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Text: TEXT: Enrico Schöppach, Christian Ostertag, Vision & Control Fotos: Vision & Control
Ein großer Teil aller Produktionsanlagen und -maschinen verfügt über integrierte Bildverarbeitungssysteme. Für die durchgängige Interoperabilität mangelte es bisher jedoch an feldbusfähiger Technik. Mit sercosfähigen Industriekameras kann diese Lücke jetzt geschlossen werden.

Branchenkenner prognostizieren für die Kopplung von Vision und Motion starke Wachstumsraten. Die Anforderungen an Geschwindigkeit und Produktionsgenauigkeit steigen ständig. Doch diese Anforderungen können lediglich durch eine hohe Leistungsfähigkeit aller Teilkomponenten, inklusive deren durchgängig echtzeitfähige Vernetzung, umgesetzt werden.Viele Maschinen- und Anlagenbauer setzen an dieser Stelle auf den Kommunikationsbus Sercos, wenn es darum geht, Anforderungen zu erfüllen wie eine hohe Datenübertragungsrate, kurze Zykluszeiten bei gleichzeitiger Störsicherheit oder die Synchronisierung aller Ringteilnehmer bei geringem Jitter. Das Kommunikationsprotokoll bietet Anwendern und Entwicklern dazu eine weitreichende Komponentenvielfalt, die von Achsen, Achssystemen, Achs-Controllern über SPSen und Antriebe bis hin zu Sensorik und weiterer Peripherie reicht. Bis vor kurzem standen Anwender in Sachen industrieller Bildverarbeitung (IBV) jedoch vor dem Problem, dass sie die IBV nur über Umwege in ihre Anlage integrieren konnten und dadurch die Vorteile des Sercos-Bussystems verloren. Nachteile ergaben sich vor allem in Bezug auf den Integrationsaufwand, der ein erhebliches Maß an Know-how erforderte. Und auch die gesenkte Übertragungsgeschwindigkeit, das fehlende Echtzeitverhalten sowie die fehlende Synchronisierung der Teilnehmer, wodurch Jitter entstand, waren problematisch. Mit den Bildverarbeitungssystemen Pictor und Vicosys von Vision & Control gehören diese Probleme der Vergangenheit an. Durch die On-Board-Sercos-Schnittstelle können sie über den Bus schnell in die Maschinenumgebung integriert werden. Dies stellt die Grundlage für eine zeitsynchrone, jitterfreie Triggerung eines Bildverarbeitungssystems dar. Die Ergebnisse der Bildverarbeitung werden ebenfalls über den Bus an den Master übermittelt. Dies gewährleistet eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und Zeitsynchronisation.

Lösungen für verschiedenste Applikationen

Die beiden neuen Bildverarbeitungssysteme verfügen über eine hohe Funktionalität, die den Einsatz in vielen Branchen und Applikationen ermöglicht:

�?� Objektlokalisation �?� OCR �?� Identifikation �?� Farbanalyse / Farbklassifikation �?� Formanalyse / Konturprüfung �?� Vollständigkeitsprüfung �?� Zählen �?� Messtechnik �?� Helligkeit- und Oberflächenanalyse

Anwender können dabei auf zwei unterschiedliche Klassen zurückgreifen: Intelligente Kameras des Typs Pictor unterstützen alle gängigen Auflösungen von VGA bis zu fünf Megapixel, wahlweise in Schwarz-Weiß oder in Farbe. Die Kameras verfügen über eine zusätzliche digitale I/O-Schnittstelle in einem IP67-tauglichen Schutzgehäuse. Die komplette Bildverarbeitung erfolgt autark in der intelligenten Kamera. Mehrkamerasysteme des Typs Vicosys ermöglichen den Anschluss von bis zu acht Kameras unterschiedlicher Auflösungen in Farbe, Schwarz-Weiß oder auch als Zeilensensor. Die Auswerteeinheit ist ein industrietauglicher Embedded-PC. Zusätzlich verfügen die Systeme über eine digitale I/O-Schnittstelle. Individuelle Kombinationen der Gerätekonzepte mit Optiken und Beleuchtungen lösen unterschiedliche Bildverarbeitungsaufgaben effizient und sicher. Die IBVs werden durch eine grafische Bedienoberfläche unter Windows parametriert. Die Programmerstellung erfolgt in der Regel durch den Maschinenbauer. Da die Parametrierung über den UCC-Kanal (User-Control-Channel) erfolgt, kann auch der Endanwender eine Parametrierung durchführen, ohne den Produktionsprozess zu beeinflussen. Der UCC-Kanal ist neben dem Echtzeitdatenkanal ein gesondert bestehender Kanal zur Konfiguration von Komponenten im Sercos-Ring. Die Konfiguration kann während des Betriebs erfolgen, ohne die Echtzeitfähigkeit einzuschränken. Daneben ist es möglich, direkt über den Bus einen Programmwechsel auszulösen. Die Bedienung der gesamten Anlage bleibt somit für den Endanwender einheitlich. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, neue Produkttypen über den Automatisierungsbus einzulernen.Bisher konnte Bildverarbeitung nicht direkt mit Sercos, sondern nur über Umwege in eine Anlage integriert werden. Die Pictor- und Vicosys-Kameras verbinden jetzt die Vorteile der Bildverarbeitung mit denen des Automatisierungsbusses Sercos. und liefern eine einfache Lösung für Anwender. Der ehemals erhebliche Integrationsaufwandist stark gesunken.

Zukunftsfähige Kommunikation

Durch die Erweiterung des Feldbusses Sercos um die Fähigkeit der Bildverarbeitung kann eine effektive und schnelle Kommunikation zwischen Motion Controller und Bildverarbeitungssystem aufgebaut werden. Es lassen sich damit visuell initiierte Regelungen von Bewegungsabläufen erreichen. Aufgrund immer schneller laufender Maschinen wird das von etlichen Branchen zunehmend gefordert. Das Hot-Plugging, das Einfügen von Komponenten im laufenden Betrieb, ermöglicht es, Veränderungen an der Busstruktur jederzeit vornehmen zu können. Zudem erleichtert der zusätzliche UCC-Kanal die Inbetriebnahme und Konfiguration, auch während des laufenden Prozesses.

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