Vision bildet die Grundlage mehr Daten zu gewinnen, verbesserte Qualität zu liefern und eine bessere Transparenz zu gewährleisten

Vision bildet die Grundlage mehr Daten zu gewinnen, verbesserte Qualität zu liefern und eine bessere Transparenz zu gewährleisten. (Bild: Pepperl+Fuchs)

Auf die Schnelle

Das Wesentliche in 20 Sek.

● In der industriellen Bildverarbeitung gibt es verschiedene Technologien zur Visuellen Prüfung. Was würde ein Pionier und Technologieführer in industrieller Sensorik empfehlen?

● Lösung: Ein modulares Portfolio mit kombinierbaren Komponenten, dass die Flexibilität hinsichtlich jeder Applikation bietet.

● Der Trend geht hier zu einfachen Sensoren mit vereinfachten Bedienkonzepten, standardisierten Datenformaten.

Markus Karch
Sowohl 2D-Vision als auch 3D-Vision-Sensoren bieten nach Markus Karch, Chancen die Produktqualität weiter zu verbessern und die Transparenz in der Produktion zu erhöhen. (Bild: Pepperl+Fuchs)

Pepperl+Fuchs gilt als Pionier und Technologieführer in industrieller Sensorik und im Explosionsschutz und ist seit über 70 Jahren als Innovationstreiber tätig. Markus Karch, Global Product Manager Industrial Vision Components, gibt Tipps, wie die Industrie vorgehen sollte, um die Möglichkeiten der industriellen Bildverarbeitung umfassender ausnutzen zu können.

In der industriellen Bildverarbeitung gibt es verschiedene Technologien zur Visuellen Prüfung. Welche Möglichkeiten hat der Anwender hier, Herr Karch?

Markus Karch: Zunächst möchte ich auf das Funktionsprinzip der Technologien eingehen. Ein 3D-Sensor wie Smart Runner 3D mit Stereo oder Time-of-Flight Prinzip, misst vorrangig einen Messabstand in Messrichtung Z zu einem definierten Koordinaten Nullpunkt zur Kamera-Achse. Die gemessene 3D-Punktewolke kann für Erkennungsaufgaben oder Kollisionserkennungen genutzt werden. Bei der VOS Universal Vision Sensor - 2D Sensor Technologie wird ein Bild aufgenommen und es werden die Helligkeitswerte aller Pixel in X,Y-Ebene gemessen und danach dann entweder Kontrastlinien oder zusammenhängende Pixelbereiche ausgewertet. Bei Laser-Profilsensoren wie der SmartRunner, wird ein 1D-Höhen-Profil anhand einer Laserline ausgelöst. Bei durchfahrenden Objekten auf einem Förderband kann hierbei wiederum ein 3D-Bild erzeugt werden.

Welche Technologie sich nun besser eignet ist stark anwendungsabhängig und kann nach Aufgabenstellung und Situation des Prozesses bewertet werden?

Je nachdem welche Anwendung man lösen möchte, bieten bestimmte Techniken Vorteile, z.B. 2D-Bild-Informationen mit Kontrasten zum Lesen von Datamatrix-Codes oder Schriften. Im Gegensatz dazu arbeiten die Smartrunner-Sensoren mit Laserlichtschnitt oder 3D, farbunabhängig für das Erkennen von Teilen mit unterschiedlicher Farbe oder Bedruckung, auch bei reflektierenden Teilen oder Einfluss durch Umgebungslicht. Daher erfolgt die Technologieauswahl in der Regel erst nachgelagert, nachdem man die Anwendung mit Rahmenbedingungen definiert hat.

Welche Vorteile bietet die Modularität bei den Sensoren?

Ein modulares Portfolio mit kombinierbaren Komponenten bietet die maximale Flexibilität hinsichtlich der Applikation, die Komponenten können je nach Lesefeld, Abstand, Objektgrößen, Anwendungsfeld ausgewählt werden. Dadurch erreicht man eine Reduktion von Insellösungen, Sondervarianten und kann flexibel auf die, wie auch bei Vision-Anwendungen, sehr individuellen Anforderungen reagieren.

VOS-Geräte bieten den nötigen Funktionsumfang, ohne dass man auf komplexe und kostspielige Vision-Systeme zurückgreifen muss.
VOS-Geräte bieten den nötigen Funktionsumfang, ohne dass man auf komplexe und kostspielige Vision-Systeme zurückgreifen muss. (Bild: Pepperl+Fuchs)

Wie können die im Überfluss gesammelten Daten der Vision-Sensoren effektiver genutzt werden?

Dies fängt schon beim Sensor an. Welche Daten sind überhaupt notwendig, um übertragen zu werden und für welche Zwecke werden diese später genutzt? Durch immer stärker werdende Embedded-Prozessoren kann eine komplexe Bildauswertung bereits zum Großteil auf dem VOS-Sensor stattfinden. Das Gerät gibt schon vorverarbeitete Daten aus und nur wirklich notwendige und relevante Daten, die zur Qualitätsverbesserung oder Verbesserung der Anwendung herangezogen werden können.

Warum ist das Vernetzen und Anbinden von Sensoren an eine Steuerung oder einen Industrie PC so wichtig?

Eine immer größere werdende Rolle für die Anwender spielt die einfache Vernetzung und Anbindung an ihre Steuerung. Der Integrationsaufwand und Einbindung, auch auf Schnittstellenseite, ist meist unterschätzente Komponente eines Projekts.

Wie kann die Zukunft der 2D/3D-Bildverarbeitung aussehen?

Sowohl 2D-Vision als auch 3D-Vision-Sensoren bieten viele Chancen die Produktqualität weiter zu verbessern und die Transparenz in der Produktion zu erhöhen. Besonders für Anwender, die bisher noch keinen Vision-Technologie großflächig im Einsatz haben. Der Trend geht hier zu einfachen Sensoren mit vereinfachten Bedienkonzepten, standardisierten Datenformaten, sodass auch eine Vielzahl von Anwendern von der Technologie profitieren und weniger detailliertes Expertenwissen notwendig wird. Und es führt zu mehr Kompaktheit anstatt zu komplexen PC-basierten Systemen.

Wie sollte die Industrie nach Ihrer Meinung vorgehen, um die Möglichkeiten der industriellen Bildverarbeitung umfassender ausnutzen zu können?

Mit industrieller Bildverarbeitung lässt sich die Transparenz in Produktionsprozessen erhöhen und somit auch langfristig die Produktqualität verbessern. Fehler werden frühzeitig aufgedeckt, sodass Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, bevor der Fehler beim Endkunden auftritt. Es sind wirkliche 100%-Kontrollen einer Produktion machbar und das Erfüllen einer Nachweispflicht über Bildspeicherung.

Vision bildet die Grundlage mehr Daten zu Produkten zu gewinnen, verbesserte Qualität zu liefern und eine bessere Transparenz zu gewährleisten. Somit sind teure Rückrufe vermeidbar und andererseits ist eine schnelle Fehleranalyse gewährleistet, was wiederum Ausfallzeiten in der Anlage reduziert. Hier gibt es kann sehr schnell eine Kostenersparnis, Schadensvermeidung aufgrund von optischer Qualitätskontrolle erzielt werden. Pepperl+Fuchs berät seine Kunden in dieser Hinsicht umfassend.

ERKUNDET

Ein-Kamera-System mit softwaregestützten Tool-Set

Objekte identifizieren, vermessen, positionieren und abgleichen, Codes lesen und Texte erkennen – die kompakten kameragestützten VOS-Sensoren der Baureihe von Pepperl+Fuchs erledigen eine breite Palette von Aufgaben dieser Art. Die neue Gerätefamilie für die automatisierte Bildverarbeitung bietet ein modulares Portfolio mit passenden Komponenten für viele unterschiedliche Anwendungen sowie einen umfassenden Satz von Software-Tools zur einfachen Anpassung. Aufbauend auf vier Grundgeräte mit zunehmendem Funktionsumfang, sind in kompakten Gehäuse Bildaufnahmechip, verstellbare Objektive, Beleuchtung, integrierte Auswertung, digitale Ausgänge und Kommunikationsschnittstellen untergebracht. Die VOS-Sensoren bieten für die Codelesung viele Funktionen. Die Lesung funktioniert bei unterschiedlichen Symbologien, unabhängig von der Position des Codes auf dem Produkt. Die Geräte erfassen auch mehreren Codes gleichzeitig und bewerten deren Qualität. Das Modell VOS Ident ist für die Codelesung optimiert und spezialisiert. Lage und Ausrichtung der Codes im Messfeld spielen keine Rolle. Glänzende und spiegelnde Oberflächen werden mit Filtern kompensiert. Aus dem modularen Portfolio kann man passende Objektive und Beleuchtungen wählen, dabei können auch größere Messfelder abgedeckt und die vorhandenen Codes immer zuverlässig detektiert werden. Die Modelle VOS-1000, VOS-2000 und VOS-5000 beherrschen neben der Codelesung eine breite Palette weiterer Aufgaben, wie etwa die Identifikation von Objekten anhand von Formen und Konturen. Das lizenzkostenfreie Softwarepaket enthält zahlreiche fertige Vision-Tools für typische Anwendungen. Die algorithmischen Tools lassen sich frei kombinieren, indem man etwa eine Codelesung mit einer Formerkennungsaufgabe verbindet. Die Software bietet zudem große Flexibilität beim Parametrieren und erlaubt zum Beispiel die graphische Parametrierung des Geräts anhand eines Referenzbilds. Logische Verknüpfungen sind ebenfalls möglich. Schnittstellen, Schaltausgänge, Datenformat und -ausgabe lassen sich an die jeweilige Anwendung spezifisch ausrichten.

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