bewegungssteuerungsschnittstelle 132, eine Beleuchtungssteuerungsschnittstelle 133 und eine Linsensteuerungsschnittstelle 134. Die Bewegungssteuerungsschnittstelle 132 kann ein Positionssteuerungselement 132a und ein Geschwindigkeits-/Beschleunigungssteuerungselement 132b beinhalten, wenngleich derartige Elemente verbunden und/oder nicht auseinanderhaltbar ausgeführt sein können. Die Beleuchtungssteuerungsschnittstelle 133 beinhaltet Beleuchtungssteuerungselemente 133a–133n und 133fl, die zum Beispiel die Auswahl, Stromversorgung, An-/Aus-Schalter und den Stroboskopimpulstakt, falls zutreffend, für die verschiedenen jeweiligen Lichtquellen des maschinellen, visuellen Inspektionssystems 100 steuern. Das Beleuchtungssteuerungselement 133fl kann die Auswahl, Stromversorgung, An-/Aus-Schalter und den Stroboskopimpulstakt, falls zutreffend, für das zweite koaxiale Licht 230 steuern, das fluoreszierende Werkstückmaterialien anregen kann, fluoreszierendes Bildlicht auszustrahlen.
  • Der Speicher 140 kann einen Bilddateispeicherabschnitt 141, einen Speicherabschnitt 140pcf für die vorab charakterisierte Eigenschaft für das Aufzeichnen von Daten bezüglich der vorab charakterisierten Eigenschaften, wie nachstehend ausführlicher beschrieben, einen Werkstückprogrammspeicherabschnitt 142, der ein oder mehrere Teilprogramme oder dergleichen beinhalten kann, und einen Videotoolabschnitt 143 beinhalten. Der Videotoolabschnitt 143 beinhaltet einen Videotool abschnitt 143a und andere Videotoolabschnitte (z. B. 143n), die die grafische Benutzeroberfläche (GBO), die Bildverarbeitung usw. für jedes der jeweiligen Videotools bestimmen, und einen Generator 143roi für den Bereich von Interesse, der automatische, halbautomatische und/oder manuelle Arbeitsabläufe unterstützt, die verschiedene Bereiche von Interesse (ROI) definieren, die in verschiedenen im Videotoolabschnitt 143 enthaltenen Videotools betrieben werden können.
  • Im Rahmen dieser Offenbarung, und wie Fachleuten bekannt ist, bezieht sich die Bezeichnung Videotool allgemein auf eine relativ komplexe Reihe an Arbeitsabläufen, die ein Benutzer eines maschinellen Sehsystems durch eine relativ einfache Benutzeroberfläche (z. B. eine grafische Benutzeroberfläche, bearbeitbare Parameterfenster, Menüs und dergleichen) implementieren kann, ohne die schrittweise Sequenz an Arbeitsabläufen zu erstellen, die im Videotool enthalten ist, oder auf eine verallgemeinerte, textbasierte Programmiersprache oder dergleichen zurückzugreifen. Ein Videotool kann zum Beispiel eine komplexe, vorprogrammierte Reihe an Bildverarbeitungsabläufen und -berechnungen beinhalten, die in einem bestimmten Fall angewendet und angepasst werden, indem einige wenige Variablen oder Parameter angepasst werden, die die Arbeitsabläufe und Berechnungen steuern. Zusätzlich zu den zugrundeliegenden Arbeitsabläufen und Berechnungen umfasst das Videotool die Benutzeroberfläche, die es dem Benutzer ermöglicht, diese Parameter für einen bestimmten Vorgang des Videotools anzupassen. Zum Beispiel ermöglichen es viele maschinelle, visuelle Videotools einem Benutzer, einen grafischen Anzeiger eines Bereichs von Interesse durch einfache „Ziehen”-Aktionen mit einer Maus zu konfigurieren, um die Positionsparameter einer Untermenge eines Bilds zu definieren, das durch die Bildbearbeitungsabläufe eines bestimmten Vorgangs eines Videotools analysiert werden soll. Ferner können die Bildverarbeitungsabläufe des Videotools durch das Anwenden eines Vorgangs eines Videotools während des Lernmodus mit einer spezifischen Eigenschaft eines repräsentativen Werkstücks im Bereich von Interesse automatisch bestimmte repräsentative Parameter (z. B. die Intensitätsveränderung entlang einer Kanteneigenschaft im Bereich von Interesse) entnehmen, die in einem Teilprogramm gespeichert oder aufgezeichnet und als Begrenzungen verwendet werden können, um Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, wenn dieser Vorgang des Werkzeugs (d. h. seine Arbeitsabläufe) automatisch auf einer entsprechenden Eigenschaft auf einem entsprechenden Werkstück (z. B. einem identischen Teil oder Produkt) während des Betriebsmodus verwendet wird. Dieser Aspekt des Lernmodusbetriebs wird als „Training” eines bestimmten Vorgangs des Videotools bezeichnet. Es ist anzumerken, dass die sichtbaren Benutzeroberflächeneigenschaften bisweilen als das Videotool bezeichnet werden, wobei zugrundeliegende Arbeitsabläufe mit eingeschlossen sind.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die hierin beschriebenen Eigenschaften und Verfahren im Bezug auf „Ausschlussbereichsabläufe” im Gegensatz zu im Stand der Technik bekannten Verfahren anhand von relativ einfachen Videotools implementiert werden können, die auch für andere Arbeitsabläufe als Ausschlussbereichsabläufe nützlich sind. Ferner sind die hierin offenbarten Eigenschaften und Verfahren robust im Hinblick auf die relevanten Eigenschaftenbeziehungen (d. h. potenziell störende oder nicht störende Eigenschaften) sowohl im Lernmodus als auch im Betriebsmodus, unabhängig von der Tatsache, dass sie von relativ ungeschulten Benutzern implementiert werden können.
  • Insbesondere können die vorangehend beschriebenen Eigenschaften mit einem robusten Videotool 143rt und einem zugehörigen Ausschlussbereichsgenerator 143er, die im Videotoolabschnitt 143 enthalten sind, verbunden sein. Obwohl sie an dieser Stelle als separate Elemente beschrieben sind, können die Eigenschaften und Arbeitsabläufe des ausgeschlossenen Bereichgenerators 143er und des robusten Videotools 143rt in manchen Ausführungsformen verknüpft und/oder nicht auseinanderhaltbar sein. Kurz gesagt, das robuste Videotool 143rt beinhaltet Ausschlussbereichsabläufe 143ero, die verhindern, dass eine potenziell störende Eigenschaft mit einer Eigenschaft „verwechselt” wird, die durch einen Vorgang des robusten Videotools 143er inspiziert werden soll. In manchen Ausführungsformen kann das robuste Videotool 143rt in einem Modus betrieben werden, der die Ausschlussbereichsabläufe 143ero beinhaltet, und zu einer anderen Zeit in einem Modus betrieben werden, der diese Arbeitsabläufe auslässt. Das robuste Videotool 143rt beinhaltet außerdem eine Schnittstelle 143rtui (eine Benutzeroberfläche) des robusten Videotools, die einen Ausschlussbereichsparameterabschnitt 143erui enthalten kann. In manchen Ausführungsformen kann der Ausschlussbereichsparameterabschnitt 143erui jedoch auch außerhalb der Schnittstelle 143rtui des robusten Videotools implementiert sein (z. B. als separates Schnittstellenelement oder in Kombination mit dem Ausschlussbereichsgenerator 143er). Eigenschaften und Arbeitsabläufe in Verbindung mit diesen Elementen sind nachstehend ausführlicher beschrieben.
  • Allgemein speichert der Speicherabschnitt 140 Daten, die verwendet werden können, um den Sehsystemkomponentenabschnitt 200 zu nutzen, um ein Bild eines Werkstücks 20 aufzunehmen oder zu erfassen, so dass das erfasste Bild des Werkstücks 20 gewünschte Bildcharakteristika aufweist. Der Speicherabschnitt 140 kann außerdem Daten enthalten, die eine grafische Benutzeroberfläche definieren, die durch die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 130 bedient wird. Der Speicherabschnitt 140 kann außerdem Inspektionsergebnisdaten speichern und ferner Daten speichern, die verwendet werden können, um das maschinelle, visuelle Inspektionssystem 100 zu nutzen, um zahlreiche Inspektions- und Messabläufe auf den erfassten Bildern durchzuführen (z. B. zum Teil als Videotools implementiert), entweder manuell oder automatisch, und die Ergebnisse über die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 130 auszugeben. Wie hierin offenbart, beinhaltet der Speicherabschnitt 140 einen Speicherabschnitt 140pfc für vorab charakterisierte Eigenschaften, der Daten hinsichtlich bestimmter „vorab charakterisierter Eigenschaften” (z. B. Eigenschaften, die anhand von Videotools analysiert und charakterisiert wurden) speichert, so dass die Daten vom Ausschlussbereichsgenerator 143er verwendet werden können, um einen ausgeschlossenen Bereich für einen Vorgang oder mehrere Vorgänge des robusten Videotools 143rt zu bestimmen. In zahlreichen Ausführungsformmen können die vorab charakterisierten Eigenschaften zwecks Verweis in einer Benutzeroberfläche gekennzeichnet (z. B. benannt oder beziffert) sein. Eine vorab charakterisierte Eigenschaft kann mit einem bestimmten Messergebnis verknüpft (oder durch dieses charakterisiert) sein, das gespeichert wurde (z. B. eine Kreisgröße und Position im Fall einer kreisförmigen Eigenschaft oder eine Linienposition oder ein Winkel im Fall einer gradlinigen Eigenschaft). In manchen Ausführungsformen kann eine vorab charakterisierte Eigenschaft außerdem mit den erkannten Kantenpunkten, die verwendet werden, um ihr Messergebnis und/oder Statistiken zu bestimmen, oder Abmessungen bezüglich ihrer Streuung oder dergleichen, die gespeichert werden können, verknüpft (oder dadurch charakterisiert) sein. In manchen Ausführungsformen werden die zugrundeliegenden Kantenpunktpositionen jedoch aus dem Speicher gelöscht, sobald eine vorab charakterisierte Eigenschaft durch ein Messergebnis und/oder Unsicherheitsstatistiken oder Abmessungen charakterisiert ist.
  • Die Signallinien oder Busse 221, 231 und 241 des Tischlichts 220, der koaxialen Lichter 230 und 230 bzw. des Oberflächenlichts 240 sind alle mit der Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 130 verbunden. Die Signallinie 262 vom Kamerasystem 260 und die Signallinie 296 vom steuerbaren Motor 294 sind mit der Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 130 verbunden. Zusätzlich zur Übertragung von Bilddaten kann die Signallinie 262 ein Signal von der Steuerung 125 übertragen, das die Bilderfassung initiiert.
  • Ein oder mehrere Anzeigegerät(e) 136 (z. B. die Anzeige 16 aus 1) und ein oder mehrere Eingabegerät(e) 138 (z. B. der Joystick 22, die Tastatur 24 und die Maus 26 aus 1) kann/können außerdem mit der Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 130 verbunden sein. Die Anzeigegeräte 136 und Eingabegeräte 138 können verwendet werden, um eine Benutzeroberfläche anzuzeigen, die verschiedene grafische Benutzeroberflächen-(GBO)-Eigenschaften beinhalten kann, die genutzt werden können, um Inspektionsabläufe durchzuführen und/oder Teilprogramme zu erstellen und/oder zu modifizieren, vom Kamerasystem 260 erfasste Bilder anzusehen und/oder den Sehsystemkomponentenabschnitt 200 direkt zu steuern.
  • In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen erzeugt der Benutzer, wenn er das maschinelle, visuelle Inspektionssystem 100 verwendet, um ein Teilprogramm für das Werkstück 20 zu erzeugen, Teilprogrammanweisungen entweder durch automatisches, halbautomatisches oder manuelles explizites Codieren der Anweisungen anhand einer Werkstückprogrammiersprache und/oder durch Erzeugen der Anweisungen durch Betreiben des maschinellen, visuellen Inspektionssystems 100 in einem Lernmodus, um eine gewünschte Bilderfassungstrainingssequenz bereitzustellen. Eine Trainingssequenz kann zum Beispiel das Positionieren einer bestimmten Werkstückeigenschaft eines repräsentativen Werkstücks im Sichtfeld (field of view, FOV), das Einstellen der Beleuchtungsgrade, das Fokussieren oder Autofokussieren, das Erfassen eines Bilds und Bereitstellen einer Inspektionstrainingssequenz, die auf das Bild angewendet wird (z. B. Verwenden eines Vorgangs eines der Videotools auf der Werkstückeigenschaft) umfassen. Der Lernmodus arbeitet derart, dass die Sequenz(en) aufgezeichnet oder gespeichert und in entsprechende Teilprogrammanweisungen konvertiert wird/werden. Wenn das Teilprogramm ausgeführt wird, sorgen diese Anweisungen dafür, dass das maschinelle, visuelle Inspektionssystem die antrainierten Bilderfassungs- und Inspektionsabläufe reproduziert, um diese spezifische Werkstückeigenschaft (d. h. die entsprechende Eigenschaft in der entsprechenden Position) automatisch auf einem Betriebsmoduswerkstück oder -werkstücken zu inspizieren, das/die dem repräsentativen Werkstück entspricht/entsprechen, das verwendet wurde, als das Teilprogramm erzeugt wurde.
  • Diese Analyse- und Inspektionsverfahren, die verwendet werden, um Eigenschaften in einem Werkstückbild zu inspizieren, sind üblicherweise in den verschiedenen Videotools (z. B. Videotools 143a, 143n usw.) ausgeführt, die wie vorstehend beschrieben im Videotoolabschnitt 143 des Speichers 140 enthalten sind. Viele bekannte Videotools, oder kurz „Tools”, sind in erhältlichen, maschinellen, visuellen Inspektionssystemen, wie in der vorab beschriebenen QUICK VISION® Sehsystemserie und der zugehörigen QVPAK® Software, enthalten.
  • Bei maschinellen, visuellen Mehrzweckinspektionssystemen stellt sich das spezifische Problem, Verfahren und Tools bereitzustellen, die es relativ ungeschulten Benutzern ermöglichen, derartige Systeme mit robusten Inspektionsabläufen zu programmieren, die zuverlässig genaue Messungen bereitstellen. Die hierin offenbarten Eigenschaften und Arbeitsabläufe gehen auf dieses Problem im Hinblick auf potenziell störende Eigenschaften auf einem Werkstück, wie Eigenschaften, die in mehreren Schichten oder Oberflächen eines Werkstücks auftreten, ein.
  • 3A und 3B zeigen Draufsichten 300A und 300B eines Bilds 305 mit zwei Eigenschaften auf einem repräsentativen Werkstück, einer aktuellen Eigenschaft 320E (die außerdem eine kreisförmige Kanteneigenschaft 320E des Bereichs 320 ist) und einer potenziell störenden Eigenschaft 310E (die ebenfalls eine kreisförmige Kanteneigenschaft 310E des Bereichs 310 ist). 3A–3C zeigen zudem einen aktuellen Bereich von Interesse (wie durch den ROI-Anzeiger 420roi gekennzeichnet) eines Videotools 420 (impliziert), bei dem es sich um ein kreisförmiges Tool handelt, das zur Kantenerkennung der aktuellen Eigenschaft 320E verwendet wird. Die Ansichten 300A und 300B zeigen einen Fall einer optimalen Herstellung, wobei die Eigenschaft 310E ungefähr konzentrisch mit der aktuellen Eigenschaft 320E ist. In den in 3A–3C und 4A–4C dargestellten Beispielen beinhaltet das Bild 305 den Bereich 330 (durch gepunktetes Füllmuster dargestellt), der eine erste Intensität (z. B. einen Bereich, der ein Leiterplattenmaterial, beschichtet mit einer Lötstoppschicht, beinhaltet), den Bereich 320 (dargestellt durch ein schraffiertes Füllmuster), der eine zweite Intensität bereitstellt (z. B. einen Bereich, der eine Kupferplatte, beschichtet mit einer Lötstoppschicht, umfasst) und den Bereich 310 (dargestellt durch durchgehende Füllung), der eine dritte Intensität bereitstellt (z. B. einen Bereich, der eine Kupferplatte, offengelegt durch ein Loch in der Lötstoppschicht, umfasst).
  • Wie in 3A und 3B dargestellt, ist das Kreiswerkzeug 420 bereitgestellt, um Kantenpunkte 420EP der aktuellen Eigenschaft 320E zu bestimmen. Beispiele des Kreiswerkzeugs und anderer Videotools sind ausführlicher in den US-Patenten mit den Nummern 7,627,162 und 7,769,222 beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind. Die Benutzeroberfläche für das Kreiswerkzeug 420 beinhaltet den Anzeiger 420roi für den Bereich von Interesse, der eine Innengrenze 420in und eine Außengrenze 420out, einen Scanrichtungsanzeiger 422, einen Abtastungsrichtungsanzeiger 428 und eine Kantenauswahl 424, die vom Benutzer positioniert wird, um einen repräsentativen Abschnitt der Kante, die erkannt werden soll, zu kennzeichnen, aufweist. Der Scanrichtungsanzeiger 422 ist konfiguriert, um in die Richtung zu zeigen, die der Sequenz entspricht, die für die Analyse der Pixelintensität verwendet werden soll, die genutzt wird, um die Kante in einem Bild zu erkennen. Es ist allgemein von Vorteil, dass die Scanrichtung von der am wenigsten strukturierten oder „verrauschten” Seite einer Kante oder Grenze zur stärker verrauschten Seite der Kante verläuft. Auf diese Weise wird Bildrauschen oder -struktur mit geringerer Wahrscheinlichkeit als eine Kante interpretiert, da die tatsächliche Kante zuerst in der Analysesequenz auftritt. Der Abtastungsrichtungsanzeiger 428 zeigt die Richtung an, in der die Kantenpunkterkennungsscans um das Kreiswerkzeug 420 verlaufen (z. B. Abtastrichtung gegen den Uhrzeigersinn).
  • Im in 3A und 3B dargestellten Fall kann die Innengrenze 420in während des Lernmodus derart durch einen Benutzer konfiguriert werden, dass sie die im Idealfall konzentrische Kanteneigenschaft 310E vom Bereich von Interesse 420roi ausschließt. In einem derartigen Fall ist das Kreiswerkzeug 420 in der Lage, die Kantenpunkte 420EP der aktuellen Eigenschaft 320E ohne Störfaktoren von der Kanteneigenschaft 310E genau zu bestimmen. Bekannte Kreiswerkzeuge würden in diesem Fall mit dem gewünschten Ergebnis arbeiten. Im Gegensatz dazu, wie nachstehend ausführlicher im Hinblick auf 3C beschrieben wird, sind bekannte Kreiswerkzeuge, die wie in 3A und 3B dargestellt konfiguriert und/oder geschult und aufgezeichnet wurden, in nicht optimalen Fällen, in denen die Kanteneigenschaft 310E die aktuelle Eigenschaft 320E überlagert, nicht in der Lage, genaue Ergebnisse zu liefern.
  • 3C zeigt eine Ansicht 300C eines Bilds 305 mit zwei Eigenschaften, die den oben beschriebenen Eigenschaften entsprechen (allerdings auf einem anderen Werkstück), einer aktuellen Eigenschaft 320E (die mit der gleichen Ziffer gekennzeichnet ist, wie in 3A und 3B, da sie sich in der gleichen Position befindet wie in den Bildern 305 und 305) und einer potenziell störenden Eigenschaft 310E (dessen Position sich in Bild 305' verändert hat). 3C zeigt zudem den aktuellen Bereich von Interesse (gekennzeichnet durch den ROI-Anzeiger 420roi) eines Videotools 420, der zur Kantenerkennung der aktuellen Eigenschaft 320E verwendet wird. Ansicht 300C zeigt einen Fall einer nicht optimalen Herstellung, bei der die Eigenschaft 310E mit der aktuellen Eigenschaft 320E interferiert (z. B. wenn der Bereich 310' ein fehlplatziertes Loch in einer Lötstoppschicht ist und er nicht mit einem Kupferplattenbereich 320 konzentrisch ist).
  • Wie in 3C dargestellt, erkennen die Kantenpunkte, die an verschiedenen Scanpositionen im Bereich von Interesse 420roi erkannt wurden, eine Reihe an Kantenpunkten, die die richtigen Kantenpunkte 420EP der aktuellen Eigenschaft 320E beinhaltet, aber zudem die unrichtigen Kantenpunkte 420EP-X beinhaltet, bei denen es sich um Kantenpunkte der fehlgerichteten, störenden Eigenschaft 310E handelt. Ein Kreis, der an diese Reihe an Kantenpunkte angepasst wird, spiegelt nicht die richtige Größe oder die richtige Position der aktuellen Eigenschaft 320E (oder dessen zugehörigem Bereich 320) wider und führt daher zu falschen Inspektionsergebnissen, was in diesem Fall für bekannte Videotools typisch ist. Da die Position der störenden Eigenschaft 310'E für zahlreiche verschiedene Werkstücke nicht ausreichend vorhersehbar ist, kann dieses Problem nicht durch eine Verkleinerung des Bereichs von Interesse oder andere herkömmliche Maßnahmen gelöst werden. Gleichermaßen sind ungeschulte Benutzer nicht in der Lage, bekannte Bereichsmaskierungstechniken mit herkömmlichen Videotools zu integrieren, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Eine Lösung für dieses Problem ist nachstehend beschrieben.
  • Kurz gesagt, wie mit Bezugnahme auf 4A–4C ausführlicher beschrieben wurde, umfassen die hierin beschriebenen Eigenschaften und Arbeitsabläufe die Verwendung eines einfachen Videotools zwecks Charakterisierung einer potenziell störenden Eigenschaft und anschließend die Verwendung eines neuartigen, robusten Videotools, das einen auf der vorab charakterisierten, potenziell störenden Eigenschaft (z. B. charakterisiert durch eine Größen- und/oder Positionsmessung ihrer tatsächlichen Geometrie) basierten, ausgeschlossenen Bereich verwendet, um Kantenpunkte, die im Bereich von Interesse um eine aktuelle Eigenschaft erkannt wurden, auszuschließen, die tatsächlich Kantenpunkte der vorab charakterisierten Eigenschaft sind, Demnach identifiziert das robuste Videotool, wie gewünscht und unabhängig von der Position der potenziell störenden Eigenschaften, letztendlich nur gültige Kantenpunkte der aktuellen Eigenschaft.
  • 4A und 4B zeigen Ansichten 400A und 400B des Bilds 305' aus 3C, einschließlich der Eigenschaft 320E und der potenziell störenden Eigenschaft 310E (die mit den gleichen Ziffern gekennzeichnet sind, wie in 3C, da hier eine neue Art der Analyse der aktuellen Eigenschaft 320E mit dem gleichen Bild 305' beschrieben ist). 4A und 4B zeigen Arbeitsabläufe, die vor dem Einsatz des robusten Videotools durchgeführt werden, um die aktuelle Eigenschaft 320E zu analysieren.
  • Insbesondere zeigt 4A einen Bereich von Interesse eines Videotools 410 (impliziert), wie durch den ROI-Anzeiger 410roi des Videotools 410 gekennzeichnet, der zur Kantenerkennung und Charakterisierung der potenziell störenden Eigenschaft 310'E verwendet wird. In einer Ausführungsform kann es sich bei dem Videotool 410 um eins aus einer Mehrzahl an herkömmlichen Videotools, die in einem maschinellen, visuellen Inspektionssystem enthalten sind (z. B. die beispielhaften Videotools 143a–143n, vorab beschrieben mit Bezugnahme auf 2), handeln. Wie in 4A dargestellt, muss der Bereich von Interesse 410roi sehr groß sein, um alle potenziellen Positionen der potenziell störenden Eigenschaft 310E einzuschließen und sie somit für alle Fälle (z. B. alle Werkstücke, einschließlich der Fälle 310 und 310, dargestellt durch gestrichelte Umrandung) zuverlässig zu erkennen. Der Benutzer kann die ROI-Innengrenze 410in und die ROI-Außengrenze 410out während des Lernmodus basierend auf Erfahrung oder den bekannten Toleranzabweichungen der Eigenschaft 310'E usw. konfigurieren.
  • Wie in 4A dargestellt, kann der breite Bereich von Interesse des Videotools 410 die Eigenschaft 320E sowie die potenziell störende Eigenschaft 310'E einschließen, was die Möglichkeit eröffnet, dass das Videotool 410 fälschlicherweise Kantenpunkte der Eigenschaft 320E statt der gewünschten Kantenpunkte der Eigenschaft 310'E erkennt. Dies kann jedoch durch verschiedene bekannte Maßnahmen verhindert werden, wie:
    Erstens, wenn die Scanrichtung (in diesem Beispiel) von „innen nach außen” gestellt wird, handelt es sich bei der ersten Kante, die entlang der Scanrichtung erkannt wird, in vielen Fällen um die Eigenschaft 310'E, da sie nominal kleiner als und im Innern der Eigenschaft 320E gelegen ist.
  • Zweitens, die Eigenschaft 310'E weist (in diesem Beispiel) einen größeren Intensitätsübergang auf als die Eigenschaft 320E und während des Lernmodustrainings kann das Ausmaß dieses Übergangs bestimmt und ein zugehöriger, großer Übergangsgrenzwert im Tool 410 aufgezeichnet werden. Wenn das Tool 410 mit diesem Grenzwert als Annahmekriterium ausgeführt wird (eine bekannte Vorgehensweise), fallen die Kantenpunkte der Eigenschaft 320E nicht in diesen Grenzwert und werden demnach nicht erkannt.
  • Drittens ist anzumerken, dass die Effizienz der oben beschriebenen Grenzwerttechnik weiter erhöht werden kann, indem Bildbelichtungswellenlängen oder Beleuchtungswinkel verwendet werden, die den Intensitätsübergang an der Kanteneigenschaft 310'E erhöhen und/oder den Intensitätsübergang an der Kanteneigenschaft 320'E verringern. Dadurch kann in manchen Anwendungen (nicht in allen) ein erstes Bild (z. B. ein Bild, das mit einer ersten Reihe an Wellenlängen belichtet wurde) verwendet werden, um die potenziell störende Eigenschaft (z. B. Eigenschaft 310'E) zu erkennen und ein zweites Bild kann verwendet werden, um eine aktuelle Kanteneigenschaft (z. B. die Eigenschaft 320) anhand des robusten Videotools zu erkennen. In manchen Anwendungen kann das erste Bild mit einer ersten Reihe an Wellenlängen belichtet werden und das zweite Bild kann anhand einer zweiten Reihe an Wellenlängen belichtet werden, die sich von der ersten Reihe an Wellenlängen unterscheidet (z. B. eins der Bilder kann ein fluoreszierendes Bild sein). In manchen Anwendungen (z. B. wenn eine der Eigenschaften ein durchgehendes Loch ist) kann das Loch in einem Bild von hinten beleuchtet sein (z. B. durch ein Tischlicht) und die andere Eigenschaft kann in einem anderen Bild von oben beleuchtet sein.
  • Allgemeiner gesagt, kann ein Benutzer eine beliebige der vorgenannten Techniken auswählen und/oder sich dafür entscheiden, die größere Eigenschaft statt der kleineren Eigenschaft als vorab charakterisierte Eigenschaft zu messen, wenn sie eine stärker ausgeprägte Kante aufweist, oder dergleichen, um eine zuverlässige vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen. In dem Fall, dass eine größere Eigenschaft, wie ein großer Kreis. als die vorab charakterisierte Eigenschaft verwendet wird, kann sein, dass der Bereich außerhalb des Kreises der ausgeschlossene Bereich ist. Ob der Bereich innerhalb oder außerhalb einer geschlossenen Form oder der Bereich auf der helleren oder dunkleren Seite einer Linie als ausgeschlossener Bereich festgelegt wird, kann durch einen Ausschlussbereichspolaritätsparameter geregelt sein, der durch eine Standardeinstellung oder einen Algorithmus im Ausschlussbereichsgenerator oder eine von einem Benutzer eingegebene Einstellung gesteuert wird.
  • Wie in 4A dargestellt, erkennt das Videotool 410 unter Verwendung der angemessenen Techniken die richtigen Kantenpunkte 410EP der potenziell störenden Eigenschaft 310'E an verschiedenen Scanpositionen im Bereich von Interesse 410roi, unabhängig von seiner tatsächlichen Position im Bereich von Interesse, der durch den ROI-Anzeiger 410roi angezeigt wird. Das Videotool 410 kann dann einen Kreis an die Reihe an Kantenpunkten der kreisförmigen Kanteneigenschaft anpassen und die zugehörigen dimensionalen Parameter wie die Größe und Position der potenziell störenden Eigenschaft 310E charakterisieren, um eine vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen, die geeignet ist, um einen ausgeschlossenen Bereich zur Verwendung mit einem robusten Videotool zu bestimmen, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
  • 4B zeigt eine Draufsicht 400B des Bilds 305, die eine Ausführungsform eines ausgeschlossenen Bereichs basierend auf der vorab charakterisierten Eigenschaft 310E darstellt. Der ausgeschlossene Bereich ist durch einen Ausschlussbereichsanzeiger ERI gekennzeichnet. In verschiedenen Ausführungsformen kann der ausgeschlossene Bereich basierend auf einer Reihe von während Lernmodusabläufen definierten Ausschlussbereichparametern durch einen Ausschlussbereichsgenerator bestimmt werden (z. B. Ausschlussbereichsgenerator 143er, der mit Bezugnahme auf 2 beschrieben ist). In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Reihe an Ausschlussbereichsparametern eine Identifikation einer vorab charakterisierten Eigenschaft, die nebst anderen Ausschlussbereichsparametern verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen (z. B. wie nachstehend mit Bezugnahme auf 5 ausgeführt). In der dargestellten Ausführungsform ist der ausgeschlossene Bereich basierend auf der vorab charakterisierten Eigenschaft 310'E bestimmt, so dass er alle erkannten Kantenpunkte 410EP einschließt (wenigstens alle erkannten Kantenpunkte, die keine Ausreißer sind). Wenn ein robustes Videotool fälschlicherweise einen beliebiger Kantenpunkt der störenden Kanteneigenschaft 310E (die vorab charakterisierte Eigenschaft) erkennen würde, wäre es in diesem Fall sehr wahrscheinlich, dass er letztendlich ausgeschlossen werden würde (z. B. wie nachstehend beschrieben). In anderen Ausführungsformen kann jedoch ein Ansatz gewählt werden, in dem von einem robusten Videotool erkannte Kantenpunkte jeweils „ausgedehnt” werden (z. B. durch Ausdehnung um ihre Positionen), so dass sie in ihrer ausgedehnten Form teilweise in einen ausgeschlossenen Bereich fallen, der ihre ursprünglichen Positionen zunächst nicht einschließt. Demnach kann in zahlreichen Ausführungsformen ein ausgeschlossener Bereich mit verschiedenen Größen erzeugt werden, welche annähernd die gleiche Größe wie die vorab charakterisierten Eigenschaft aufweisen (etwas größer oder kleiner sind) und ein robustes Videotool gemäß dieser Offenbarung kann weiterhin zuverlässig Ausschlussbereichsabläufe durchführen.
  • In manchen Ausführungsformen kann zum Beispiel eine vorab charakterisierte Eigenschaft durch ein Videotool charakterisiert werden, das ein Werkstückbild analysiert, Kantenpunkte der Eigenschaft erkennt und eine geometrische Eigenschaft (z. B. einen Kreis) an die erkannten Kantenpunkte anpasst und die angepasste geometrische Eigenschaft mit dimensionalen Parametern charakterisiert, die dessen Größe und/oder Position beschreiben (z. B. eine Kreismittenposition und einen Radius, oder eine Linienposition und einen Winkel). Die Charakterisierung kann im Speicherabschnitt 140pcf der vorab charakterisierten Eigenschaft gespeichert werden, der mit Bezugnahme auf 2 erwähnt wurde. In manchen Ausführungsformen wird der ausgeschlossene Bereich (z. B. durch den Ausschlussbereichsgenerator 143er, beschrieben mit Bezugnahme 2) bestimmt, indem die angepasste geometrische Eigenschaft als dessen Grenze verwendet wird, oder indem wenigstens eins der Größe und der Position der angepassten geometrischen Eigenschaft (z. B. basierend auf zusätzlichen Parametern in einer Reihe an Ausschlussbereichsparametern, wie nachstehend mit Bezugnahme auf 5 beschrieben) angepasst wird und diese eingestellte angepasste geometrische Eigenschaft als eine Grenze des ausgeschlossenen Bereichs verwendet wird, wobei die eingestellte angepasste geometrische Eigenschaft eine Grenze bereitstellt, die eine Mehrheit der erkannten Kantenpunkten umfasst, die verwendet werden, um die geometrische Eigenschaft anzupassen, oder dergleichen.
  • In einer Ausführungsform kann ein Kreiswerkzeug eine Kreisförmigkeitsabmessung im Zusammenhang mit der Streuung der Kantenpunkte, an die ein Kreis zwecks Charakterisierung angepasst ist, bereitstellen und der Kreis kann basierend auf der Kreisförmigkeitsabmessung angepasst werden. In anderen Ausführungsformen wird der ausgeschlossene Bereich zum Beispiel bestimmt, indem seine Grenze entlang von Linien- oder Kurvensegmenten gebildet wird, welche die erkannten Kantenpunkte verbinden. In manchen Ausführungsformen basiert die Anpassung der Größe des ausgeschlossenen Bereich auf der Scanrichtung (z. B. wie durch einen Scanrichtungsanzeiger oder zugehörige Parameter des robusten Videotools angezeigt), so dass die Grenze des ausgeschlossenen Bereichs in eine Richtung bewegt wird, die entgegengesetzt zu der Scanrichtung verläuft. In manchen Ausführungsformen kann so sichergestellt werden, dass der Scanvorgang am ausgeschlossenen Bereich „enden” kann, bevor fehlerhafte Kantenpunkte einer vorab charakterisierten, störenden Eigenschaft erkannt werden. Derartige Verfahren zum Bestimmen des ausgeschlossenen Bereichs sind jedoch ausschließlich beispielhafter und nicht einschränkender Natur. Fachleute können basierend auf den Lehren dieser Offenbarung verschiedene andere Möglichkeiten zum Bestimmen eines ausgeschlossenen Bereichs basierend auf einer vorab charakterisierten Eigenschaft ableiten. Der ausgeschlossene Bereich kann durch den Ausschlussbereichsgenerator 143er, der mit Bezugnahme auf 2 umschrieben wurde, unter Verwendung der Charakterisierung, die im Speicherabschnitt 140pcf für die vorab charakterisierte Eigenschaft gespeichert ist, bestimmt werden.
  • 4C zeigt eine Draufsicht 400C des Bilds 305', die eine Ausführungsform eines robusten Videotools 420' (das dem Videotool 420 ähneln kann, abgesehen von den zusätzlichen Elementen im Zusammenhang mit dem hierin offenbarten Ausschlussbereichsablauf) und den ausgeschlossenen Bereich, der mit Bezugnahme auf 4B beschrieben wurde und durch den Ausschlussbereichsanzeiger ERI gekennzeichnet ist, darstellt. Das robuste Videotool 420 kann auf ähnliche oder identische Weise konfiguriert sein, wie das Videotool 420 aus 3C (z. B. die Elemente 420roi und 420'roi können ähnlich konfiguriert sein und die Elemente 422, 428 und 424 können identisch sein usw.). Das robuste Videotool 420' beinhaltet jedoch Ausschlussbereichsabläufe, die ein Werkstückbild analysieren und eine Reihe an Kantenpunkten 420EP' einer aktuellen Eigenschaft bestimmen, so dass die Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse 420'roi erkannt wurden, aber Kantenpunkte im ausgeschlossenen Bereich ausschließt (gekennzeichnet durch den Ausschlussbereichsanzeiger ERI). Demnach erkennt das robuste Videotool 420' eine Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft im Bereich von Interesse 420'roi, die richtige Kantenpunkte 420EP' der aktuellen Eigenschaft 320E beinhaltet, aber die unrichtigen Kantenpunkte 420EP-X (dargestellt in 3C) der vorab charakterisierten Eigenschaft 310'E ausschließt (nicht einschließt), die sich im ausgeschlossenen Bereich befinden (gekennzeichnet durch den Anzeiger ERI), der basierend auf der vorab charakterisierten Eigenschaft 310E bestimmt ist. Dieses gewünschte Ergebnis wird demnach auf einfach und robuste Weise, unabhängig von der potenziell störenden Position der vorab charakterisierten Eigenschaft 310E, erreicht.
  • In einer Ausführungsform können die Ausschlussbereichsabläufe des robusten Videotools 420, die verhindern, dass die Reihe an Kantenpunkte der aktuellen Eigenschaft Kantenpunkte im ausgeschlossenen Bereich einschließt, das Analysieren des Bereichs von Interesse 420'roi, um darin eine Reihe an „vorläufigen” Kantenpunkten zu identifizieren (z. B. alle darin erkannten Kantenpunkte), anschließend das Eliminieren von vorläufigen Kantenpunkten, die sich im ausgeschlossenen Bereich befinden, und dann das Verwenden der verbleibenden vorläufigen Kantenpunkte als die endgültige Reihe an erkannten Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft, umfassen. In einer anderen Ausführungsform können die Ausschlussbereichsabläufe das Ausschließen des ausgeschlossenen Bereichs vom Bereich von Interesse 420'roi, um einen modifizierten, operativen Bereich von Interesse zu bilden, und das Analysieren des modifizierten, operativen Bereichs von Interesse, um die erkannte Reihe an aktuellen Kantenpunkten zu bestimmen, umfassen.
  • 5 ist ein Diagramm, das zahlreiche Eigenschaften einer Ausführungsform einer Schnittstelle 500 (eine Benutzeroberfläche) eines robusten Videotools darstellt, die während der Lernmodusarbeitsabläufe dargestellt und verwendet wird, um eine Reihe an Ausschlussbereichsparametern zu definieren, einschließlich der Identifikation wenigstens einer vorab charakterisierten Eigenschaft, die verwendet wird, um einen ausgeschlossenen Bereich gemäß den hierin offenbarten Grundsätzen zu bestimmen. In diesem Beispiel handelt es sich um eine Schnittstelle 500 des robusten Videotools für ein kreisartiges Werkzeug und sie beinhaltet ein Kreiswerkzeugparameter-Dialogfenster 510 und einen Ausschlussbereichsparameterabschnitt 520. Das Kreiswerkzeugparameter-Dialogfenster 510 beinhaltet vom Benutzer auswählbare Registerabschnitte 510a, 510b und 510c. Ähnliche Registerabschnitte und -eigenschaften eines Videotools sind ausführlicher in US-Patent Nr. 7,769,222 beschrieben, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit eingeschlossen ist. Für alle Registerabschnitte 510a–510c stellt die Schaltfläche 512 zur Standardwiederherstellung unten die Einträge in den Registerabschnitten 510b und 510c auf ihre Standardwerte zurück, die OK-Schaltfläche 514 nimmt die aktuellen Parameter an und schließt das Kreiswerkzeugparameter-Dialogfenster 510, die Abbrechen-Schaltfläche 516 setzt alle Parameter auf ihren Zustand vor Beginn der aktuellen Bearbeitungssequenz zurück und schließt das Dialogfenster 510 und die Training-Schaltfläche 518 führt bestimmte Lernmodusaarbeitsbläufe des Werkzeugs durch und trainiert bestimmte Werkzeugparameter basierend auf der aktuellen Eigenschaft (d. h. die Kanteneigenschaft im Bereich von Interesse) des repräsentativen Werkstücks, das für den Lernmodus verwendet wird.
  • Der Registerabschnitt 510a kann die X- und V-Koordinaten der Mitte des Kreiswerkzeugs ROI und die Innen- und Außenradien des Kreiswerkzeugs ROI, die jeweils als R1 bzw. R2 gekennzeichnet sind, widerspiegeln. Diese Werte können durch grafische Definition unter Verwendung des Anzeigers für den Bereich von Interesse bestimmt werden und/oder sie können direkt in das Dialogfenster eingegeben werden. Der Registerabschnitt 510a kann außerdem die Koordinaten XS und VS der Kantenauswahl widerspiegeln.
  • Wie im vorangehend eingeschlossenen '222 Patent ausführlicher beschrieben, kann der Registerabschnitt 510b in bestimmten Ausführungsformen die Kantensuchparameter widerspiegeln, die im ausgewählten ROI verwendet werden sollen. Der Registerabschnitt 510b kann einen Neigungsparametertyp widerspiegeln, der festlegt, ob das Kantenintensitätsprofil eine abfallende Neigung (von hell zu dunkel), eine ansteigende Neigung (von dunkel zu hell) oder eine beliebige (eine von beiden) Neigung aufweisen soll, wenn es entlang der vom Kreiswerkzeug angezeigten Kreiskantenerkennungs-Scanlinienrichtung fortfährt. Der Registerabschnitt 510b kann einen Parametertyp widerspiegeln, der festlegt, ob das Kantenintensitätsprofil einer harten Kante oder einer weichen Kante entspricht. Suchkriterien für harte Kanten können strenger sein, um eine höhere Zuverlässigkeit bei der resultierenden Erkennung zu gewährleisten. Umgekehrt bringen Suchkriterien für weiche Kanten Verluste bei der Zuverlässigkeit mit sich, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die weiche Kante identifiziert wird. Der Registerabschnitt 510b kann ebenfalls die Scanparameter widerspiegeln, die verwendet werden, um Punkte entlang der Kreiskante im ROI zu identifizieren. Das Entfernen von Ausreißern kann dazu führen, dass geometrisch abweichende Punkte abgelehnt werden, ein Scanintervallwert kann dazu führen, dass Punkte mit einem Abstand von 1 Grad oder 5 Grad usw. identifiziert werden und für das Fortschreiten der Kantenscans kann eine Abtastrichtung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn festgelegt werden.
  • Wie ebenfalls im vorangehend eingeschlossenen '222 Patent ausführlicher beschrieben ist, kann der Registerabschnitt 510c in bestimmten Ausführungsformen einen Abschnitt beinhalten, in dem eine Art von Filter ausgewählt werden kann, der auf die Bilddaten im ROI angewendet werden kann, bevor die Kantenerkennung durchgeführt wird. In einer spezifischen beispielhaften Ausführungsform kann es dem Benutzer ermöglicht werden, einen oder vier Filtertyp(en) oder keinen Filter auszuwählen. Der Benutzer kann einen Mittelwert-, einen Durchschnitts-, einen Gaußschen- oder einen Morphologiefilter auswählen, Der Registerabschnitt 510c kann außerdem einen Abschnitt beinhalten, der Kantenerkennungsgrenzwerte widerspiegelt, welche die Kantenerkennungsabläufe steuern. Bestimmte Ausführungsformen ermöglichen die Auswahl eines statischen oder dynamischen Kantengrenzwertes. In einer spezifischen beispielhaften Ausführungsform kann der Benutzer drei Werte, TH, THR und THS, festlegen. Der statische Grenzwert TH definiert die durchschnittliche Pixelintensität der Pixel, die eine Kante definieren. Der dynamische Grenzwert THR modifiziert den Wert THS während der Betriebszeit. Der Kantenstärkengrenzwert THS definiert den minimalen Annahmegrenzwert für den Differenz in der Grauskalaintensität der Pixel, die die Kante der Oberfläche definieren. Diese Grenzwerte bestimmen, ob ein Kantenpunkt entlang einer Kantenintensitätsscanlinie identifiziert wird oder ob der Scanvorgang „fehlschlägt”.
  • In der in 5 dargestellten Ausführungsform entspricht die Schnittstelle 500 des robusten Videotools einem kreisartigen Videotool, das entweder im robusten „Ausschlussbereichsmodus” (d. h. einem Modus, der die hierin offenbarten Ausschlussbereichsabläufe verwendet) oder in einem bekannten Standardmodus (d. h. einem ausschlussbereichsfreien Modus, in dem ein Werkstückbild analysiert und eine Reihe an Kantenpunkten für eine aktuelle Eigenschaft im Bereich von Interesse bestimmt wird, ohne einen ausgeschlossenen Bereich in Betracht zu ziehen) betrieben werden kann. In dieser Ausführungsform beinhaltet der Registerabschnitt 510a ein Ausschlussbereichsaktivierungselement 522, das einen Teil des Ausschlussbereichsparameterabschnitts 520 umfassen und vom Benutzer genutzt werden kann, um zu bestimmen, ob ein aktueller Vorgang des Videotools im Ausschlussbereichsmodus (z. B. unter Verwendung von Ausschlussbereichsabläufen) oder im ausschlussbereichsfreien Modus betrieben wird. In dieser spezifischen Ausführungsform umfasst das Ausschlussbereichsaktivierungselement 522 zwei „Ja/Nein”-Optionsschaltflächen, zwischen denen basierend auf einer Benutzerauswahl hin und her geschaltet wird. In einer Ausführungsform erscheint der Ausschlussbereichsparameterabschnitt 520 nur dann auf der Anzeige wenn die „Ja”-Optionsschaltfläche ausgewählt ist (d. h. wenn die robusten Ausschlussbereichsmodusabläufe verwendet werden sollen). Es versteht sich, dass diese unterschiedlichen „Modi” in anderen Ausführungsformen stattdessen anhand von zwei separaten kreisartigen Videotools implementiert sein können.
  • In der in 5 dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Registerabschnitt 510a außerdem einen Ausschlusseigenschaftkandidatenanzeiger 519, der zwei „Ja/Nein”-Optionsschaltflächen umfasst, zwischen denen basierend auf einer Benutzerauswahl hin und her geschaltet wird, um festzulegen, ob eine durch einen Vorgang des Tools charakterisierte Eigenschaft in eine Liste an „Kandidaten für ausgeschlossene Eigenschaften” aufgenommen wird. Wenn der robuste Modus zum Beispiel nicht in der Videotoolschnittstelle 500 aktiviert ist, kann ein Benutzer eventuell einen aktuellen Vorgang des Videotool nutzen wollen, um eine Eigenschaft zu charakterisieren, um, wie hierin offenbart, eine vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen. In diesem Fall kann es nützlich sein, den Anzeiger 519 zu verwenden, um die aktuelle Eigenschaft zwecks Aufnahme in eine Kandidatenliste vorab charakterisierter Eigenschaften zu kennzeichnen und/oder bestimmte gelernte Parameter und/oder erkannte Kantenpunkte zur späteren Verwendung im Ausschlussbereichsgenerator aufzuzeichnen, die anderweitig nicht aufgezeichnet werden können.
  • Der Ausschlussbereichsparameterabschnitt 520 beinhaltet ein Ausschlussbereichsparameter-Dialogfenster 530, das konfiguriert werden kann, um Teile eines aktuellen Vorgangs einer Reihe an Ausschlussbereichsparametern (z. B. die durch den Ausschlussbereichsgenerator verwendeten Parameter) zu definieren, die verwendet werden, um einen Ausschlussbereich zu erzeugen, der spezifisch dem aktuellen Vorgang des robusten Videotools entspricht. In der in 5 dargestellten Ausführungsform beinhaltet das Ausschlussbereichsparameter-Dialogfenster 530 einen Identifikationsbereich 532, ein Ausschlussbereichsgrenzanpassungselement in Spalte 536, ein Ausschlussverfahrensauswahlelement in Spalte 538 und ein Bereichspolaritätsumkehrauswahlelement in Spalte 539.
  • Der Identifikationsabschnitt 532 identifiziert die vorab charakterisierte(n) Eigenschaft(en), die verwendet wird/werden, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Identifikationsabschnitt 532 eine Spalte 534 mit einer Liste an vorab charakterisierten Eigenschaften und eine Spalte 533 mit einer entsprechenden Liste an Auswahlelementen, die vom Benutzer konfiguriert werden, um die Identifikation bereitzustellen, welche spezifischen vorab charakterisierten Eigenschaften in Spalte 534 verwendet werden, um den ausgeschlossenen Bereich für den aktuellen Vorgang des robusten Videotools zu bestimmen. In dieser spezifischen Ausführungsform umfasst jedes Auswahlelement zwei „Ja/Nein”-Optionsschaltflächen, zwischen denen basierend auf einer Benutzerauswahl hin und her geschaltet wird, um anzuzeigen, ob die jeweilige Eigenschaft in Spalte 534 verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen (z. B. ob sie im ausgeschlossenen Bereich enthalten ist) oder nicht. In einer Ausführungsform wird die Liste an vorab charakterisierten Eigenschaften in Spalte 534 automatisch durch das Steuerungssystem des maschinellen, visuellen Inspektionssystems erzeugt. In einer Ausführungsform kann die Liste alle vorab charakterisierten Eigenschaften beinhalten. In einer anderen Ausführungsform kann die Liste alle vorab charakterisierten Eigenschaften, die sich ebenfalls im aktuellen Bild befinden, beinhalten. In einer anderen Ausführungsform kann die Liste alle vorab charakterisierten Eigenschaften beinhalten, die in der Nähe (z. B. in einem vorbestimmten Abstand) eines definierten Bereichs von Interesse eines aktuellen Vorgangs des robusten Videotools liegen. In weiteren anderen Ausführungsformen können die robusten Videotoolabläufe und/oder der Ausschlussbereichsgenerator automatisch die vorab charakterisierte Eigenschaft, die dem aktuellen Vorgang des robusten Videotools am nächsten ist (d. h. dem Bereich von Interesse am nächsten ist) als eine vorab charakterisierte Eigenschaft identifizieren, die in eine aktuelle Reihe an Ausschlussbereichsparametern, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools zu bestimmen, aufgenommen werden soll. In einer derartigen Ausführungsform kann der Identifikationsabschnitt 532 weggelassen werden.
  • Wie bereits beschrieben, kann die Größe des ausgeschlossenen Bereichs basierend auf der Anpassung einer Ausdehnung der erkannten Kantenpunkte oder der Anpassung der Größe einer angepassten geometrischen Eigenschaft oder dergleichen angepasst werden (z. B. so dass der ausgeschlossene Bereich eine Mehrheit der erkannten Kantenpunkten der vorab charakterisierten Eigenschaft einschließt). Das Ausschlussbereichsgrenzanpassungselement in Spalte 536 kann vom Benutzer eingestellt werden, um die Größe derartiger Anpassungen zu steuern. In der in 5 dargestellten Ausführungsform umfasst das Ausschlussbereichsgrenzanpassungselement in Spalte 536 einen Schieber 536s, der vom Benutzer verschoben werden kann, um den Umfang der Anpassung zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen kann der Benutzer jedoch eine Anzahl an Pixeln (oder andere Einheiten) als Anpassungsumfang eingeben. In anderen Ausführungsformen kann der Benutzer einen Schieber auf einem angezeigten Ausschlussbereichsanzeiger (z. B. wie in 6 dargestellt) ziehen oder die Anpassung kann automatisch sein (z. B. basierend auf einem Standardwert oder einem bestimmten Streuungsparameter der vorab charakterisierten Eigenschaft oder dergleichen) und das Ausschlussbereichsgrenzanpassungselement in Spalte 536 kann weggelassen werden.
  • Wie vorab beschrieben, können die Ausschlussbereichsabläufe des robusten Videotools, die verhindern, dass Kantenpunkte im ausgeschlossenen Bereich in eine Reihe an Kantenpunkten einer aktuellen Eigenschaft eingeschlossen werden, das Analysieren des Bereichs von Interesse, um darin eine Reihe an „vorläufigen” Kantenpunkten zu identifizieren, anschließend das Eliminieren von vorläufigen Kantenpunkten, die sich im ausgeschlossenen Bereich befinden, und dann das Verwenden der verbleibenden vorläufigen Kantenpunkte als die endgültige Reihe an erkannten aktuellen Kantenpunkten umfassen. In einer anderen Ausführungsform können die Ausschlussbereichsabläufe das Ausschließen des ausgeschlossenen Bereichs vom Bereich von Interesse umfassen, um einen modifizierten, operativen Bereich von Interesse zu bilden und das Analysieren des modifizierten, operativen Bereichs von Interesse, um die erkannte Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft zu bestimmen, umfassen. In einer Ausführungsform kann das in Spalte 538 dargestellte Ausschlussverfahrensauswahlelement vom Benutzer verwendet werden, um auszuwählen, welches dieser Verfahren angewendet wird. In anderen Ausführungsformen kann das Verfahren vorbestimmt sein und das Element in Spalte 538 weggelassen werden.
  • Wie bereits beschrieben, kann ein Benutzer auswählen, eine größere Eigenschaft statt einer kleineren Eigenschaft als die vorab charakterisierte Eigenschaft zu messen, wenn sie zum Beispiel eine starker ausgeprägte Kante aufweist, um eine zuverlässig charakterisierte vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen. In dem Fall, dass eine größere Eigenschaft, wie ein großer Kreis, als die vorab charakterisierte Eigenschaft verwendet wird, kann der Bereich „außerhalb des Kreises” der ausgeschlossene Bereich sein, der auf einen aktuellen Vorgang eines robusten Videotools anwendbar ist. In einer Ausführungsform kann das Bereichspolaritätsumkehrauswahlelement in Spalte 539, das ein Umschalticon umfasst, das von einem Benutzer angeklickt werden kann, um die Polarität umzukehren, vom Benutzer verwendet werden, um die „Polarität” eines ausgeschlossenen Bereichs im Verhältnis zu einer vorab charakterisierten Eigenschaft auszuwählen. In anderen Ausführungsformen kann die Polarität automatisch basierend auf anderen Parametern des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools und/oder der/den jeweiligen vorab charakterisierten Eigenschaft(en) bestimmt sein und das Element in Spalte 539 kann weggelassen werden.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen von Benutzeroberflächeneigenschaften ausschließlich beispielhafter und nicht einschränkender Natur sind. Andere Eigenschaften, die verwendet werden können, um Elemente einer Reihe an Ausschlussbereichsparametern im Kontext einer Benutzeroberfläche eines robusten Videotools einzugeben und/oder zu verändern, sind für Fachleute basierend auf dieser Offenbarung leicht ersichtlich.
  • 6 ist ein Diagramm, das verschiedene Eigenschaften einer Ausführungsform einer Benutzeroberflächenanzeige 600 während Lernmodusarbeitsabläufen darstellt. In dem in 6 dargestellten beispielhaften Zustand beinhaltet die Benutzeroberflächenanzeige 600 ein Feld eines Sichtfensters 603, das ein Werkstückbild 305 anzeigt, und mehrere bezifferte Elemente und Eigenschaften einer Schnittstelle eines robusten Videotools, wie vorab mit Bezugnahme auf 4C beschrieben, wie zum Beispiel die Elemente 420'roi, 420'in, 420'out, 422, 424, 428 und ERI sowie die Schnittstellenelemente 510 und 530 des robusten Videotools, die vorab mit Bezugnahme auf 5 beschrieben wurden. Die Benutzeroberflächenanzeige 600 beinhaltet außerdem verschiedene Mess- und/oder Betriebsauswahlbalken, wie die Auswahlbalken 620 und 640, ein Echtzeit-X-Y-Z-(Positions-)-Koordinatenfenster 630 und ein Beleuchtungssteuerungsfenster 650.
  • In zahlreichen Ausführungsformen kann der Benutzer einen aktuellen Vorgang eines robusten Videotools erzeugen, indem er ein robustes Videotool aus einem Dropdown-Menü oder einer Symbolleiste auswählt, das/die eine Mehrzahl an alternativen Videotools und/oder Modusauswahlschaltflächen anzeigt, die alle über das Werkzeugmenüelement 610 verfügbar sind. Nach einer derartigen Auswahl kann die Benutzeroberfläche in einer Ausführungsform automatisch den Anzeiger 420'roi des Bereichs von Interesse sowie das vorab beschriebene robuste Kreiswerkzeugparameter-Dialogfenster 510 und das Ausschlussbereichsparameter-Dialogfenster 530 in einer Standardposition anzeigen, um die verschiedenen Parameter des ausgewählten robusten Videotools wie oben beschrieben zu konfigurieren.
  • In verschiedenen Ausführungsformen zeigt die Schnittstelle des robusten Videotools den Anzeiger 420'roi des Bereichs von Interesse und den Ausschlussbereichsanzeiger ERI des robusten Videotools auf der aktuellen zu inspizierenden Eigenschaft 320E überlagert an, wie im Feld des Sichtfensters 603 angezeigt. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Ausschlussbereichsanzeiger ERI automatisch erscheinen, wie basierend auf der dem aktuellen Bereich von Interesse 420'roi am nächsten gelegenen vorab charakterisierten Eigenschaft bestimmt, oder sobald eine vorab charakterisierte Eigenschaft mithilfe der richtigen Spalten des Ausschlussbereichsparameter-Dialogfensters 530 ausgewählt wird (wie bereits mit Bezugnahme auf 5 beschrieben) oder dergleichen. In der in 6 dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Ausschlussbereichsanzeiger ERI einen Größenanpassungsschieber ERIah, der mit einer Maus betätigt und vom Benutzer verschoben werden kann, um die Größe des ausgeschlossenen Bereichs zu verändern (z. B. wie durch den Ausschlussbereichsgenerator gemäß den oben beschriebenen Grundsätzen erzeugt) und zugehörige Anpassungsparameter zu definieren oder neu zu definieren. In verschiedenen Ausführungsformen kann sich der Ausschlussbereichsanzeiger ERI automatisch auf der Anzeige verändern, wenn in einem aktuellen Vorgang einer Reihe an Ausschlussbereichsparametern anhand des Ausschlussbereichsparameter-Dialogfensters 530 oder dergleichen Veränderungen vorgenommen werden.
  • In dem in 6 dargestellten Beispiel entspricht der ausgeschlossene, durch den Ausschlussbereichsanzeiger ERI gekennzeichnete Bereich der vorab charakterisierten Eigenschaft „Kreis1”, die im Ausschlussbereichsparameter-Dialogfenster 530 ausgewählt ist. Wie durch die Bezeichnung angedeutet, handelt es sich bei Kreis1 um eine vorab charakterisierte Eigenschaft, die anhand eines Kreiswerkzeugs charakterisiert wurde, das in einer Mehrzahl an Videotools (z. B. Werkzeuge, die im Werkzeugmenüelement 610 verfügbar sind) enthalten ist, um beispielsweise ihre Kantenpunkte zu erkennen und ihre dimensionalen Parameter zu charakterisieren. In einer Ausführungsform kann der Ausschlussbereichsanzeiger ERI, wie oben beschrieben, automatisch an der vorab charakterisierten Position der Eigenschaft Kreis1 erscheinen, sobald Kreis anhand der entsprechenden Spalten des Ausschlussbereichsparameter-Dialogfensters 530 (wie oben mit Bezugnahme auf 5 beschrieben) ausgewählt wurde, und der Ausschlussbereichsgenerator bestimmt den ausgeschlossenen Bereich basierend auf dem ausgewählten Kreis1 und auf zugehörigen Parametern, die im Ausschlussbereichsparameter-Dialogfenster 530 definiert wurden. In einer Ausführungsform können die gespeicherten Charakterisierungsdaten der Eigenschaft Kreis1 einem Kreis entsprechen, der an Kantenpunkte der vorab charakterisierten Kanteneigenschaft 310'E (z. B. charakterisiert durch ein Kreiswerkzeug) angepasst wurde und der Ausschlussbereichsanzeiger ERI kann ursprünglich einem ausgeschlossenen Bereich entsprechen, der basierend auf dem angepassten Kreis bestimmt ist, mit einem Standard- oder durch den Benutzer eingegeben Anpassungsumfang, wie er in der Anpassungsspalte des Ausschlussbereichsparameter-Dialogfensters 530 angezeigt ist. Es ist wünschenswert, dass der Umfang der Anpassung derart eingestellt ist, dass alle erkennbaren Kantenpunkte der vorab charakterisierten Kanteneigenschaft 310'E in den ausgeschlossenen Bereich fallen, so dass die Ausschlussbereichsabläufe des robusten Videotools (z. B. die Arbeitsabläufe, die die Reihe an aktuellen Kantenpunkten 420EP bestimmen, so dass die Reihe Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse 420'roi erkannt wurden und keine Kantenpunkte beinhaltet, die im ausgeschlossenen, durch ERI gekennzeichneten Bereich liegen) verhindern, dass sie in die Reihe an aktuellen Kantenpunkten 420EP' der aktuellen Eigenschaft 320E aufgenommen werden, die durch den aktuellen Vorgang des robusten Videotools analysiert werden soll.
  • Wie vorab beschrieben umfasst das maschinelle, visuelle Inspektionssystem (z. B. das System 100 aus 2) in verschiedenen Ausführungsformen einen Lernmodus des Betriebs und einen Betriebsmodus des Betriebs. Seine Benutzeroberfläche ist konfiguriert, um die Parameter wenigstens eines Vorgangs eines Videotools, das in einer Mehrzahl an Videotools enthalten ist (z. B. die Videotools 143a–143n aus 2), zu definieren, um anhand eines repräsentativen Werkstücks während des Lernmodus des Betriebs die wenigstens eine vorab charakterisierte Eigenschaft (z. B. die Eigenschaft Kreis1 aus 6) bereitzustellen. Die Schnittstelle des robusten Videotools (die z. B. die Elemente 510, 520 und 530 umfasst, wie in 5 und 6 dargestellt) ist konfiguriert, um die Parameter eines aktuellen Vorgangs des robusten Videotools zu definieren, die verwendet werden, um auf dem repräsentativen Werkstück während des Lernmodus des Betriebs eine Reihe an aktuellen Kantenpunkten für eine aktuelle Eigenschaft (z. B. die Reihe an aktuellen Kantenpunkten 420EP' der aktuellen Eigenschaft 320E aus 6) zu bestimmen. Das maschinelle, visuelle Inspektionssystem ist konfiguriert, um die Parameter, die während des Lernmodus des Betriebs in einem Teilprogramm definiert wurden aufzuzeichnen, einschließlich der definierten Parameter des wenigstens einen Videotools, das verwendet wird, um die wenigstens eine vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen, der definierten Parameter des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools und der definierten Reihe an ausgeschlossenen Bereichsparametern. Das maschinelle, visuelle Inspektionssystem ist außerdem konfiguriert, um während des Betriebsmodus des Betriebs Arbeitsabläufe des Teilprogramms für ein Betriebsmoduswerkstück, das dem repräsentativen Werkstück ähnelt, auszuführen, wobei die Arbeitsabläufe des Teilprogramms (a) das Verwenden der aufgezeichneten, definierten Parameter des aktuellen Vorgangs des wenigstens einen Videotools zwecks Bereitstellung der Charakterisierung der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück, (b) das Verwenden der aufgezeichneten Ausschlussbereichsparameter zwecks Bestimmen des ausgeschlossenen Bereichs auf der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück und (c) das Verwenden der aufgezeichneten definierten Parameter des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools zwecks Bestimmung einer Reihe an aktuellen Kantenpunkten für die aktuelle Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück umfassen, so dass die Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools auf dem Betriebsmoduswerkstück erkannt wurden, und keine Kantenpunkte beinhaltet, die innerhalb des ausgeschlossenen Bereichs, der basierend auf der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück bestimmt wurde, liegen.
  • Wie bereits angesprochen, sind die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit dem Stand der Technik allgemeiner, leichter zu implementieren und dennoch für bestimmte Arten von Anwendungen robuster. Insbesondere handelt es sich bei den oben offenbarten Arbeitsabläufen und Eigenschaften um Videotoolabläufe und -eigenschaften, die von einem relativ ungeschulten Benutzer genutzt werden können, Besonders wichtig ist, dass die offenbarten Eigenschaften und Arbeitsabläufe des robusten Videotools es ermöglichen, im Lernmodus auf einem repräsentativen Werkstück zu programmieren, das entweder richtig hergestellt oder nicht richtig hergestellt wurde, und verlässlich im resultierenden automatischen Teilprogramm auf einem Betriebsmoduswerkstück zu arbeiten, das entweder richtig hergestellt oder nicht richtig hergestellt wurde.
  • Es ist anzumerken, dass, obwohl die hierin dargestellten und beschriebenen Beispiele vorab charakterisierte und aktuelle Eigenschaften verwenden, bei denen es sich um Kreiseigenschaften handelt, die anhand von kreisartigen Videotools charakterisiert wurden, ähnliche Lehren und Grundlagen unter Verwendung von anderen Arten an Videotools implementiert werden können, wie Bogenwerkzeugen, die einen bogenförmigen Bereich von Interesse verwenden, oder Tools, die eine gerade Kante aufweisen und einen rechteckigen Bereich von Interesse verwenden oder dergleichen. Derartige Werkzeuge sind im Stand der Technik bekannt und können basierend auf den hierin offenbarten Lehren und Grundsätzen modifiziert werden, um die Eigenschaften eines robusten Videotools gemäß dieser Erfindung hinzuzufügen.
  • Ferner, obwohl die hierin dargestellten und beschriebenen Beispiele ausgeschlossene Bereiche verwenden, die so definiert sind, dass sie einem bestimmten Vorgang eines robusten Videotools entsprechen, können die hierin offenbarten Grundsätze auch global angewendet und/oder implementiert werden. In einer Ausführungsform kann zum Beispiel eine Reihe an einem oder mehreren robusten Videotool(s) während des Lernmodus definiert werden, wobei jedes Tool die oben beschriebenen Ausschlussbereichsabläufe umfasst. Außerdem kann eine Reihe an vorab charakterisierten Eigenschaften, die verwendet werden, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen, während des Lernmodus definiert werden (z. B. in einer Ausführungsform durch Implementierung eines Elements analog zu Element 519 aus 5 in verschiedenen Videotools). In einer Ausführungsform kann ein Dialogfenster, das dem Ausschlussbereichsparameter-Dialogfenster 530 ähnelt, verwendet werden, um zugehörige Ausschlussbereichsparameter für jedes Element oder alle Elemente der Reihe an vorab charakterisierten Eigenschaften zu definieren. Am Ende des Lernmodus oder zu einer anderen passenden Zeit kann der Ausschlussbereichsgenerator einen „globalen” ausgeschlossenen Bereich erzeugen, der eine Reihe an ausgeschlossenen Bereichen umfasst, die dieser definierten Reihe an vorab charakterisierten Eigenschaften entsprechen. Dann kann jedes robuste Videotool auf den globalen ausgeschlossenen Bereich zurückgreifen, wenn es seine Ausschlussbereichsabläufe ausführt.
  • Während verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, sind zahlreiche Variationen in den dargestellten und beschriebenen Anordnungen der Eigenschaften und Arbeitsabläufen für Fachleute basierend auf dieser Offenbarung leicht ersichtlich. In anderen Ausführungsformen können neue Arten von Videotools, die spezifisch für die Verwendung der Ausschlussbereichsverfahren der vorliegenden Erfindung sind, bereitgestellt sein. Andere Videotool-Ausführungsformen und zugehörige grafische Benutzeroberflächeneigenschaften sind für Fachleute leicht ersichtlich, die die allgemeinen, hierin offenbarten Lehren nutzen können. Demnach versteht sich, dass zahlreiche Veränderungen gemäß den hierin enthaltenen Lehren an den verschiedenen spezifischen, oben beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dabei vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (20)

  1. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem, das genutzt werden kann, um potenziell störende Eigenschaften auf einem Werkstück zu inspizieren, wobei das maschinelle, visuelle Inspektionssystem Folgendes umfasst: ein Steuerungssystem, das ein Speicherelement und einen Ausschlussbereichsgenerator umfasst; ein Bildgebungssystem, das genutzt werden kann, um Werkstückbilder bereitzustellen; eine Anzeige, die verwendet werden kann, um Werkstückbilder und Benutzeroberflächenelemente anzuzeigen; eine Benutzeroberfläche, die verwendet werden kann, um eine Folge von Werkstückinspektionsabläufen zu definieren, einschließlich Videotoolabläufen, die Werkstückbilder analysieren, Kantenpunkte einer Werkstückeigenschaft erkennen und wenigstens die Position der Werkstückeigenschaft charakterisieren; und eine Mehrzahl an Videotools, einschließlich eines robusten Videotools, das Kantenerkennung durchführt, wobei das robuste Videotool Folgendes umfasst: einen Bereich von Interesse; eine Schnittstelle des robusten Videotools, die in der Benutzeroberfläche enthalten ist; Arbeitsabläufe, die Kantenpunkte im Bereich von Interesse erkennen; und Ausschlussbereichsabläufe, die ein Werkstückbild analysieren und eine Reihe an Kantenpunkten einer aktuellen Eigenschaft bestimmen, so dass die Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse erkannt werden, und keine Kantenpunkte beinhaltet, die sich in einem ausgeschlossenen Bereich befinden, der basierend auf wenigstens einer vorab charakterisierten Eigenschaft bestimmt ist, wobei: die wenigstens eine vorab charakterisierte Eigenschaft eine Eigenschaft ist, die durch die Anwendung eines Tools aus der Mehrzahl an Videotools zur Analyse eines Werkstückbilds, zur Erkennung der Kantenpunkte der vorab charakterisierten Eigenschaft und zur Charakterisierung eines dimensionalen Parameters der vorab charakterisierten Eigenschaft basierend auf den erkannten Kantenpunkten charakterisiert ist, und der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert ist, um den ausgeschlossenen Bereich basierend auf der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft zu bestimmen.
  2. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 1, wobei der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert ist, um den ausgeschlossenen Bereich basierend auf einer Reihe an Ausschlussbereichsparametern, die während eines Lernmodus des Betriebs des maschinellen, visuellen Inspektionssystems definiert werden, zu bestimmen, wobei die Reihe an ausgeschlossenen Bereichsparametern eine Identifikation der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft beinhalten, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen.
  3. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 2, wobei: das maschinelle, visuelle Inspektionssystem den Lernmodus des Betriebs und einen Betriebsmodus des Betriebs umfasst; die Benutzeroberfläche konfiguriert ist, um die Parameter wenigstens eines Vorgangs eines Videotools, das in der Mehrzahl an Videotools enthalten ist, zu definieren, um anhand eines repräsentativen Werkstücks während eines Lernmodus des Betriebs die wenigstens eine vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen; die Schnittstelle des robusten Videotools konfiguriert ist, um die Parameter eines aktuellen Vorgangs des robusten Videotools zu definieren, die verwendet werden, um eine Reihe an aktuellen Kantenpunkten für eine aktuelle Eigenschaft auf dem repräsentativen Werkstück während des Lernmodus des Betriebs zu bestimmen; das maschinelle, visuelle Inspektionssystem konfiguriert ist, um die Parameter, die während des Lernmodus des Betriebs in einem Teilprogramm definiert wurden, einschließlich der definierten Parameter des wenigstens einen Videotools, die verwendet werden, um die wenigstens eine vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen, die definierten Parameter des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools und die definierte Reihe an Ausschlussbereichsparametern aufzuzeichnen; und das maschinelle, visuelle Inspektionssystem konfiguriert ist, um während des Betriebsmodus des Betriebs für ein Betriebsmoduswerkstück, das dem repräsentativen Werkstück ähnelt, Arbeitsabläufe des Teilprogramms auszuführen, wobei die Arbeitsabläufe des Teilprogramms Folgendes umfassen: das Verwenden der aufgezeichneten, definierten Parameter des aktuellen Vorgangs des wenigstens einen Videotools, um eine Charakterisierung der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück bereitzustellen; das Verwenden der aufgezeichneten, definierten Ausschlussbereichsparameter, um basierend auf der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen; und das Verwenden der aufgezeichneten, definierten Parameter des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools, um eine Reihe an aktuellen Kantenpunkten für die aktuelle Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück zu bestimmen, so dass die Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools auf dem Betriebsmoduswerkstück erkannt wurden, und keine Kantenpunkte beinhaltet, die innerhalb des ausgeschlossenen Bereichs liegen, der basierend auf der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft auf dem Betriebsmoduswerkstück bestimmt wurde.
  4. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 3, wobei: die Benutzeroberfläche konfiguriert ist, um ein Bild des repräsentativen Werkstücks während des Lernmodus des Betriebs anzuzeigen; die Benutzeroberfläche konfiguriert ist, so dass ein Benutzer den wenigstens einen Vorgang eines Videotools aus der Mehrzahl an Videotools auswählen und konfigurieren kann, wobei das Videotool ein Tool aus einer Auswahl bestehend aus einem Kreiswerkzeug mit einem kreisförmigen Bereich von Interesse, einem Bogenwerkzeug mit einem bogenförmigen Bereich von Interesse und einem Tool, das eine gerade Kante definiert und einen rechteckigen Bereich von Interesse aufweist, ist, und eine Benutzeroberfläche dieses Videotools einen Anzeiger des Bereichs von Interesse beinhaltet, der auf dem angezeigten Bild des repräsentativen Werkstücks überlagert ist, und die Benutzeroberfläche dieses Videotools durch den Benutzer konfiguriert ist, um die Parameter eines Vorgangs dieses Videotools zu definieren, um anhand des repräsentativen Werkstücks während des Lernmodus des Betriebs die wenigstens eine vorab charakterisierte Eigenschaft bereitzustellen; und die Benutzeroberfläche derart konfiguriert ist, dass ein Benutzer einen Vorgang des robusten Videotools auswählen und konfigurieren kann, wobei das robuste Videotool ein Tool aus einer Auswahl bestehend aus einem Kreiswerkzeug mit einem kreisförmigen Bereich von Interesse, einem Bogenwerkzeug mit einem bogenförmigen Bereich von Interesse und einem Tool, das eine gerade Kante definiert und einen rechteckigen Bereich von Interesse aufweist, ist, und die Schnittstelle des robusten Videotools einen Anzeiger des Bereichs von Interesse und einen Anzeiger des ausgeschlossenen Bereichs beinhaltet, die auf einem angezeigten Bild des repräsentativen Werkstücks überlagert sind, und die Schnittstelle des robusten Videotools durch den Benutzer konfiguriert ist, um die Parameter des aktuellen Vorgangs des robusten Videotools zu definieren, die verwendet werden, um die Reihe an aktuellen Kantenpunkten für eine aktuelle Eigenschaft auf dem repräsentativen Werkstück während des Lernmodus des Betriebs zu bestimmen.
  5. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 2, wobei der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert ist, um automatisch eine vorab charakterisierte Eigenschaft zu identifizieren, die einem aktuellen Vorgang des robusten Videotools, der verwendet wird, um eine Reihe an aktuellen Kantenpunkten für eine aktuelle Eigenschaft auf dem repräsentativen Werkstück während des Lernmodus des Betriebs zu bestimmen, am nächsten ist, und automatisch eine Identifikation dieser vorab charakterisierten Eigenschaft in die Reihe an Ausschlussbereichsparametern einzuschließen, die genutzt wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen.
  6. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 2, wobei: die Benutzeroberfläche einen Ausschlussbereichsparameterabschnitt umfasst, der konfiguriert ist, um Elemente der Reihe an Ausschlussbereichsparametern während des Lernmodus des Betriebs des maschinellen, visuellen Inspektionssystems zu definieren; und die definierten Elemente eine Identifikation der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft beinhalten, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen.
  7. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 6, wobei der Ausschlussbereichsparameterabschnitt einen Anzeiger für ausgeschlossenen Eigenschaften umfasst, der durch den Benutzer konfiguriert ist, um die Identifikation der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft bereitzustellen, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen.
  8. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 7, wobei der Ausschlussbereichsparameterabschnitt eine Liste von vorab charakterisierten Eigenschaften umfasst, die automatisch durch das Steuerungssystem erzeugt wird, und der Anzeiger für ausgeschlossene Eigenschaften ein Auswahlelement umfasst, das konfiguriert ist, um wenigstens ein Element der liste auszuwählen, um es in die Identifikation der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft einzuschließen, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen.
  9. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 6, wobei: die Schnittstelle des robusten Videotools konfiguriert ist, um die Parameter eines aktuellen Vorgangs des robusten Videotools während des Lernmodus des Betriebs zu definieren; der Ausschlussbereichsparameterabschnitt in der Schnittstelle des robusten Videotools enthalten ist; und der Ausschlussbereichsparameterabschnitt konfiguriert ist, um einen aktuellen Vorgang der Reihe an Ausschlussbereichsparametern für einen ausgeschlossenen Bereich, der spezifisch dem aktuellen Vorgang des robusten Videotools entspricht, zu definieren, wobei der aktuelle Vorgang der Reihe an Ausschlussbereichsparametern eine Identifikation eines aktuellen Vorgangs der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen, beinhaltet.
  10. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 9, wobei die Schnittstelle des robusten Videotools einen Indikator des Bereichs von Interesse und einen Indikator des ausgeschlossenen Bereichs umfasst, die einem Bild des repräsentativen Werkstücks während des Lernmodus des Betriebs übergelagert angezeigt werden.
  11. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 10, wobei sich der Indikator des Bereichs von Interesse automatisch verändert, wenn der aktuelle Vorgang der Reihe an Ausschlussbereichsparametern verändert wird.
  12. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 10, wobei der Indikator des ausgeschlossenen Bereichs konfiguriert ist, um durch den Benutzer verändert zu werden, um die Größe des Indikators des ausgeschlossenen Bereichs anzupassen und eine entsprechende Veränderung im aktuellen Vorgang der Reihe an Ausschlussbereichsparametern vorzunehmen.
  13. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 2, wobei der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert ist, um den ausgeschlossenen Bereich derart zu bestimmen, dass er wenigstens eine Mehrheit der Kantenpunkte einschließt, die während der Charakterisierung der wenigstens einen vorab charakterisierte Eigenschaft, die verwendet wird, um den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen, erkannt wurden.
  14. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 1, wobei: eine vorab charakterisierte Eigenschaft eine Eigenschaft ist, die durch die Anwendung eines Tools aus der Mehrzahl an Videotools zur Ausführung von Arbeitsabläufen die (a) das Analysieren eines Werkstückbilds zum Erkennen der Kantenpunkte der Eigenschaft; (b) das Anpassen einer geometrischen Eigenschaft an die erkannten Kantenpunkte; und (c) das Bereitstellen einer Charakterisierung der angepassten geometrischen Eigenschaft, umfassen, charakterisiert ist, wobei diese Charakterisierung wenigstens einen dimensionalen Parameter der angepassten geometrischen Eigenschaft umfasst; und der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert ist, um den ausgeschlossenen Bereich basierend auf der Charakterisierung der angepassten geometrischen Eigenschaft der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft zu bestimmen.
  15. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 14, wobei: der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert ist, um den ausgeschlossenen Bereich durch Anpassen wenigstens entweder der Größe oder der Position der angepassten geometrischen Eigenschaft und Verwenden der eingestellten, angepassten geometrischen Eigenschaft als Grenze für den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen, wobei die eingestellte, angepasste geometrische Eigenschaft eine Grenze bereitstellt, die wenigstens eine Mehrheit der erkannten Kantenpunkte einschließt, die genutzt werden, um die geometrische Eigenschaft anzupassen.
  16. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 15, wobei das robuste Videotool eine Scanrichtung umfasst, die in dessen Arbeitsabläufen verwendet wird, die Kantenpunkte des Bereichs von Interesse erkennt, und der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert ist, um die angepasste geometrische Eigenschaft derart einzustellen, dass die Grenze in eine Richtung entgegengesetzt zu der Scanrichtung bewegt wird.
  17. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 14, wobei die vorab charakterisierte Eigenschaft eine Eigenschaft ist, die durch die Anwendung eines Kreiswerkzeugs, das in der Mehrzahl an Videotools enthalten ist, charakterisiert ist, die angepasste geometrische Eigenschaft ein Kreis ist und das robuste Videotool ein Kreiswerkzeug ist.
  18. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 1, wobei das robuste Videotool Folgendes umfasst: einen Ausschlussbereichsmodus, in dem Ausschlussbereichsabläufe ausgeführt werden; einen ausschlussbereichsfreien Modus, der ausschlussbereichsfreie Arbeitsabläufe umfasst, die ein Werkstückbild analysieren und eine Reihe an Kantenpunkten für eine aktuelle Eigenschaft bestimmen, so dass die Reihe an Kantenpunkten der aktuellen Eigenschaft Kantenpunkte beinhaltet, die im Bereich von Interesse erkannt werden, ohne einen ausgeschlossenen Bereich in Betracht zu ziehen; und die Schnittstelle des robusten Videotools ein Ausschlussbereichsaktivierungselement beinhaltet, das von einem Benutzer verwendet werden kann, um zu bestimmen, ob ein Vorgang des robusten Videotools im Ausschlussbereichsmodus oder im ausschlussbereichsfreien Modus arbeitet.
  19. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 1, wobei: der Ausschlussbereichsgenerator konfiguriert ist, um basierend auf der wenigstens einen vorab charakterisierten Eigenschaft, die eine Eigenschaft ist, die durch Anwendung eines aus der Mehrzahl an Videotools in einem ersten mit einer ersten Reihe an Wellenlängen belichteten Werkstückbild, charakterisiert ist, den ausgeschlossenen Bereich zu bestimmen; und das robuste Videotool konfiguriert ist, um die Reihe an Kantenpunkten einer aktuellen Eigenschaft in einem zweiten Werkstückbild, das unter Verwendung einer zweiten Reihe an Wellenlängen, die sich von der ersten Reihe an Wellenlängen unterscheidet, belichtet wird, zu erkennen.
  20. Maschinelles, visuelles Inspektionssystem nach Anspruch 19, wobei eine der ersten und der zweiten Reihe an Wellenlängen eine fluoreszierende Wellenlänge beinhaltet, die mit maßgeblicher Intensität durch das Werkstück ausgestrahlt wird, und die jeweils andere der ersten und der zweiten Reihe an Wellenlängen keine fluoreszierende Wellenlänge beinhaltet, die mit maßgeblicher Intensität durch das Werkstück ausgestrahlt wird.
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