Overview

Beschriftungslaser Prüfsystem Vision  

 

 

 

  • Combination of marking laser and camera system 
  • Fast reading and inspection 
  • Creation of a quality profile eines (patent pending)
  • With logging function
  • Test of seven quality parameters 
  • Five grades: A, B, C, D und F
  • Can be retrofitted at any time
  • In accordance with ISO/IEC TR 29158
  • Increases process reliability
  • Only one software interface for marking laser and camera 

Industrial traceability a class better


In today's industrial application DPM (direct part marking) bi-dimensional codes like Datamatrix and QR have become crucial to correctly identify and automatically track parts and components within the production process (internal traceability) and along the entire supply chain (external traceability) till the end-of-life of the product. Laser marking is the preferred choice to enhance contrast and to increase resolution that means larger amounts of data stored in the code.

It is obvious that the most important feature of a code is its readability, or in other words, the capability to ensure fail-proof reading along the supply chain.

More…

To ensure quantitive measurement of the code quality, specific Standards and Technical Reports have been defined: for DPM code the verification methodology is defined in the ISO/IEC TR 29158 (that includes the AIM DPM-1-2006 Quality Guideline).

The scope to the ISO/IEC TR 29158 Standard is to define methodologies for the measurement of specific attributes of two-dimensional code symbols, defining methods for evaluating and grading these measurements and finally classify the code into five quality classes or grades: A, B, C, D and F.

The higher the class the higher the reliability of the reading process, F grade symbols are unlikely to be read successfully in most environments.

The OVERALL quality of the code is defined by the lowest resulting grade within the evaluated set of individual parameters.

To perform a reliable analysis of a code, specific measuring instruments, calles Certified Verifiers, are available on the market. These instruments embed standardized lighting systems, lenses and certified algorithms to objectively evaluate the quality of the code, providing a Quality Report with quantitative information about the code properties.

Verifiers are widely used to evaluate and certify the quality of the so called "golden sample" or "approved quality sample" to be used as the reference in mass production to ensure fail proof readings.

As other standard measurement instruments, Certified Verifiers are dedicated to operate in controlled environments, and typically are not suitable to monitor code quality in real wold production environments.

Code acquisition in a real production environment is sensitive to ambient light variation, mechanical vibration, electrical noise, degredation of the LED light system, etc. These fluctuations are not compatible with absolute and standardized measurement of the grade and cause, for example, the grade of the same samples measured several times to actually give different values.

In automatic production processes it is important to constantly monitor in-line the quality of the marking in order to scrap non - readable or poorly readable components.

For the in-line quality check of the just-applied codes, industrial readers, like VISION are widely used, to perform comparative analysis of the code quality, monitoring variation in a real harsh production environment.

Even though VISION uses a grading library fully compliant with ISO/IEC standards, it does not take into consideration the external environmental lighting parameters such as aperture, wavelength and illumination angle which can in any case affect the scan grade. For this reason VISION can be used to monitor veriations in code quality but cannot be considered as Certified Verifier.

VISION is the treceability solution that ensures code quality in real production environments and combines into one single graphical user interface the flexibility of laser marking and the reliability of industrial code imagers.

VISION allows collecting multiple measurements and computes the statistical dispersion of each individual quality parameter, measuring and considering the contribution of each individual parameter.

This statistical approach allows real sample quality threshold training and a simple and immediate visualization of the quality spread for each code parameter.

This fully automatic quality training process provides a so called quality profile (patent pending) that always includes all the relevant quality parameters.

Less…

What is checked by VISION?


In Übereinstimmung mit der Norm ISO/IEC TR 29158, die die AIM DPM-1-2006 beinhaltet, wurden sieben Qualitätsparameter bzw. Messgrößen definiert. Die Kenntnis der Bedeutung der Qualitätsparameter, kann bei der Feineinstellung des Beschriftungslasers hilfreich sein. Jeder Qualitätsparameter ist klassifiziert in die Stufen A bis F. Die Gesamtqualität des Codes wird durch die niedrigste Bewertung innerhalb der untersuchten Qualitätsparameter bestimmt. Werden also z. B. 6 Parameter mit einem A bewertet, aber ein Parameter mit einem D, entspricht der gesamte Code der Qualitätsstufe D.

Mehr…

CC - Cell Contrast (Kontrast)

Dieser Parameter misst den Unterschied der hellsten und der dunkelsten Stelle des DataMatrix-Codes.
Bei Laserbeschriftungen ist die Erstellung eines Code Hintergrundes (Ruhezone) ein extrem effektives Mittel um den Kontrast zu erhöhen.

CM - Cell Modulation (Modulation)

Die Modulation gibt das Verhältnis von Schwarzanteil zu Weißanteil im Code wieder. Sowohl zu viel, als auch zu wenig Schwarzanteil führen zu einer Reduzierung des Wertes, Ein ausgewogenes Verhältnis von Schwarz- und Weißanteil vereinfacht die Zuordnung der einzelnen Module. Wenn dieser Wert eine niedrige Bewertung erhält, liegt es meistens an einer verschmutzten oder unebenen Oberfläche (z. B. Rundung, Staub, Öl...) oder einer falsch eingestellten Beschriftungsdistanz.

FPD - Fixed Pattern Damage (Dekodierbarkeit)

Diese Messgröße überprüft die elementaren Eigenschaften des Codes (Ruhezone um den Code, "L" Rahmen, Referenzpunkte). Schlechte Ergebnisse bei diesem Parameter, können zu Problemen bei der Lesbarkeit und Prüfung des Codes führen. Wie beim Parameter Cell Contrast, kann die Laserung eines gleichmäßigen Hintergrundes in Form einer Ruhezone das Risiko einer niedrigen Bewertung des Reflexionswertes reduzieren.

UEC - Unused Error Connection (Fehlerkorrekturwert)

DataMatrix-Codes enthalten einen Mechanismus zur Fehlerkorrektur. Fehler in einzelnen Modulen können automatisch korrigiert werden. Die Summe der korrigierten Fehler wird im Fehlerkorrekturwert abgebildet.

ANU - Axial Non-Uniformity (Achsenverhältnis)

Das Achsenverhältnis gibt Auskunft über eine eventuelle horizontale oder vertikale Verzerrung des Codes. Dieser Wert ist z. B. dann niedrig, wenn z. B. geneigte Oberflächen beschriftet werden oder das Lesegerät nicht parallel zum zu prüfenden DataMatrix-Code steht.

MR - Minimum Reflectance (Reflexionswert)

Der Reflexionswert bestimmt, in wie weit der DataMatrix-Code das Licht spiegelt. Dieser Qualitätsparameter wird stark durch Lasereinstellungen wie Leistung, Geschwindigkeit und Wiederholungen beeinflusst.

GNU - Grid Non-Uniformity (Verzerrung)

Dieser Parameter gibt Auskunft über generelle Verzerrungen des Codes. Angenommen, dass der ideale Winkel der Module zueinander 90° ist, wird jede Winkel Abweichung von diesen 90°, zu einer Verzerrung führen. 

Weniger…

Praxisbeispiel VISION

 

Ein Automobilhersteller, bestellt von einem Lieferanten eine mechanische Komponente, die einen DataMatrix-Code tragen soll.

Um eine zuverlässige interne Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten, verlangt der Automobilhersteller Qualitätsstufe B oder besser.

Der Lieferant produziert einige Muster, in Übereinstimmung mit den Anforderungen des Automobilherstellers. Um die Qualitätsstufe des laserbeschrifteten DataMatrix-Codes zu beurteilen, lässt er den Code im Labor mit einem zertifizierten Verifier prüfen. Diese Prüfung ergibt, dass der Code der Qualitätsstufe A entspricht, in Übereinstimmung mit den Anforderungen des OEM.

Um dem Vertrag zu entsprechen und um Kosten durch reklamierte Teile zu vermeiden, entscheidet sich der Lieferant das Kamerasystem VISION einzusetzen um die Codequalität im Produktionsprozess zu überwachen. VISION wird neben dem Laser installiert und die Musterteile, die im Labor mit A bewertet wurden, werden mit VISION testweise gelesen. Die Bewertung der Muster mit VISION ergibt eine Gesamtbewertung von C. Wie passen diese Informationen zusammen?

Das Freigabemuster hat, gemäß der Überprüfung mit dem Verifier, definitiv die Qualitätsstufe A. Auf der anderen Seite, wird das Kamerasystem VISION durch Messfehler beeinflusst, die durch ungünstige Umgebungsbedingungen, wie z. B. Winkel der Kamera, Lichtbedingungen etc. entstehen. Diese ungünstigen Messbedingungen sind unter realen Produktionsbedingungen immer präsent und beeinflussen die Effektivität von integrierten Bewertungsalgorithmen.  

Auf Basis eines Freigabemusters, stellt VISION ein Qualitätsprofil (Patent angemeldet) zur Verfügung, das die Qualität jedes einzelnen Parameters abbildet. Hierdurch wird sofort ersichtlich, was zur Bewertung mit einem C während des Produktionsprozesses führt. Nun können z. B. die Umgebungsbedingungen verbessert werden. Oder es kann, nach Rücksprache mit dem Automobilhersteller, vereinbart werden, dass das C z. B. durch einen ungünstigen Lesewinkel im Produktionsprozess zu Stande kommt. Aber alle anderen Parameter mit A bewertet werden, so dass das C zu vernachlässigen ist. Stichproben mit einem zertifizierten Verifier können die Bewertung dann noch unterstützen.

Dank des Qualitätsprofils ist es also möglich, die Qualitätsveränderungen einzelner Parameter zu ermitteln. Unabhängig von der Gesamtbewertung von Codes, die sich immer an der niedrigsten Bewertung innerhalb der untersuchten Qualitätsparameter orientiert.


Prüfsystem Vision Kontaktformular