Steigende Qualitätsansprüche der Konsumenten und die immer weitergehende Automation verlangen neue intelligente Technologien. Der industriellen Bildverarbeitung kommt dabei eine eigentliche Schlüsselrolle zu. Egal ob Vermessen, Vollständigkeitskontrolle, Identifikation oder Oberflächeninspektion, die Flexibilität und Vielseitigkeit der „Machine-Vision“ ermöglicht preiswerte Lösungen. Im Trend sind kompakte, dezentrale, vernetzbare, intelligente Einheiten, die direkt vor Ort entscheiden und agieren.
Überall, wo einerseits Kosten eingespart und/oder die Qualität gesteigert werden sollen, spielt die industrielle Bildverarbeitung eine zunehmende Rolle. Kompakte „intelligente“ Systeme, die vor Ort Automatisierungsaufgaben übernehmen und über ein Netzwerk miteinander kommunizieren, sind zukunftsträchtig. Der PC-Standard wird sich dank der vielen preiswerten Entwicklungstools und der Forderung nach einer durchgehenden Plattform in der industriellen Automatisation durchsetzen.
Durch die vereinten Vorteile der intelligenten Kameras mit denen des PC-Standards lassen sich Machine-Vision-Applikationen schneller und einfacher realisieren, wodurch Kosten eingespart werden.
Klein und industrietauglich
Das weltweit kleinste industrietaugliche Bildverarbeitungssystem QualiCam vereinigt die herkömmlichen Komponenten wie Kamera, Kabel, Framegrabber, Standard-Pentium-PC, Prozessanbindungsschnittstellen und Netzwerkkarten in einem kompakten Gehäuse. Dadurch werden die Vorteile der intelligenten Kameras mit den Vorteilen des Standards vereint. Die ganze Kette der Fabrikautomation kann mit einer kompakten PC-Kamera gelöst werden. So verringert sich der mechanische wie auch der elektrische Integrationsaufwand enorm: Es wird kein Schrank für den Industrie-PC benötigt. Die Kabelführung Kamera zu PC entfällt sowie die Integration der Framegrabber-Karte und der Ein-/Ausgangskarten. Es besteht immer die Gefahr, dass sich Hardware nicht untereinander verträgt. Mit dem Einsatz von Standard Bildverarbeitungssoftware lassen sich komplette Bildverarbeitungsapplikationen innerhalb weniger Stunden realisieren. Zudem gewährt der PC-Standard einen Software-Investitionsschutz.
Hardware
Ein vollständiger Pentium-MMX-PC (bis 233 MHz, 64 MB RAM) mit allen PC-Schnittstellen und Fast-Ethernet verarbeitet die Bilddaten des hochauflösenden progressiv-scan CCD-Sensors. Eine Vielzahl von Industrieschnittstellen (digitale Ein-/Ausgänge, analoge Ausgänge, Feldbus) stehen für die Kommunikation mit weiteren Sensoren oder Aktoren zur Verfügung. Darüber hinaus bietet die QualiCam noch viel mehr:
l Die QualiCam 210 ist eine Einchip-Colour-Kamera, bei der die Pixelinterpolation sowie die Farbraumtransformation von RGB in HSI in Echtzeit erledigt wird. Dadurch lassen sich neu auch Farbbildverarbeitungsaufgaben preiswert lösen.
l Ein Inkrementalgeberinterface ist direkt in der Kamera integriert und erlaubt positionsgenaue Bildaufnahmesteuerung sowie das Lösen von Automatisierungsaufgaben. Es werden verschiedene Triggermodi unterstützt wie zum Bespiel: Bildaufnahme starten nach Erreichen der Position, äquidistante Triggerung, Interrupt generieren nach Erreichen einer Position.
l Ein digitaler Ausgang kann direkt für die Ansteuerung von verlustarmen LED-Panels konfiguriert werden. Dieser Puls wird mit dem CCD-Trigger synchron generiert und die Pulsweite lässt sich in Mikrosekundenschritten einstellen. Durch das gepulste Betreiben der LED kann ein Vielfaches der Nennlichtleistung erzeugt werden, die Beleuchtung ist fein abgestuft softwaremässig veränderbar und schnelle Bewegungen werden eingefroren.
l Die QualiCam besitzt ein funktionales Schutzgehäuse: Das heißt, die Kühlprofile sind gleichzeitig Befestigungsnuten, wodurch die Montage der Kamera vereinfacht wird. Weiter ist eine IP 65-Variante erhältlich, bei der die Optik und die Steckeranschlüsse gekapselt sind.
Anwendungsbeispiel: Flascheninspektion
Bei PET-Flaschen sollen schmutzige, trübe oder defekte Flaschen aussortiert werden. Dazu werden die Flaschen vom Transportband in einer Schnecke vereinzelt und einem Karussel übergeben. Dort werden die Flaschen von unten her mit einem LED-Blitz beleuchtet. Die Kamera schaut durch die Mündung auf den Flaschenboden.
Um positionsgenau triggern und die fehlerhaften Flaschen auswerfen zu können, sitzt auf dem Karussel ein Inkrementalgeber. Dieser wird elektrisch direkt auf die Kamera geführt. Der eine Inkrementalgeberkomperator wird für positionsgenaue Bildaufnahme verwendet, der andere für das Nachtracken und Ausleiten der defekten Flasche gebraucht. Ein LED-Blitz beleuchtet verschleißfrei und präzise den Flaschenboden. So lässt sich die Beleuchtung einfach über die Software steuern. Die Bewegung wird durch die kurze Leuchtdauer eingefroren.
Anwendungsbeispiel: Pick & Place
Bei einer Pick & Place-Anwendung liegen verschiedene Objekte auf einem laufenden Band. Sie müssen klassifiziert sowie deren Position und Verdrehwinkel bestimmt werden. Die Robotersteuerung triggert via einen digitalen Ausgang das Bildverarbeitungssystem, das die Positionen ermittelt und diese via Fast-Ethernet oder Feldbus der Robotersteuerung übergibt.
Anwendungsbeispiel: Bildarchivierung
Zur Dokumentation von Laboruntersuchungen wird die Kamera an ein Mikroskop angebaut. Die Bilder können auf dem Monitor dargestellt, ausgewertet und über das Firmennetzwerk auf einem Server gesichert werden. Der Bericht dazu kann auch direkt mit den gewohnten Programmen verfasst werden.
Weitere Informationen A QE 408
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