Die Firma Panasonic Electric Works stellt mit den Systemen PD60 und PD65 zwei neue Datamatrix Lesegeräte vor. Die auf Kameratechnik basierenden Systeme wurden für die erschwerten Bedingungen im Automotive Fertigungsbereich entwickelt. Als Stand Alone Codereader liest der PD60 kontrastreiche QR und ECC200 Codes innerhalb weniger Millisekunden. Bei schlechtem Kontrast und qualitativ minderwertigen Codes vergeht geringfügig mehr Zeit. Das Wichtigste ist jedoch, dass auch solche Codes stabil gelesen werden. Der PD65 ist das als Handlesegerät konzipierte Pendant zum PD60. Beide Geräte sind sehr universell einsetzbar weil sich die Leseroutinen bezüglich Geschwindigkeit oder erhöhter Lesesicherheit optimieren lassen.
Dipl.-Ing. (FH) Roland Anzenberger, Applikationsingenieur für industrielle Bildverarbeitung bei Panasonic Electric Works Deutschland
Der allgemeine Trend in der Produktion geht heute immer deutlicher in Richtung Informationsspeicherung und Produktrückverfolgbarkeit. Damit die nötigen Informationen möglichst langfristig zur Verfügung stehen, werden diese häufig direkt auf das Produkt aufgebracht. Dazu verwendet man immer öfter 2D-Codes, da sie deutlich mehr Informationen speichern können als jeder herkömmliche Barcode. So lassen sich z.B. die Produktnummer, die Seriennummer und das Produktionsdatum gemeinsam innerhalb der Fläche eines Fingernagels unterbringen. Im Vergleich zu Barcodes bieten Matrix Codes durch eine weitgehende Redundanz und ein effektives Fehlerkorrekturverfahren eine deutlich höhere Datensicherheit. Beim in Europa gebräuchlichen ECC200 Code können bis zu 25% der Fläche beschädigt sein ohne dass inhaltliche Informationen verloren gehen. Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass der ECC200 auch in der Automotivbranche verstärkt Einzug hält. Mit dem größeren Verbreitungsgrad der Matrixcodes ist auch die Entwicklung der Lesegeräte immer weiter fortgeschritten.
Barcodes wurden in der Vergangenheit meist mit Laserscannern gelesen. Dieses Verfahren ist auch heute noch bei zahlreichen Handlesegeräten und bei nahezu allen Supermarktkassen in Gebrauch. Mit der Entwicklung von 2D-Codes haben anfangs viele Hersteller ihre etablierten Laserscanner auf die neuen Anforderungen adaptiert. Durch eine flächenförmige Ablenkung des Laserstrahls konnten nun auch Matrixcodes gelesen werden. Die benötigte Mechanik zur Strahlablenkung führte jedoch zur erhöhten Anfälligkeit. Besonders empfindlich reagierten solche Geräte auf mechanische Erschütterungen durch Stürze oder auf anhaltende Vibrationen bei industriellen Fertigungsprozessen. Sie wurden deshalb rasch durch herkömmliche Kameras mit Bildverarbeitungstechniken ersetzt. Die Leuchtkraft des Lasers musste nun anderweitig erbracht werden. Heutzutage sorgen leistungsstarke Leuchtdioden für die homogene Ausleuchtung der Prüfzone. Durch die stetige Weiterentwicklung dieser Technik und insbesondere der nötigen Bildverarbeitungsroutinen können aktuelle Codereader nun auch Codes sehr minderwertiger Qualität zuverlässig entziffern.
Gerüstet für alle Anwendungen
Gerade für diese schwierigen Fälle lässt sich die PD-Serie von Panasonic applikationsspezifisch anpassen. Dafür wird die kostenlos erhältliche Software „PD-Tool“ bereitgestellt. Typische Parametersätze für gespiegelte oder inverse Codes werden einfach selektiert. Ein Teach-In Modus erleichtert oder automatisiert die Einstellung des Systems. Im Expertenmodus stehen dem versierten Anwender viele aus dem Bildverarbeitungsbereich bekannte Filterfunktionen zur Verfügung. Damit lassen sich die Kamerabilder qualitativ aufbereiten. Sie können bei Bedarf als kundenspezifisches Set gespeichert und jederzeit wieder abgerufen werden. Im Menü Set and Retry können mannigfache Leseversuche mit verschiedenen Parametersätzen generiert werden. Die im Gerät eingebaute Beleuchtung lässt sich dabei sogar zwischen den Leseversuchen gruppenweise an-, ab- und umschalten. Durch dieses Feature wird auch bei sehr inhomogenen oder spiegelnden Oberflächen ein optimales Leseresultat erzielt. Sollte dennoch ein Code mal nicht gelesen werden, dann gibt es einen 8-fach Fehlerbildspeicher. Damit ist der Weg für weitere Optimierungen offen.
Die beschriebene Konfigurationssoftware kann sowohl mit dem stand-alone Prüfkopf PD60 als auch mit dem Handheld PD65 eingesetzt werden. Durch zukünftige Updates der Konfigurationssoftware wird auch die im Lesekopf enthaltene Firmware erneuert. Somit ist und bleibt die erworbene Hardware langfristig einsetzbar. Da die Gehäuse beider Geräte der Schutzart IP67G entsprechen, braucht man sich auch über den Aufstellungsort keine Gedanken machen. Durch Spritzwasserschutz und Ölbeständigkeit sind beide Geräte voll industrietauglich.
Anwendungsgebiete
Durch die umfangreichen Konfigurationsmöglichkeiten ergibt sich ein breites Anwendungsspektrum für diese Lesegeräte. Während man früher häufig mit Aufklebern künstlich für optimale Kontrastbedingungen gesorgt hat, geht man heute vorwiegend zum „direct marking“ von Produkten über. Im einfachsten Fall wird dazu Tintenstrahl- oder Tampondruck verwendet. Bevorzugt werden jedoch Verfahren, welche die Oberflächenstruktur des Materials dauerhaft ändern. Somit verhindert man das Ablösen von Farben oder Etiketten. Das Produkt kann auch Jahre nach der Produktion noch eindeutig identifiziert werden. Zu diesen dauerhaften Markierverfahren zählen elektrochemisches Ätzen, Nadelmarkiersysteme und Lasermarkierungen. Das Bild 2 zeigt einige typische Vertreter solcher direct marking Codes.
Höchste Anforderungen an das Lesegerät stellen dabei genadelte Codes auf unbearbeiteter Metalloberfläche wie z.B. der Code d in Bild 2. Dieser Code wird auf Bauteilen aufgebracht, die später im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs landen. Folglich ist die Verifizierung der Baugruppe wichtig, denn Motor und Getriebe müssen unbedingt miteinander harmonieren. In Bild 3 ist deshalb genau dieser Code noch einmal zu sehen. Durch eine Schrägstellung des Lesekopfs sieht das Bild optisch schon etwas besser aus. Die Oberflächenstrukturen des Metalls werden so weniger stark hervorgehoben. Unter dem direkten Auflicht der integrierten Beleuchtung blitzen dafür die konusförmigen Nadelabdrücke umso mehr. Somit kann ein guter Leseerfolg erzielt werden. Bei genauer Betrachtung der PD-Tool Oberfläche ist zu sehen, dass nur 16% der redundanten Informationen für eine Fehlerkorrektur herangezogen werden. Dafür wurden 100% aller bisher erkannten Codes erfolgreich gelesen.
Neben dieser schwierigen Applikation kann der PD60 natürlich auch überall dort eingesetzt werden, wo es auf hohe Geschwindigkeiten bei guter Codequalität ankommt. Typische Beispiele dafür sind z.B. Briefversandzentren in großen Banken, Versicherungen oder Behörden. Dort muss sichergestellt werden, dass jeder gedruckte Brief auch tatsächlich in den Versand gegangen ist. Dafür befinden sich verschlüsselte ECC200 Codes in den Briefköpfen. Diese können bei Bedarf auch nach der Kuvertiermaschine durch das übliche Adressfenster gelesen werden.
Alles aus einer Hand
Im Bereich der dauerhaften Markierungen zur Gewährleistung der 100%igen Produktrückverfolgbarkeit bietet Panasonic eine sehr zuverlässige Kombination von Gerätschaften zur Lösung des Problems an. Eine breite Produktpalette an verfügbaren Lasermarkiersystemen bietet eine äußerst umweltfreundliche und somit auch kostengünstige Lösung für nahezu jedes Markierproblem. Mit diversen Bildverarbeitungssystemen und den neuen 2D-Code Lesegeräten können die aufgebrachten Markierungen zu jedem Zeitpunkt erfasst und gelesen werden. So weiß man jederzeit genau, welches Produkt produziert, verbaut oder ausgeliefert wurde.
Panasonic Electric Works Deutschland, Holzkirchen
Control Halle 2 Stand 2405
Sensor +Test Halle 7 Stand 547
QE 527
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