KI-GESTÜTZTE DOKUMENTATION
Was möchten Sie wissen?
Schritt 2: Ausrichtung
Der Aligner ist der leistungsfähigste (und am häufigsten missverstandene) Teil der Kamera. Sobald Sie ihn verstanden haben, ergibt alles einen Sinn. Lassen Sie es uns einfach erklären.
In Aktion erleben
Probieren Sie den Simulator aus, bevor Sie weiterlesen. Schalten Sie den Aligner aus und bewegen Sie dann die Schieberegler, um das Teil zu verschieben und zu drehen. Die orangefarbene ROI zeigt den Bereich von Interesse (ROI), der dem Teil folgt, und die grünen Kästchen werden rot, wenn der Aligner nicht mehr folgen kann.
Camera Settings
Simulate Real World
Move the part coming down the line.
Legend
Was die Ausrichtung bewirkt (und warum Sie sie benötigen)
Stellen Sie sich vor, Sie prüfen Schrauben auf einer Leiterplatte. Sie haben um jede Schraubenposition ein kleines Kästchen gezeichnet. Aber was passiert, wenn die nächste Platine leicht nach links verschoben hineinkommt? Oder um ein Grad gedreht? Ihre Kästchen schauen jetzt auf die falschen Stellen.
Der Aligner löst dieses Problem. Er betrachtet jedes neue Bild, ermittelt, wohin sich das Teil bewegt hat, und verschiebt alle Ihre Prüfkästchen entsprechend. Es ist, als hätten Sie einen Helfer, der sagt: „Die Platine ist 3 Pixel nach links verschoben und um 0,5 Grad gedreht – lass mich also alle deine Kästchen entsprechend verschieben."
Warum das so leistungsfähig ist: Wenn sich Ihre Prüfkästchen mit dem Teil bewegen können, können Sie sie kleiner machen. Und kleinere Kästchen benötigen weniger Daten, um die AI zu trainieren. Es ist ein kaskadierender Vorteil, der mit einer guten Ausrichtung beginnt.
Warum die Ausrichtung die Grundlage von allem ist
Der Aligner ist nicht nur ein „Nice-to-have". Er ist der erste Dominostein in einer Kette, die die Genauigkeit Ihrer gesamten Inspektion bestimmt. Hier ist die Pipeline:
Ausrichtung → Kleinere ROIs → Weniger Trainingsdaten erforderlich → Genauere AI
Jeder Schritt baut auf dem vorherigen auf:
- Eine gute Ausrichtung bedeutet, dass Ihre Prüfkästchen das Teil präzise verfolgen, selbst wenn es sich auf dem Förderband verschiebt oder dreht.
- Präzises Tracking bedeutet, dass Sie kleinere Prüfkästchen (ROIs) zeichnen können. Sie müssen keine zusätzliche Reserve einplanen, um Teilbewegungen auszugleichen.
- Kleinere ROIs bedeuten, dass die AI eine eng zugeschnittene Ansicht nur des Merkmals sieht, das Sie interessiert (eine Schraube, einen Steckverbinder, eine Schweißnaht), und nicht ein Meer aus irrelevantem Hintergrund.
- Weniger Hintergrundrauschen bedeutet, dass die AI weniger Trainingsbilder benötigt, um zu lernen, und in der Produktion weniger Fehler macht.
Der Aligner inspiziert nichts. Er entscheidet nicht über Gut oder Schlecht. Seine einzige Aufgabe ist es, Ihre Prüfkästchen dynamisch zu verschieben, sodass sie jedes Mal an der richtigen Stelle landen. Die Prüfkästchen führen die eigentliche Inspektion durch. Die AI innerhalb dieser Kästchen trifft die eigentliche Bewertung. Aber nichts davon funktioniert, wenn die Kästchen an der falschen Stelle sind.
Denken Sie daran wie an eine Kette: Aligner → ROIs → Classifier/Segmenter. Wenn das erste Glied schwach ist, bricht alles Nachgelagerte zusammen.
Wie es funktioniert: Stellen Sie es sich wie ein Puzzle vor
Der Aligner arbeitet durch das Abgleichen von Kanten. Hier ist eine einfache Denkweise:
- Sie machen ein „Referenzfoto" (das Template-Bild) eines perfekten Teils
- Sie zeigen auf bestimmte Merkmale auf diesem Foto (Ecken, Kanten, Löcher), die auf jedem Teil gleich aussehen
- Jedes Mal, wenn ein neues Teil ankommt, findet die Kamera dieselben Merkmale im neuen Bild
- Sie berechnet die Differenz: „Dieses Teil ist 5 Pixel nach links, 2 Pixel nach oben verschoben und um 1,2 Grad gekippt"
- Sie verschiebt alle Ihre Prüfkästchen um genau diesen Betrag
Es ist wie ein Memory-Spiel. Die Kamera findet die Merkmale, die Sie ihr gezeigt haben, und verwendet sie als Ankerpunkte.
Die goldene Regel der Ausrichtung
Diese eine Regel entscheidet darüber, ob Ihre Ausrichtung perfekt funktioniert oder frustrierend zittert. Hier ist der Grund:
Stellen Sie es sich so vor: Stellen Sie sich vor, Sie versuchen zu beurteilen, ob ein Bilderrahmen an der Wand schief hängt.
- Wenn Sie nur eine Ecke betrachten, könnten Sie denken, er hänge gerade, obwohl er tatsächlich schief ist
- Wenn Sie zwei gegenüberliegende Ecken (oben links und unten rechts) betrachten, können Sie sofort erkennen, ob er schief hängt und um genau wie viel
Das gleiche Prinzip gilt für den Aligner. Mit einer Region auf einer Seite des Bauteils bleibt ein winziger Messfehler von 0,5 Grad bei 0,5 Grad. Aber mit zwei Regionen auf gegenüberliegenden Seiten mittelt sich derselbe Fehler auf etwa 0,05 Grad aus, zehnmal genauer.
Kritisch: Worauf NICHT ausgerichtet werden darf
Dies ist die häufigste Ursache für fehlgeschlagene Ausrichtungen. Bevor Sie die Aligner-Oberfläche berühren, verinnerlichen Sie diese beiden Regeln.
1. Niemals auf Defekte ausrichten
Defekte sind unvorhersehbar. Ein Kratzer, eine Delle oder eine fehlende Schraube kann auf jedem Bauteil völlig anders aussehen oder gar nicht vorhanden sein.
Wenn Sie der Kamera sagen, sie soll einen Kratzer als Ankerpunkt verwenden, wird die Ausrichtung vollständig fehlschlagen, wenn ein einwandfreies, kratzerfreies Bauteil vom Band kommt. Die Kamera wird nicht wissen, wo sie Ihre Inspektionsboxen platzieren soll, und das System wird zusammenbrechen.
Verwenden Sie den Aligner, um das Bauteil zu finden, indem Sie Merkmale nutzen, die immer vorhanden sind (starre Kanten, bearbeitete Ecken, gebohrte Löcher). Verwenden Sie dann die Inspektionsboxen, um nach den unvorhersehbaren Defekten zu suchen. Der Aligner findet das Bauteil. Die Inspektionsboxen finden die Probleme.
2. Niemals auf bewegliche Teile oder Etiketten ausrichten
Wenn Sie sich auf etwas ausrichten, das sich unabhängig vom Hauptobjekt bewegen kann, wie z. B. ein loses Kabel, eine Kartonklappe oder einen Barcode-Aufkleber, werden Sie die Kamera versehentlich dazu verleiten, alle Ihre Inspektionsboxen an die falsche Position zu verschieben.
Beispiel: Stellen Sie sich vor, Sie verankern Ihren Aligner an einem Barcode-Aufkleber. Auf dem nächsten Bauteil platziert ein Mitarbeiter diesen Aufkleber versehentlich einen halben Zoll weiter links. Die Kamera sieht, wie sich der Aufkleber bewegt, und nimmt an, dass sich das gesamte Bauteil um einen halben Zoll nach links verschoben hat. Sie verschiebt alle Ihre Inspektionsboxen, um dies auszugleichen. Aber das eigentliche Metallteil hat sich nicht bewegt, nur der Aufkleber. Jetzt schauen alle Ihre Inspektionsboxen auf die falschen Stellen, was zu durchgängigen Fehlalarmen führt.
Verankern Sie nur an Merkmalen, die dauerhaft am starren Körper des Bauteils befestigt sind: bearbeitete Kanten, geformte Ecken, gebohrte Löcher, PCB-Konturen. Verankern Sie niemals an Etiketten, Aufklebern, Kabeln, Klappen oder allem, was ein Mensch versehentlich neu positionieren könnte.
Kurze Zusammenfassung: Worauf ausrichten vs. was vermeiden
| Ausrichten auf (permanente, starre Merkmale) | Niemals ausrichten auf (variabel oder beweglich) |
|---|---|
| Bearbeitete Kanten | Kratzer, Dellen oder Defekte |
| Gebohrte Löcher | Barcode-Aufkleber oder Etiketten |
| PCB-Konturen | Lose Drähte oder Kabel |
| Geformte Ecken oder Merkmale | Kartonklappen oder Verpackungen |
| Gestanzte Metallkanten | Klebeband, Klebstoff oder Marker |
| Guss- oder Schmiedegeometrie | Jedes Merkmal, das ein Mensch neu positionieren könnte |
Die Aligner-Oberfläche
So sieht der Einrichtungsbildschirm des Aligners aus. Sie sehen Ihr Template-Bild mit farbigen Kantenhervorhebungen, die zeigen, welche Referenzmerkmale der Aligner verwendet:
Schritt-für-Schritt-Einrichtung
1. Template-Bild aufnehmen
Platzieren Sie ein gutes, fehlerfreies Teil im Sichtfeld der Kamera. Dieses Teil wird zur Referenz, mit der jedes zukünftige Teil verglichen wird.
- Das Teil sollte gut ausgeleuchtet sein und klare Kanten aufweisen
- Stellen Sie sicher, dass es sauber ist, ohne Verunreinigungen oder ungewöhnliche Markierungen
- Positionieren Sie es so, wie es typischerweise in der Produktion erscheint
Klicken Sie auf Capture Template Image.
2. Template-Regionen hinzufügen
Klicken Sie auf + Rectangle (oder + Circle), um eine Template-Region zu erstellen. Sie werden 2-3 davon platzieren.
Worauf ausgerichtet werden soll (Merkmale, die sich nie ändern):
- Bearbeitete Kanten
- Gebohrte Löcher
- Leiterplattenumrisse
- Geformte Merkmale
- Gestanzte Ecken
Worauf NICHT ausgerichtet werden soll:
- Strukturierte oder variable Oberflächen
- Bereiche, in denen Defekte auftreten könnten
- Reflektierende Stellen, die Blendung erzeugen
- Winzige Details, die möglicherweise nicht in jedem Bild sichtbar sind
- Etiketten oder Markierungen, die sich verschieben könnten
3. Die Kantenhervorhebungen verstehen
Wenn Sie eine Template-Region platzieren, sehen Sie farbige Hervorhebungen:
- Grüne Hervorhebungen = Starke, nutzbare Kanten erkannt. Das ist das gewünschte Ergebnis.
- Rote Hervorhebungen = Nicht genügend Kanten. Verschieben Sie die Region zu einem Merkmal mit deutlicheren Kanten.
- Roter Punkt = Der Ausrichtungs-Referenzpunkt (Mittelpunkt aller ROIs (Regions of Interest)).
4. Verrauschte Kanten mit dem Ignore-Tool bereinigen
Dieser Schritt wird von den meisten übersehen und macht einen enormen Unterschied.
Klicken Sie auf Ignore Template Region und übermalen Sie alle Kanten, die der Aligner nicht verwenden soll. Entfernen Sie:
- Zufällige Hintergrundtextur
- Blendung oder Reflexionen
- Oberflächenrauschen
- Kanten von Verunreinigungen oder Etiketten
- Jede Kante, die sich zwischen den Teilen ändern könnte
5. Empfindlichkeit anpassen
Der Empfindlichkeitsregler steuert, wie aggressiv der Aligner Kanten innerhalb Ihrer Template-Regionen erkennt. Eine höhere Empfindlichkeit erfasst mehr Kanten, einschließlich schwacher oder unscharfer; eine geringere Empfindlichkeit behält nur die stärksten bei.
Die Faustregel: Setzen Sie die Empfindlichkeit auf den niedrigsten Wert, der durchgehend grüne Hervorhebungen in Ihren Template-Regionen liefert. Beginnen Sie niedrig und erhöhen Sie nur, wenn Merkmale weiterhin rot angezeigt werden (nicht genügend Kanten erkannt).
- Zu niedrig → Template-Regionen bleiben rot; der Aligner hat nicht genügend Merkmale für einen zuverlässigen Abgleich
- Zu hoch → Grün breitet sich auf Hintergrundtextur und Oberflächenrauschen aus; der Aligner kann sich auf irrelevante Merkmale fixieren und zittern
Wenn Sie mehr Kanten benötigen, erhöhen Sie den Empfindlichkeitsregler. Aber je mehr Sie die Empfindlichkeit erhöhen, desto wichtiger ist es, zu Schritt 4 zurückzukehren und das neue Rauschen mit dem Ignore-Tool zu übermalen. Stellen Sie es sich vor wie das Auswerfen eines weiten Netzes und das anschließende sorgfältige Aussortieren nur der guten Fische.
6. Rotationsbereich festlegen
Hiermit wird festgelegt, wie stark der Aligner nach Rotation sucht:
- ±180°: Teil bei beliebiger Rotation finden (volle 360°). Am besten für die meisten Anwendungen geeignet.
- ±5-20°: Nur übereinstimmen, wenn das Teil ungefähr in der erwarteten Ausrichtung liegt
- ±0°: Nur exakte Winkelübereinstimmung
Wenn Sie einen engen Bereich wie ±5° festlegen und ein Teil um 10° gedreht ankommt, kann der Aligner es nicht zuordnen, und Sie können diesen Fehlschlag als Ausschusssignal verwenden. Praktisch, um Teile zu erkennen, die nicht korrekt ausgerichtet sind.
7. Konfidenzschwelle festlegen
Wie sicher der Aligner sein muss, dass er die richtige Übereinstimmung gefunden hat:
- Bereich: 0,0 bis 1,0 (niedrigerer Prozentsatz = strengere Übereinstimmung)
- Empfohlen: 0,6 bis 0,9
- Zu hoch → gültige Teile werden möglicherweise übersehen. Zu niedrig → falsche Merkmale werden möglicherweise zugeordnet.
8. Scale Invariant aktivieren (falls erforderlich)
Wenn sich Ihr Teil ±10 % näher oder weiter von der Kamera entfernt befinden kann (z. B. Höhenvariation auf einem Förderband), aktivieren Sie diese Option. Andernfalls lassen Sie sie für maximale Geschwindigkeit deaktiviert.
9. Speichern und testen
Dies ist der wichtigste Schritt. Überspringen Sie das Testen nicht.
- Klicken Sie auf Save. Dadurch wird der Aligner trainiert und bereitgestellt.
- Klicken Sie auf Live Preview Mode
- Bewegen Sie das Teil herum: links, rechts, oben, unten
- Drehen Sie es innerhalb Ihres erwarteten Bereichs
- Platzieren Sie es in den Ecken des Bildes
- Probieren Sie verschiedene gültige Teile aus
- Versuchen Sie, es zum Scheitern zu bringen. Finden Sie die Positionen, an denen es fehlschlägt.
Wenn die Ausrichtung nicht zuverlässig nachverfolgt wird, beheben Sie das jetzt. Wenn Sie weitermachen und Zeit damit verbringen, Regions of Interest (ROIs) einzurichten und KI zu trainieren, und dann feststellen, dass die Ausrichtung unzuverlässig ist, müssen Sie zurückkommen und alles wiederholen. Das ist das Wasserfallmodell.
Die 2D-Einschränkung (wichtig zu wissen)
Der Aligner arbeitet nur in 2D: der flachen Ebene, die die Kamera sieht. Er beherrscht:
- Links/Rechts-Bewegung
- Oben/Unten-Bewegung
- Rotation (Drehung auf der flachen Oberfläche)
- Leichte Größenänderungen (wenn Scale Invariant aktiviert ist)
Er beherrscht NICHT:
- Verzogene oder verbogene Teile
- Teile, die zur Kamera hin oder von ihr weg geneigt sind
- Jegliche 3D-Variation
Wenn Ihre Teile 3D-Variation aufweisen (eine Seite näher an der Kamera als die andere), überspringen Sie den Aligner vollständig und verwenden Sie stattdessen einen Segmenter mit positionsinvariantem Training. (Segmenter erfordern einen OV20i oder OV80i; der OV10i unterstützt nur Classifier.)
Wann der Aligner übersprungen werden kann
Sie müssen weiterhin ein Template-Bild aufnehmen (das System erfordert es), aber Sie können Skip Aligner aktivieren, wenn:
- Ihre Teile sich in einer Präzisionsvorrichtung mit weniger als 1-2 Pixel Bewegung befinden
- Sie eine mechanische Registrierung verwenden, die eine exakte Positionierung gewährleistet
- Sie einen Segmenter verwenden, der keine Positionsverfolgung benötigt (nur OV20i/OV80i)
Kurzreferenz
| Einstellung | Empfohlen | Anpassen, wenn... |
|---|---|---|
| Template-Regionen | 2-3, so weit wie möglich auseinander | Ausrichtung wackelt → Regionen hinzufügen, weiter auseinanderlegen |
| Empfindlichkeit | Niedrigster Wert, der solides Grün auf Ihren Merkmalen liefert | Nicht genügend Kanten (rot) → erhöhen, dann Rauschen bereinigen |
| Rotationsbereich | ±180° für die meisten Anwendungen | Teile kommen in bekannter Ausrichtung → Bereich einengen |
| Konfidenz | 0,6-0,9 | Falsche Übereinstimmungen → erhöhen. Gültige Teile fehlen → verringern |
| Scale Invariant | Aus, sofern nicht benötigt | Teile in unterschiedlichem Abstand zur Kamera → aktivieren |
Fehlerbehebung bei der Ausrichtung
Häufige Ausrichtungsprobleme und Lösungen
| Problem | Wahrscheinliche Ursache | Lösung |
|---|---|---|
| ROIs bewegen sich nicht mit dem Teil | Skip Aligner ist aktiviert oder keine Template-Regionen vorhanden | Skip deaktivieren; Template-Regionen hinzufügen |
| Ausrichtung springt hin und her | Einzelne Region oder Regionen zu nah beieinander | 2-3 Regionen weit auseinander auf gegenüberliegenden Seiten hinzufügen |
| Confidence bleibt nahe 0 % | Keine verwertbaren Kanten in den Regionen | Regionen auf Merkmale mit starken, klaren Kanten verschieben |
| Falsches Objekt wird erkannt | Merkmale sind nicht eindeutig genug, Schwellenwert zu niedrig | Markantere Merkmale wählen; Confidence-Schwellenwert erhöhen |
| Funktioniert bei manchen Teilen, scheitert bei anderen | Regionen auf Merkmalen platziert, die zwischen Teilen variieren | Regionen auf universelle Merkmale verschieben (bearbeitete Kanten, Bohrungen) |
Checkliste zur Ausrichtung
Vor dem Fortfahren bestätigen:
- Template-Bild von einem guten, fehlerfreien Teil aufgenommen
- 2-3 Template-Regionen auf starken, stabilen Merkmalen platziert
- Regionen so weit wie möglich auf dem Teil verteilt
- Störende Kanten mit dem Ignore-Werkzeug bereinigt
- Empfindlichkeit niedrig genug eingestellt, um Rauschen zu vermeiden, hoch genug für solides Grün auf Merkmalen
- Rotationsbereich und Confidence-Schwellenwert festgelegt
- Live Preview getestet; Ausrichtung folgt dem Teil in allen Positionen
Funktioniert die Ausrichtung gut? Weiter zu Schritt 3: Regions of Interest (ROIs).