Barcode Verification German
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2013-07-02
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Machine Vision
Verifikation von
1D und 2D Barcodes
Grundlagen für die Gewährleistung
der Barcode-Lesbarkeit
in den Fertigungsprozessen
Technology White Paper
Product Line Card
Technology White Paper
Warum verizieren?
Die Qualität des Barcodes ist wichtig für den Erfolg eines
automatisierten Systems. In einem Prozess, wo hochwertige
Barcodes zuverlässig erfasst und Daten – vom Code über das
Lesegerät bis hin zum zentralen Rechner – kommuniziert werden,
ist nur eine geringe Intervention gefordert. Dank einer guter
Barcodequalität werden einzigartige Erfolge in automatisierten
Systemen realisiert: geringere Kosten, höhere Produktivität und
weniger Fehler. Barcodes schlechter Qualität machen das System
unefzient, eine Automatisierung ist nicht möglich. Unlesbare
Barcodes erfordern Umetikettierung, Re-Scanning oder sogar
die manuelle Eingabe von kritischen Informationen – wodurch
sich die Produktivität verringert und Zeitverluste entstehen.
Schlechte Barcodes verhindern das Tracking von Fehlern und
verursachen einen Domino Effekt entlang der Fertigungslinie
inklusive kostenintensiver Ausschüsse und Nacharbeiten.
Zusammengefasst, diese Effekte arbeiten vollständig gegen
die Vorteile eines implementierten Automationssystems, das
Ergebnis ist Produktivitätsverlust und steigende Fehlermeldungen.
Die Barcodeverizierung zielt darauf, diese Folgen zu verhindern,
damit die Anforderungen an die Leistung des automatisierten
Systems erfüllt werden. Durch den Einsatz von Präzisions-
instrumenten wie Barcode Veriers und Machine Vision Systemen
beurteilen Verizierungssysteme eine Barcodequalität nach
anerkannten Qualitätsstandards für 1D und 2D Barcodes. Ein
verizierter Barcode ermöglicht eine konstante Lesbarkeit und stellt
eine 100% automatisierte Erfassung von präzisen Daten sicher.
Warum soll veriziert werden?
Um sicher zu stellen, das Fehler so früh wie möglich in automa-
tisierten Systemen verhindert werden, muss die Verizierung
des Teiles in das System stattnden. Dieser Schritt erfolgt
idealerweise nach der Markierung oder Etikettierung, bevor die
Komponenten den ersten Lese-Checkpoint passieren.
Eine zuverlässige Verizierung ermöglicht die Verarbeitung von
jeder Komponente mit einem Qualitätsbarcode, auch wenn
die Markierung und das Markierungssystem sich nach einiger
Zeit abnutzen. Generell identiziert ein Verizierungssystem
schlechtere Barcodes präziser als ein Standard Barcode-
lesegerät. Wenn die Barcodequalität früh klassiziert
wird, kann die Markierung oder das Etikettiersystem
angepasst werden, bevor schlechte Barcode entstehen.
1D/2D Barcodes verizieren mit Machine Vision
Heutzutage sind lesbare, akkurate Barcodes so wichtig wie niemals zuvor. Automatisierte Lieferketten sind von präzisen Daten abhängig,
um eine zuverlässige Leistung umfassender Prozesse sicher zu stellen. Machine Vision Verifikation ist ein Inspektions-Tool, um die Lesbarkeit
von Barcodes in automatisierten Prozessen zu gewährleisten. Schlechte Codes werden identifiziert, bevor kostenintensive Fehler entstehen.
Dieses Whitepaper stellt ihnen die Überprüfung von 1D und 2D Barcodes vor und bestimmt Bewertungs-Parameter für die Verifizierung der
Codes nach anerkannten Richtlinien.
- Warum verifizieren?
- Wann soll verifiziert werden?
- Validierung versus Verifikation
- Welche Hardware wird benötigt?
- Bewertungs-Parameter der Verifikation
- Klassen der Verifikation
- Verifikation mit AutoVISIONTM
Microscan Systems, Inc.
1 www.microscan.com
Barcode
Marking
Station
Verication Barcode
Reading
Station
Barcode Quality Over Time Using a Verication
System to Check Quality
0 5000 10000 15000 20000
Number of Parts Marked/Labeled
A
B
C
D
F
NO
READ
Barcode Quality Over Time Using
a Reader to Check Quality
0 5000 10000 15000 20000
Number of Parts Marked/Labeled
A
B
C
D
F
NO
READ
Verizierung verhindert, dass das Produkt mit schlechten Bar-
codes versehen wird. Zukünftige Fehler werden so eleminiert.
Obwohl unlesbar, werden schlechte Barcodes ohne Verizierung
nicht identiziert. Wenn ein schlechter Barcode spät identi-
ziert wird, sind markierte Teile schon oft in der Fertigung fest
eingebaut worden.
Technology White Paper
Validierung versus Verizierung
Unhängig von den Anforderungen in speziellen Prozessen,
Industrien, Unternehmen oder bei Kunden, gibt es 2 Verfahren
der Qualitätsbestimmung für die Lesbarkeit von Barcodes:
Validierung (auch Prozesskontrolle genannt) und die exakte
Verizierung.
Validierung/Prozesskontrolle: Prozesskontrolle ist ein Prüfungs-
Verfahren über die Lesbarkeit von Barcodes in einem
spezizierten internen oder internen/externen Prozess. Die
Prozesskontrolle überprüft nicht die Übereinstimmung der
Barcodes mit einem anerkannten Barcode-Qualitätsstandard.
Stattdessen bietet die Validierung eine objektive Messung der
Barcodequalität, wenn eine Verizierung nicht möglich oder nicht
gewünscht wird. Wenn Sie Barcodes ohne Qualitätstandards in der
Applikation benötigen, können sie Untergruppen der Verizierungs-
parameter als Barcode-Kriterium im Verizierungssystem angeben.
Verifikation: Die Verikation stellt sicher, dass Barcodes mit an-
erkannten Barcode-Qualitätsstandards wie ISO 15415, ISO
15416, und AIM DPM übereinstimmen. Um eine Übereinstimmung
zu gewährleisten, müssen alle Bewertungs-Parameter im Machine
Vision System während des Verizierungsprozesses eingeschaltet
sein. Komplettsysteme berichten über die Übereinstimmung der
Barcodes mit den Parametern, entsprechende Bescheinigungen
können an den Kunden oder dritte Parteien weitergegeben werden.
Welche Hardware wird benötigt?
Eine präzise Einstufung der Qualität benötigt eine Hochleistungs-
Hardware. Wenn ein System nur nach den Parametern
einer internen/externen Prozesskontrolle prüft, ist ein
Machine Vision System mit integrierter Beleuchtung für die
Validierung ausreichend. Wenn ein Barcode mit anerkannten
Qualitätsstandards übereinstimmen muss, wird ein System mit
hochwertigen Optiken wie z. B. C-Mount Objektive eingesetzt.
Zusätzlich wird eine vollständige und uniforme Beleuchtung
nach ISO/AIM Standards benötigt, um ein unverfälschtes Bild zu
erhalten.
Verikation Bewertungs-Parameter
Bewertungs-Parameter für die Verikation bestimmen die Barcode-
qualität und werden sowohl für die richtige Verizierung als auch für
die Validierung / Prozesskontrolle eingesetzt. Anerkannte Barcode-
Qualitätsstandards, unter anderem ISO 15415, ISO 15416
und AIM DPM, stellen durch ein festgelegtes Set von gleichen
Parametern sicher, dass ein Barcode nach den Standards überprüft
wird. In der Prozesskontrolle dagegen muss ein Barcode nur in
einer Untergruppe der Parameter klassiziert werden. Parameter
für 1D und 2D Barcode-Bewertungen sind unten aufgelistet.
Bewertungs-Parameter für die 1D Verifikation
Symbol in hoher Qualität:
Parameter Beschreibung Beispiel ISO
15416
Dekodier-
barkeit
Prüfung der
Lesbarkeit nach
einem Referenz
Dekodieralgorith-
mus.
ü
Defekte Lücken in den
Balken und
Flecken in den
Flächen.
ü
Kanten
Erkennung
Erkennung aller
Balken und Leer-
räume bei An-
wendung eines
anerkannten
Schwellenwertes
ü
Minimum
Kanten
kontrast
Wert der
minimalsten
Reexion für
jede Balken/
Leerraum Kombi-
nation.
ü
Minimum
Reflexion
Reexionswert
des dunkelsten
Balkens und des
hellsten Leer-
raumes.
ü
Modulation Relation
zwischen den
breitesten
und engsten
Elementen im
Symbol.
ü
Symbol
Kontrast
Unterschied in
der Reexion
zwischen dem
dunkelsten
Balken und des
hellsten Leer-
raumes.
ü
Ruhezone Größe der Ruhe-
zone ü
2 www.microscan.com
Machine Vision System mit integrierter Beleuchtung
Machine Vision System mit C-Mount Objektiv
und externer Beleuchtung
Product Line Card
Technology White Paper
Bewertungs-Parameter für die 2D Verifikation
Symbol in höchster Qualität:
Parameter Beschreibung Beispiel ISO
15415
AIM
DPM
Axiale
Ungleich-
mäßigkeit
Winkelabwei-
chung von den
Hauptachsen
des Symbols.
Y
Xü ü
Symbol
Kontrast
Wert zwischen
den hellen und
dunklen Sym-
bolelementen. ü
Zellen
Kontrast
Unterschied
des Graustufen-
Wertes der hel-
len und dunklen
Symbol-
elementen
ü
Homogenität Reexions-
Unterschied
von hellen
und dunklen
Symbol-
elementen
ü
Zellen
Homogenität
Reexions-
Gleichmäßigkeit
der hellen und
dunklen Sym-
bolelementen
ü
Dekodier-
barkeit
Grad der
Lesbarkeit im
Vergleich zu
einem Referenz
Dekodieralgo-
rithmus
ü ü
Raster
Beschädigun-
gen
Beschädigung
der Ruhezone,
des Such-
musters oder
Taktmusters
ü ü
Raster
Ungleich-
mäßigkeit
Summe der
Abweichungen
der Symbolzel-
len von dem
idealen Raster
eines Symbols Y
Xü ü
Minimum
Reflexions-
grad
Minimum des
Reexions-
grades der
hellen
Elemente
ü
Parameter Beschreibung Beispiel ISO
15415
AIM
DPM
Spielraum/
Spanne des
Reflexions-
grades
Grad zu dem
jedes Modul
im Vergeich
zu einem
anerkannten
Schwellenwert
korrekt unter-
schieden wird
ü
Ungenutzte
Fehlerkorrek-
turen
Korrekturen von
vorhandenen
Fehlern ü ü
Druckstärke Abweichungen
der Element-
größe, die die
Lesbarkeit
behindern.
nur als Referenz
Klassen der Verikation
Barcodes werden von Verizierungssystemen wie z. B. Barcode
Veriers und Machine Vision Systemen bewertet. Jeder Barcode
wird als Ganzes sowie in jeden einzelnen, oben aufgelisteten
Bewertungs-Parameter in eine Klasse von 4-0/A-F eingestuft. Ein
allgemeiner Barcodewert wird nach dem schlechtesten Ergebnis
festgelegt, so dass die Barcodequalität immer besser ist als
sein schlechtester Parameter. Normalerweise wird ein Barcode in
Klasse A, B, oder C als akzeptierbare Qualität betrachtet, wobei
die Klasse D oder F einen schlecht markierten oder schlecht
gedruckten Barcode kennzeichnet.
Verikation durch AutoVISION™
Microscan’s AutoVISION Machine Vision
Software bietet leistungsstarke Tools sowohl
für die Verikation der Textqualität (OCV oder
Optische Zeichenverizierung) als auch für die
Verikation der Barcodequalität. Durch den
Einsatz von AutoVISION’s Hochleistungs-
Smart Kameras und einer Beleuchtung kann ein komplettes
Verikationssystem bereitgestellt werden, um jede Stufe der
Barcodequalität, inklusive der Übereinstimmung mit den 3
bekannten Barcode-Qualitätsstandards, zu bestimmen.
ISO 15415 AIM DPM ISO 15416
3 www.microscan.com
Technology White Paper
www.microscan.com
North America (Corporate Headquarters)
Email: info@microscan.com
Europe
Email: emea@microscan.com
Asia Pacific
Email: asia@microscan.com
4
Die AutoVISION Benutzerschnittstelle bewertet 1D und 2D
Barcodes klar und präzise in jedem Parameter, wie von den
Barcode Qualitätsstandards gefordert. Die Barcodes erhalten
Bewertungen von 0-4/A-F für jeden Parameter, zuletzt erhält
der Barcode einen Wert für den allgemeinen Qualitätsstandard.
Die Parameter sind in AutoVISION voreingestellt, um Barcodes
nach anerkannten Barcode Qualitätsstandards (ISO 15415, ISO
15416, und AIM DPM) einzustufen. Diese können auch individuell
im AutoVISION Verizierungstool “Symbolqualität” angepasst
werden, um Barcodes für eine Prozesskontrolle einzustufen, die
nur spezischen Kriterien der Applikation entsprechen müssen.
Microscan kennt die Anforderungen
an eine Verikation
Von 2D Barcode Veriers bis hin zu vollständigen, skalierbaren
Machine Vision Systeme wie z. B. AutoVISION, das Produkt
Portfolio von Microscan unterstützt automatisierte Systeme,
die Hochleistung dank qualititätsvoller und übereinstimmender
Barcode leisten. Microscan unterstützt Ingenieure die richtige
Verizierung für ihr Projekt zu nden, um die Barcodes, an die
Anforderungen anerkannter Qualitätsstandards anzupassen.
Weitere Informationen über die Produkte von Microscan und
Schulungsunterlagen nden Sie auf www.microscan.com.
©2013 Microscan Systems, Inc. 04/13
Ein Data Matrix 2D Barcode ist veriziert nach den AIM DPM Qualitäts-
standards durch Microscan’s AutoVISION Machine Vision Software.
Bewertungs-Parameter für die Verikation werden in
dem AutoVISION Tool “Symbolqualität” für die
Barcodeklassizierung in der internen
Prozesskontrolle eingestellt.
