Was ist ein CNC-Bildmesssystem?
Ein CNC-Bildmesssystem ist ein computergesteuertes, numerisch gesteuertes, automatisches Messsystem, das eine CCD-Kamera verwendet, um das Messobjekt zu vergrößern und seine Abmessungen, Form und Oberflächeneigenschaften zu beobachten.
Das Messobjekt und die CCD-Kamera können nicht nur mit hoher Geschwindigkeit und Präzision an jede beliebige Stelle bewegt werden, sondern es wird auch berührungslos gemessen, so dass das Messobjekt nicht beschädigt wird. Das System ermöglicht außerdem eine hochpräzise Fokussierung durch Laser- und Bildverarbeitungs-Autofokussierung. Die Bildverarbeitung kann Fehler und Defekte finden, die mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind.
Anwendungen von CNC-Bildmesssystemen
CNC-Bildmesssysteme werden eingesetzt, um kontinuierliche, automatische Messungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit durchzuführen. Sie eignen sich für die Messung sehr kleiner, identischer Muster in Folge, z. B. für die Messung von Mustern auf Substraten oder elektronischen Bauteilen.
Da die gleiche Musterabfolge bei Menschen zu Verwirrung und Ermüdung führen kann, weil sie den Überblick über die gemessene Stelle verlieren, sind CNC-Bildmesssysteme, die immer den gleichen Vorgang mit hoher Präzision durchführen, in Halbleiterproduktionslinien unverzichtbar. Sie eignen sich auch für Werkstücke, die sich nicht für eine manuelle Messung eignen, da die kleinste Abweichung bei der Positionierung einen erheblichen Einfluss auf den Fehler bei der menschlichen Messung hat.
Funktionsweise der CNC-Bildmesssysteme
CNC-Bildmesssysteme verwenden eine CCD-Kamera zur Vergrößerung des zu messenden Objekts, um dessen Abmessungen, Form und Oberflächeneigenschaften zu beobachten. Sie benötigen ein Gerät zur Anzeige der von der CCD-Kamera erhaltenen Bilder und ein System zur Messung der Abmessungen und Oberflächeneigenschaften aus den Bildern sowie zur Verarbeitung der Bilder selbst.
Die Installation und Nutzung von CNC-Bildmesssystemen erfordert die Bereitstellung eines eigenen, temperaturgeregelten Messraumes. Dies liegt an der hohen Präzision des Gerätes und der Feinheit des Messobjektes, so dass Temperaturschwankungen einen erheblichen Einfluss auf Messfehler haben.
CNC-Bildmesssysteme können auch manuell bedient werden, jedoch meist über eine spezielle Steuerung oder PC-Anwendungssoftware. Für eine schnelle Reaktion und hochpräzise Positionierung verwendet das System einen Mechanismus, der einen Schrittmotor und eine Kugelumlaufspindel mit einem digitalen Maßstab kombiniert, um die Koordinaten abzulesen und eine Rückkopplungskontrolle zu ermöglichen.
Weitere Informationen zu CNC-Bildmesssystemen
1. CNC-Steuerung
CNC-Steuerung ist eine Abkürzung für Computer Numerical Control und bezieht sich auf den Einsatz von Computern zur Steuerung von Werkzeugmaschinen und anderen Geräten. Durch die Programmierung von Maschinenbewegungen, wie z. B. Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit, kann ein hochpräziser und schneller Betrieb erreicht werden.
Die CNC-Steuerung wird durch zwei Arten von Programmiersprachen beschrieben, die als G-Code und M-Code bekannt sind: Der G-Code beschreibt die Bedingungen und die Abfolge von Bearbeitungen und Bewegungen, z. B. die Positionierung, während der M-Code eine ergänzende Rolle zum G-Code spielt.
2. Die Konfiguration der CCD-Kamera
CCD-Kameras, die auch in CNC-Bilderkennungssystemen verwendet werden, bestehen größtenteils aus Mikrolinsen, Farbfiltern und Fotodioden, von denen jede die folgenden Funktionen hat:
Mikrolinse
Die Mikrolinse sammelt das Licht, das durch das Objektiv gelangt ist, um es effizient an die Fotodiode weiterzuleiten.
Farbfilter
Diese Filter zerlegen das Licht in RGB- (Rot, Grün und Blau) oder CMY-Farben (Cyan, Magenta und Gelb) und leiten es an die Fotodiode weiter.
Fotodiode
Beim Empfang von Licht wird durch photoelektrische Umwandlung eine elektrische Ladung erzeugt, die vertikal und horizontal übertragen wird. Die übertragene Ladung wird am Ausgang der CCD in eine Spannung umgewandelt, und das Bild wird für jedes Pixel ausgegeben.
Da jede Fotodiode einem R, G und B zugeordnet ist, sinkt die Auflösung auf etwa 1/3 der ursprünglichen CCD-Pixelzahl. Die Bildverarbeitungsmaschine ergänzt das Bild, um ein Bild mit der ursprünglichen Pixelzahl zu erzeugen. Das RAW-Format speichert die von der Fotodiode extrahierten Daten ohne jegliche Kompositverarbeitung.