Ob Smartphone, Fernseher, Küchengeräte oder Auto: Wir leben in einer Welt der Displays. Zuverlässigkeit und Funktionalität eines Displays hängen aber von den elektrooptischen Eigenschaften des Displays ab, die bislang aufwändig manuell mit präzisen lichttechnischen Vermessungen getestet wurden. Ein automatisiertes Vermessungssystem mit den Robotern VS-060 und VS-087 – gemeinsam entwickelt von Technoteam Bildverarbeitung und Denso Robotics – bringt dank einer Kombination aus Machine Vision, Photometrie und Positionierung enorme Zeit- und Effizienzvorteile um den Faktor 20.
Das LMK Position System übernimmt die automatisierte, photometrische Vermessung von selbst emittierenden Bildschirmen und ist insbesondere bei der Prüfung von Vor- und Kleinserien für Displays in Autos im Einsatz. Dank des einen Systems entfällt der manuelle Umbau für die jeweilige Kameraausrichtung; dies geschieht beim LMK Position System in Sekunden – und dennoch sind die Messungen als solche viel weniger fehleranfällig.
Vorteil Kommunikationsflansch
„Bei der Entscheidung für Denso Robotics war für uns neben dem guten Kunden-Support der Kommunikationsflansch wichtig, den man für die 6-Achs-Roboter als Option wählen kann – das bietet so kein anderer Hersteller an“, erklärt Technoteam-Geschäftsführer Udo Krüger. „Da wir die Position des Displays vorher nicht kennen, sind auch die erforderlichen Bewegungen nicht bekannt, so dass eine Kabelführung außen am Roboter ein Problem gewesen wäre.“ Doch bei dem patentierten Kommunikationsflansch ist die Ethernet-Verbindung nebst zusätzlichen 17 Signalleitungen direkt im Roboter verlegt.
Das LMK Position System arbeitet wahlweise mit einem Denso-Roboter VS-060 (605 mm Reichweite, 4 kg Traglast) oder einem VS-087 (905 mm Reichweite, 7 kg Traglast). Der VS-087 lässt sich zudem selbst mit den neuesten und größten Kameras und Objektiven ausrüsten. Mit einer Wiederholgenauigkeit von +/- 0,02 bis 0,03 mm erfüllen beide Roboter die benötigte Präzision sowie Payload-Anforderungen – und das bei kompakter Robotergröße mit schlanken Roboterarm. Auch die Safety Motion-Option, die den Robotereinsatz ohne Sicherheitszelle möglich macht, ist hilfreich: denn Technoteam konnte sich in der Software-Entwicklung auf die Applikation konzentrieren; diese kontrolliert die Führung des Roboterarmes an die richtige Messposition.
Messvorgänge genau reproduzieren
Einzigartig beim LMK Position System ist die Möglichkeit der Referenzierung bestimmter Messpunkte für die einzuhaltenden Geometrien der regulatorischen Normen; diese Messvorgänge lassen sich dank der Roboter genau reproduzieren – und zwar unabhängig von der Positioniergenauigkeit des Displays. „Denn Automotive Displays haben aufgrund ihrer hohen Integrationsdichte sehr komplexe Formen, z. B. 3D-, Curved- oder Freiformflächen, die sich je nach Funktion und Hersteller individuell unterscheiden“, berichtet Udo Krüger. „Hier spielt die roboterbasierte Messtechnik ihre Stärken aus. Aber generell ist das System, insbesondere die Ausrichtungskonzepte, für alle selbst emittierenden Displayarten geeignet.“
Durch das Zusammenspiel der präzisen Bewegung des Roboters und der Verwendung der LMK-Referenzbilder kann der Normalvektor der zu vermessenden Oberfläche für jeden Messpunkt bestimmt werden. Damit ist unter anderem eine automatische Senkrechtstellung der optischen Kameraachse zum Messobjekt möglich – eine wichtige Position für den Industriestandard Uniformity Measurement for Displays deutscher Automobilhersteller sowie den IDMS (Information Display Measurement Standard).
Über C++ gesteuert
Das LMK Position System wird über C++ gesteuert; das LMK selbst nutzt dafür interne Bibliotheken und Schnittstellen der Kamera sowie für die Robotersteuerung ORiN2 SDK. Damit lassen sich das Koordinatensystem des LMK mit der verwendeten Optik ebenso wie das Koordinatensystem des Testgerätes, welches vermessen werden soll, handhaben und transformieren: Für den Roboter liegt der Nullpunkt auf der Displayoberfläche, relativ zu diesem kann man nun verschieben oder drehen (z. B. relativ zu einer Ecke,) und dies sogar auf der gesamten zu vermessenden Display-Oberfläche. Das ist insbesondere für komplexe Geometrien bei Oberflächen von Displays in Pkws wichtig, da hier auch die Winkelausrichtung geprüft werden muss.
Die Bedienung des LMK Position Systems ist für die Kunden denkbar einfach, jede Messaufgabe besteht aus einer überschaubaren GUI. Zusätzlich ist das System als SDK konzipiert, so dass Kunden auch eigene Messabläufe programmieren und gleichzeitig die Ausrichtfunktionalität nutzen können, da das System mit der Kamera SDK kommuniziert.
Denso Robotics
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