Neue Vision-Sensoren für Prüfaufgaben der industriellen Bildverarbeitung auf der VISION 2008
Als besonders beliebt in der industriellen Bildverarbeitung (IBV) gelten Standardsysteme, die einerseits flexibel einsetzbar sind, andererseits aber auch von den Anwendern einfach konfiguriert werden können. Hierzu gehören Vision Sensoren, die in jüngster Vergangenheit geradezu ein exorbitantes Marktwachstum vorweisen können. Deshalb hat ihnen der VDMA auch vor Kurzem eine eigene Produktkategorie zugeordnet. Zuvor zählten sie zu den Smart Kameras. Obwohl eine scharfe Abgrenzung nicht immer möglich ist, unterscheiden sich Vision Sensoren von Smart Kameras hauptsächlich darin, dass sie auf bestimmte Prüfaufgaben zugeschnitten sind, dass die Bildauflösung oft nicht ganz so hoch ist und dass bereits Optik und Beleuchtungseinheit integriert sind. Während Smart Kameras laut aktueller Branchenumfrage des Fachbereichs Industrielle Bildverarbeitung im VDMA in 2006 einen Umsatzanstieg von 19 Prozent gegenüber dem Vorjahr vorweisen konnten, brillierten die Vision Sensoren mit einem traumhaften Wachstum von 157 Prozent.
Auf der VISION 2008, die in den vergangenen Jahren zur unentbehrlichen internationalen Leitmesse der industriellen Bildverarbeitungs- und Identifikationssysteme-Branche avanciert ist, wird im Herbst vom 4. bis 6. November das sprunghafte Wachstum bei Vision Sensoren deutlich spürbar sein. Denn Aussteller wie Baumer, Cognex, Siemens, Vision & Control und viele andere erleben den derzeitigen Boom: „In diesem Jahr erwarten wir bezüglich unserer Inspektionssensoren ein Wachstum in der Größenordnung von über 100 Prozent, das sogar regional höher liegen kann“, sagt Torsten Zöller, Senior Marketing Manager Europe Central von Cognex. Bei anderen IBV-Herstellern sieht es ähnlich aus: „Derzeit erleben wir ein stürmisches Wachstum, das wir sowohl auf unsere Neuheiten, als auch auf das Potenzial der Vision Sensoren zurückführen. Denn deren Technologie sowie das generelle Konzept, sorgen nicht nur dafür, dass neue Applikationen, sondern auch neue Märkte entstehen“, sagt Dr. Ralf Grieser, Leiter Markt- und Produkt-Management Smart Vision der Baumer Optronic GmbH.
Bildbasierte Sensoren füllen vor allem eine Lücke zwischen dem klassischen optoelektronischen Sensor und einer Smart Kamera. „Sie vereinen die Fähigkeiten leistungsstarker Sensoren“, meint Zöller, „mit der Effizienz einfacher Bildverarbeitungssysteme. Mit rasanter Geschwindigkeit übernehmen sie viele Aufgaben klassischer Sensoren sowie einfacher Bildverarbeitungslösungen.“ Dadurch sei auch das exorbitante Marktwachstum zu erklären.
Jens Hauffe, Produktmanager Bildverarbeitung bei Siemens, rückt noch andere Aspekte in den Fokus: „Moderne Smart Kameras weisen bestechende Leistungsmerkmale auf und kommen in immer mehr Anwendungen zum Einsatz. Jedoch erfordern sie vielseitige Spezialkenntnisse und erhebliches Know-how bei der richtigen Auswahl, Planung, Inbetriebnahme und der Adaption des Systems an die jeweilige Applikation inklusive ihrer Randbedingungen.“ Vision Sensoren hingegen seien in der Lage, den industriellen Anforderungen an eine komplexe Algorithmik gerecht zu werden, was nicht zuletzt ein Verdienst der Miniaturisierung und deutlichen Leistungssteigerung im Halbleiterbereich sei. „Da Vision Sensoren auf ganz bestimmte Prüfaufgaben ausgelegt sind“, fährt Hauffe fort, „ist die Inbetriebnahme, Wartung und Pflege dieser Sensoren wesentlich einfacher.“ Das führe dazu, dass sich zunehmend auch Anwender mit wenig Bildverarbeitungskenntnissen an den Einsatz von Vision Sensoren heranwagten – und dies bei überschaubaren und kalkulierbaren Kosten.
„Vision Sensoren bieten sich aufgrund ihrer Kompaktheit an und sind überall dort erste Wahl“, erklärt Dr. Jürgen Geffe, Geschäftsführer der Vision & Control GmbH, wo ein integriertes System die Aufgabe sicher lösen kann.“ So verkörpert ein Vision Sensor alle notwendigen Komponenten eines Bildverarbeitungssystems: Kamera, Optik, Beleuchtung, Auswerteeinheit, digitale Ein- und Ausgänge um etwa einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) den Betriebszustand oder Diagnoseergebnisse mitzuteilen. Und Standardschnittstellen wie etwa USB 2.0 erlauben die Übertragung von Bilddaten an einen PC. Mit Hilfe intuitiver Menüführung und „Teach in“-Funktionen lassen sich Vision Sensoren einfach bedienen und integrieren. „Die Integration beschränkt sich lediglich auf den Anbau beziehungsweise Einbau und die Inbetriebnahme. Damit unterscheiden sich Vision Sensoren erheblich von allen anderen Bildverarbeitungssystemen“, betont Dr. Geffe.
„Baumer Vision Sensoren heben sich durch die konsequente konturbasierte Analyse hervor“, so Dr. Grieser. Dieser natürliche Ansatz erlaube nicht nur eine sehr einfache und intuitive Bedienung, sondern äußerst stabile Resultate gegenüber sich ändernden Umgebungsbedingungen wie etwa Fremdlichteinfall. Der Aufgabenbereich liege hauptsächlich in der Kontrolle und Erfassung von Position, Vollständigkeit, Anwesenheit und Lage, aber auche Barcode- oder Matrix-Codelesung.
Vision Sensoren von Cognex erschließen Kontrollfunktionen mit sehr hohen Taktraten oder auch hohen Geschwindigkeiten der zugeführten Prüfteile etwa von mehr als 6000 Teilen pro Minute. Dabei sei keine genaue Fixierung der zu kontrollierenden Teile nötig. „Außerdem verfügen einige unserer Vision Sensoren über eine integrierte ‚Ladder Logic’“, so Zöller. Damit könnten die Ergebnisse der bildbasierten Sensoren besser mit den nächsten Steuerungsschritten der SPS koordiniert und optimiert werden.
Vision Sensoren von Vision & Control zeichnen sich durch einfache Bedienung und schnelle Parametrierung aus. Außerdem sind sie mit extrem hellen LED-Beleuchtungen ausgestattet und bereits für unterschiedliche Arbeitsabstände vorkonfiguriert. Das erleichtert die Auswahl und den Einsatz. Die mechanisch robuste Ausführung und das präzise Design sichern eine lange Lebensdauer in anspruchsvollen industriellen Anwendungen. „Zum gegenwärtigen Zeitpunkt können noch nicht alle Aufgaben mit Vision Sensoren gelöst werden“, meint Dr. Geffe, „doch die Entwicklung in diesem Bereich ist unaufhaltsam.“ Beispielweise sieht Vision & Control in der Kombination von Robotik, Automation und Bildverarbeitung einen fast unerschöpflichen Pool an Anwendungsfeldern.
„Wir erwarten zunehmend eine Synthese von moderner Bildverarbeitungstechnologie und einfacher Sensorik, die beide Vorteile vereint“, sagt Hauffe in die Zukunft blickend. Noch mehr Rechenleistung auf engerem Raum werden Vision Sensoren auch zukünftig immer leistungsfähiger machen. Neben dem Leistungsstreben lägen jedoch Dr. Grieser zufolge Themen wie Benutzerfreundlichkeit, Austauschbarkeit, Verfügbarkeit der Komponenten, Ersatzteilhaltung sowie Service und Wartungskonzepte stark im Fokus. Diese Punkte würden in Zukunft immer wichtiger für die Kaufentscheidung sein. Weitere zukunftsweisende Informationen wird die VISION 2008 bereithalten. Denn auf dem Weltforum VISION 2008 kommen im Herbst hochrangige Experten aus Entwicklung, Projektierung und Anwendung mit führenden Herstellern innovativer Produkte und Systeme der industriellen Bildverarbeitung an einem Ort zusammen: dem hochmodernen Stuttgarter Messezentrum.
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