Industrielle Bildverarbeitung als Baukasten

2D-Ringvermessung-, Code-Lesung und LED-Farbauswertung in der Praxis
Durchmesser, Kontur, Lage, Farbe und Muster, als auch verschiedenste 2D-Codes fordern den heutigen „Konstrukteur“ bei Maschinen-, Anlagen- und Fördertechnik Herstellern. Aufgaben die für die industrielle Bildverarbeitung geradezu prädestiniert sind. ELTROTEC Sensor GmbH hat heute nach 10 Jahren Erfahrung auf diesem Gebiet ein Baukasten zur Verfügung, der diese Aufgaben schnell und treffsicher für die Industrie zu Lösungen bringt.

Werden heute Flaschen, Container, Faltkartons oder Komponenten automatisch gefördert, ist die Identifikation das „A&O“ für das richtige Zuordnen oder Wiederauffinden. Mit dem 2D-Code Reader ELCR 4840 ist es ohne größeren Aufwand möglich einen Barcode auf gewölbten und spiegelnden Oberflächen (hier Flaschen) zu detektieren (siehe Bild 2).

Abb.1 Bildverarbeitungsproduktspektrum von Eltrotec	Abb2. Einfache und schnelle Zuweisungvon Code- Detektionsfenster und Code-Art mit der integrierten Parametrier-Software

Über die Parametriersoftware werden die Bildeinleseparameter definiert, codespezifische Merkmale ergänzt und die Schnittstellenparameter definiert. Im Live-Modus beginnt bereits die Detektion, die zu jedem Lesefenster den aktuellen detektierten Code mit einblendet. Bis zu 60 Codes pro Sekunde lassen sich detektieren. Das Sichtfenster kann eine maximale Größe von 48 x 40 mm bei einem Arbeitsabstand von 80 – 120 mm annehmen. Die Abbildung erfolgt auf einem 1/ 2“ CMOS-Chip mit einer VGA-Auflösung von 640 x 480 Pixel. Der Reader erfasst auch gewölbte oder teils überstrahlte Codes, wie sie bei glänzenden Etiketten über die Beleuchtung entstehen. Zur sicheren Code-Erkennung reichen ein fünfzigstel an gleichen Codeinformationen über der Chiphöhe von 480 Pixel. Die Einstellung der Belichtungszeit, Beleuchtung, Verstärkung und der Schnittstellenparameter kann direkt vom Anwender oder vollautomatisch von der Code-Reader Software geschehen. Im Stand-Alone Betrieb werden die Daten über die integrierte 100 Mbps Ethernet oder RS 232 Schnittstelle ausgegeben. Optik, Beleuchtung und Auswerteelektronik sind in einem 37 x 58 x 107 mm großen Gehäuse integriert (Abb. 1 – linker Sensor).

Eine Version zur Lesung von Barcode, 2D Data-Matrix Codes, als auch eine Version zur Klarschriftverifizierung oder Lesung ist verfügbar. Reichen Abstand, Tiefenschärfe oder die Lesefenstergröße nicht aus, wird auf eine abgesetzte Kamera mit zugehörenden Objektiven und der Codeauswerteeinheit ELCR-FOUR zurückgegriffen, die bis zu 200 Codes pro Sekunde und bis zu 4 Kameras bedienen kann. Schwerpunkte der Anwendung liegen in der Pharma-, Verpackungs-, Elektronik- und Fördertechnik.

2D-Vermessung von Eheringen
Die kratzfreie Vermessung von Eheringen spielt für einen Schmuckhersteller für seine asiatischen Kunden eine tragende Rolle bei der Produktion. Kratzer welche durch mechanische Messdorne hervorgerufen werden, stellen bei einem neuen Ehering aufgrund der im asiatischen Raum anderen „Glaubensmentalität“ ein schlechtes „Omen“ für die Zukunft dar. Eltrotec hat dafür eine automatische universelle Ringvermessungsanlage zur Handeinlage und davon abgeleitet einen automatisierten Ableger für beliebige Serien Ringvermessung, wie Drehteile, Muttern, Springringe, Unterlagenscheiben etc. entwickelt (Bild 4).

Abb. 4 2D-Vermessung – Ringvermessung mit Handeinlage

Die Aufgabe löst das Eltrotec Kamerasystem PPC 2300, das 2 Kameras steuert und die Auswertung übernimmt. Innen- und Außendurchmesser, als auch die Ringhöhe sollen im Genauigkeitsbereich von einem Hundertstel Millimeter vermessen werden. Die Vermessstation hat eine gehärtete Auflageglasplatte zur Handeinlage und 2 orthogonal angeordnete Durchlicht-Kamera-Einheiten, jeweils mit telezentrischen Beleuchtungen und Aufnahmeobjektiven. Durchmesservarianten von 5-50 mm, als auch Höhenvarianten im Bereich von 1-10 mm können in einer Einstellung automatisch vermessen, dokumentiert und angezeigt werden. In der automatischen Anlage mit Zu- und Abführung lassen sich bis zu 25 Teile pro Sekunde vermessen. An das universelle System lassen sich Firewire-, USB- und GigE Kameras mit Auflösungen bis zu 3288 x 2470 Pixel anzuschießen. Alle industrierelevanten Schnittstellen, wie Profibus, RS 232, Ethernet, Devicenet und Kamera Link sind optional integriert.

Mit dem „Baby“ des Kamera Baukastens, des Vision Sensors PAV 2600 schließt Eltrotec die Lücke zwischen den komplexen teuren Bildverarbeitungssystemen und den quasi einfacheren, anwendungsspezifischen, vorkonfektionierbaren „All-In-One“- Kameras, welche heute meistens zum Einsatz kommen.

Der Vision Sensor PAV 2600 mit integrierter Beleuchtung, Objektiv und Auswerteprozessor vereint anwendungsfreundliche Bedienung mit Prozesssicherheit auf einer erprobten, industrietauglichen Plattform. Vollständigkeits- und Anwesenheitskontrolle, Lage- und Positionskontrolle, als auch der Mustervergleich von zum Beispiel Einlage-Werbeprospekte bei Zusammentragmaschinen in der Illustrierten oder Tageszeitungs-Herstellung zeichnen das Spektrum dieser Produktserie. Bei 640 x 480 Pixeln lassen sich mit Kanten, Kontur und Pixelzahl oder Grauwertvergleiche bis zu 27 Bilder pro Sekunde detektieren. Kundenspezifische Anpassungen zur automatischen Detektion von einfachen Vergleichen vereinen hier die Bildverarbeitungstechnik hin zum einfachen Flächensensor mit für den Anwender geforderter Lichtschrankenfunktionalität.

Pumpengehäuse-Vermessen
Bei Massenteilen wie beispielsweise einem Pumpengehäuse (Bild 5) aus der Automobilbranche werden in der Serienfertigung die Parameter Außen-, Innendurchmesser, richtige Einlage von Dichtungen am Gehäusegrund, als auch deren „Farbe“ mit der Farb All-In-One Kamera PAV 3100 geprüft. Auf der Basis heute 10-jähriger Erfahrung bei der Lösung optischer Prüf-, Mess-, Lese- und Sortieranwendungen entstand ein umfangreicher Bildverarbeitungsbefehlssatz zur vielseitigen Lösung von komplexen Automatisierungsaufgaben.

Abb. 5 PAV 3000 All-in-One Bildverarbeitungskamera

Mit der Eltrotec eigener Bildverarbeitungs-Software verfügt der Anwender über eine geeignete Auswahl fertiger Antast- und Prüfbefehle, die per „Drag & Drop“ intuitiv im Editier- und Programmmodus aneinander gereiht werden. Für einfache Aufgaben kann mit dieser grafischen Programmierung auch der Anwender selber nach kurzer Schulung selbstständig seine Bildverarbeitungslösungen realisieren. Messpakete für Kreis, Fläche, Linie und Farbabfragen können so in einem zu definierenden Fenster drehlagenunabhängig abgearbeitet werden.

Aussicht:
Neuste Entwicklungen sind die automatische SMD-LED-Detektion auf Platinen zur Farb-, Helligkeits- und Vollständigkeitsprüfung. Hierfür steht eine Farbkameralösung mit Lichtleiterankopplung für bis zu 100 Prüfstellen mit bis zu 25 Auswertungen pro Sekunde zur Verfügung. Weiter beschäftigt man sich mit automatischen Vermessungs- und Inspektionsaufgaben von Bohrlöchern in Ventilen, Laufflächen und Bohrungsübergängen mittels starren Weitwinkel-Endoskopen und Rundumblick mit nachgeschalteter Kameratechnik und dafür speziellen Auswertealgorithmen.

Sprechen Sie uns an

Die Abbildungen sind als Datensatz erhältlich.
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Sven.Baumeister@eltrotec.com
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