Der Trend zur Intelligenz im Kameragehäuse und damit zur Bildverarbeitung als kompakter Sensor eröffnet immer breitere Einsatzbereiche. Pictor, die Prüfmaschine im Kameragehäuse, wurde diesbezüglich konsequent weiterentwickelt. Neben vielfältigen Messtechnik- und Prüffunktionen wurden jetzt auch Funktionen zur Robotersteuerung implementiert.
Kurze Applikationszeiten durch einfache Bedienung und leistungsfähige Algorithmen sind charakteristisch für die Kamerabildverarbeitungssysteme Pictor. Die Systeme der Pictor-Familie werden überall dort angewandt, wo Qualität kontrolliert oder Prozesse optoelektronisch gesteuert werden müssen.
Das Konzept besteht in der klaren Trennung von Bedienung und Bildverarbeitung. Im Pictor werden auf engstem Raum alle verfügbaren Systemressourcen genutzt, um Bildverarbeitungs- und Steueraufgaben leistungsfähig und effektiv abzuarbeiten. VCWin, die Bedienoberfläche, sichert einen hohen Bedienkomfort und ermöglicht das intuitive Zusammenstellen von Mess- und Prüfabläufen auf der Ebene der Parametrierung von Funktionsmodulen. Der Anwender muss dazu nicht C++ – oder Delphi-Spezialist sein.
Die einzelnen Funktionen in den Mess- und Prüfabläufen werden menügeführt im Klartext zusammengestellt und parametriert. Das Anklicken von Ikonen wählt die gewünschte Funktion aus. Die Positionierung von Messfenstern und Antastpfeilen erfolgt mausgestützt. Beim Initialisieren erkennt die Bedienoberfläche automatisch, welche Funktionen das jeweilige System ausführen kann und aktiviert, beziehungsweise deaktiviert die jeweiligen Ressourcen. Es stehen unter anderem folgende Funktionen zur Verfügung:
l Ermittlung und Verknüpfung von Geome- trieelementen (Punkte, Geraden, Kontu- ren, Messgeraden, Kreise, Bestkreise, Ab- stände und Winkel),
l leistungsfähige Antastmethoden – auch für schwierige Kontrastverhältnisse,
l Positions- und Drehlagenachführung,
l Objektanalyse (Schwerpunkt, Drehlage, Flächeninhalt),
l Oberflächenkontrolle,
l Farberkennung,
l Schriftzeichenerkennung (OCR – OCV),
l Strukturierte Programm- und Unterpro- grammtechnik,
l Roboterkommunikation,
l Direktansteuerung von Aktoren,
l Messwertauswertung und -übergabe.
Nach dem Einlernen und Parametrieren der Prüfaufgabe wird Pictor vom PC getrennt und arbeitet autonom. Für die Lösung verschiedenster Inspektionsaufgaben zum Beispiel des Maschinenbaus und der Automobilzulieferindustrie sowie der Glasverarbeitung bis hin zur Lebensmittelindustrie können dieselben leistungsfähigen Funktionen genutzt und zu jeweils unterschiedlichen Prüfabläufen zusammengestellt werden. Das verkürzt die Einarbeitungs- und Projektrealisierungszeiten erheblich. Darüber hinaus erhöht die Verwendung erprobter Prüfmodule die Zuverlässigkeit der erstellten Applikation.
Kompatibel: Pictor und Roboter
Standardmäßig sind jetzt auch Funktionen zur Robotersteuerung verfügbar. So sind neben der Kommunikation zu unterschiedlichen Robotertypen verschiedener Hersteller wie Bosch, Kuka und Epson auch Befehle zur Kalibrierung und Koordinatentransformation im Standardbefehlssatz enthalten. Auf einfache Weise können so Qualitätssicherungs- und Handlingsaufgaben miteinander kombiniert sowie Geometrie- und Ergebnisvariablen zwischen Pictor und Roboter ausgetauscht werden.
Der Anwender kann somit Standardschnittstellen nutzen. Die roboterseitige Einbindung beschränkt sich auf die Funktionen „Pictorvariablen empfangen“ und „Koordinate bzw. Robotervariable zum Pictor senden“.
Mit Abmessungen von nur 115 x 50 x 44 mm³ und einer Masse von ca. 200 g rückt die Vision vom Auge für den Roboter der Realität einen weiteren Schritt näher. Das Angebot umfasst progressive scan, high definition (1300 x 1024 Pixel) und standard scan Systeme, die sich durch den eingebauten Sensor unterschieden.
Pictor kann sowohl als Übersichtskamera über dem Roboter als auch direkt am Roboterarm bzw. -greifer montiert werden. Die absolut freie Positionierbarkeit am Arm beziehungsweise Greifer ist sehr vorteilhaft. Die Wiederholgenauigkeit aller Roboterachsen ist dabei jedoch zu berücksichtigen. Wird der Pictor als Übersichtskamera eingesetzt, so ist sein Gesichtsfeld fest und exakt definiert. Zur Analyse der Szene beziehungsweise qualitativen Beurteilung des Werkstücks muss jedoch der Roboterarm aus dem Gesichtsfeld herausfahren. Ein typischer Handlingverlauf sieht wie folgt aus:
l Greifposition ermitteln,
l Werkstück in Greifposition aufnehmen,
l Vermessung beziehungsweise Qualitäts- kontrolle,
l Werkstück definiert ablegen.
Pictor als 3D-Messmaschine
Ein mit Pictor ausgerüsteter Roboter lässt sich auch als 3D-Messmaschine einsetzen. Indem die Positioniergenauigkeit des Roboters genutzt wird, können zu vermessende Positionen angefahren, vom Pictor erfasst und durch Verrechnen der aktuellen Roboterposition bestimmt werden. Bei der Herstellung der Rohkarosserie eines Pkw setzt ein Schweißroboter Passstifte, die für die spätere Montage der Inneneinrichtung des Pkw wichtig sind. Pictor ist am Roboterarm neben der Schweißausrüstung montiert und wird durch den Roboter senkrecht über dem Passstift positioniert.
Konfiguration des Systems
In ihrem kompakten Aufbau spiegeln sich die Stärken der visuellen Robotersteuerbaugruppe wider. Der 200 g leichte Pictor ist samt optimierter Objektiv-/Beleuchtungsbaugruppe am Roboterarm befestigt. Sie besteht aus telezentrischem Objektiv Vicotar und Infrarot-Ringlichtbeleuchtung Vicolux. Die dabei zu beschleunigenden Massen sind gering.
Durch die Kombination von pixelidentischer Bildaufnahme und -verarbeitung im Pictor werden kurze Signale on-board realisiert. Dies bewirkt eine große Störsicherheit. Die Ergebnisse des parametrierten Prüfalgorithmus werden im Pictor im digitalen Signalprozessor aufgearbeitet und direkt roboterkonform an dessen Steuerung übergeben. Die durchgehend modular aufgebaute Lösung ist in ihrer Gesamtheit von Beleuchtung, Optik, Hard- und Software industrietauglich ausgeführt. Das gestattet die Montage unmittelbar neben der Schweißausrüstung des Roboters.
Gemessen wird die Position des Bolzens. Die Übermittlung der Koordinaten erfolgt an ein übergeordnetes System zur externen Bewertung via RS-232. Die Bildaufnahme erfolgt nach Freigabe durch den Roboter. Die eingesetzte Infrarotbeleuchtung schirmt das System vor Umgebungslicht ab. Nach erfolgreicher Bildaufnahme wird dem Roboter durch Pictor das Freigabesignal für das Anfahren der nächsten Position erteilt.
Für die Reproduzierbarkeit der Position ist die Positioniergenauigkeit des Roboters entscheidend. Das Bildverarbeitungssystem liefert dabei für die Lösung der Messaufgabe hinreichend geringe Messunsicherheit. Im vorliegenden Fall wird mit dem System eine Messunsicherheit von circa 0,02 mm ± 3 erreicht.
Zusammenfassung
Der Bildverarbeitungssensor Pictor deckt alle Anwendungsbereiche der industriellen Bildverarbeitung wie Vermessung, Anwesenheitskontrolle, Oberflächenprüfung, Objektlage und Drehlagebestimmung, Schriftlesen und Farberkennung ab. Die Verwendung der mit großer Sorgfalt entwickelten und tausendfach bewährten Prüfmodule für die Lösung einer Vielzahl unterschiedlicher Aufgabenstellungen reduziert den Einarbeitungs- und Schulungsaufwand und somit die Entwicklungszeit erheblich.
Neben der Systemsoft- und hardware bietet der Hersteller auch die für die Roboterintegration erforderlichen Optik- und Beleuchtungskomponenten an. So sind im Produktionsprogramm robuste Großfeld-, Flächen- und Ringbeleuchtungen enthalten. Zur optischen Abbildung stehen Messobjektive mit geringer Verzeichnung für verschiedene Objektentfernungen zur Verfügung. Regelmäßige Praxis-Seminare zum Thema „Industrielle Bildverarbeitung“ in Hannover, Karlsruhe, Weimar und Suhl runden das Angebot ab.
CONTROL, Halle 3, Stand 3106
Typ Pictor M2108 Pictor M2006 Pictor M2018
Sensor 1/3“ Sony, 640 x 480, 1/3“Sony, 740 x 580 2/3“ Sony, 1300 x 1024
pixelidentisch, pixelidentisch, pixelidentisch,
progressive scan standard scan progressive scan
Abmessungen
ohne Objektiv 115 x 50 x 44 mm³ 115 x 50 x 44 mm³ 113 x 50 x 48 mm³
Masse 200 g 200 g 200 g
Stromvers. 12 V DC 500 mA 12 V DC 500 mA 12 V DC 500 mA
Videoausgang VGA BNC SVGA
Weitere Informationen A QE 400
Teilen:
