Kleinster Vision-Sensor der Welt von Di-Soric

Volker Aschenbrenner, Marketing Di-Soric GmbH & Co. KG in Urbach

Der Einsatz von Bildverarbeitungssystemen als integrierter Bestandteil von Automatisierungslösungen hat in den vergangenen Jahren in allen Industriebereichen erheblich an Bedeutung gewonnen. Leistungsfähigere Prozessoren, Innovationen in der Mikroelektronik und Mikrooptik haben dazu geführt, dass heute für nahezu jede Anforderung geeignete Geräte oder Systeme zur Verfügung stehen. Welche Lösung die effizienteste ist, hängt entscheidend von Art und Umfang der gestellten Anforderung ab. Die Klarheit und Bedienerfreundlichkeit der Software, die Anpassungsfähigkeit an die jeweilige Aufgabe, die Einfachheit von Teach-In-Verfahren sowie die Aufbereitung und Übermittlung der gewonnenen Daten an die Außenwelt machen den Unterschied und entscheiden darüber, wie universell der Vision-Sensor unterschiedlichste Prüf-, Mess- und Inspektionsaufgaben abdecken kann. Kurzum: Das Gesamtpaket entscheidet über die Standardisierbarkeit eines Vision-Sensors in einem Gesamtunternehmen und dessen vielfältigen Einzelaufgaben.

Di-Soric hat über mehrere Jahre eingehend den Markt und insbesondere die große Bandbreite der eigenen Vision-Sensor-Kunden sondiert. „Wir haben festgestellt, dass Anlagenhersteller und Automatisierer für einfache Zähl-, Prüf- und Sortieraufgaben mitunter anspruchsvolle Vision-Systeme nutzen, die kompliziert, aufwändig und letztlich zu teuer sind. Andere Anwender erkennen, dass ein gewöhnlicher Vision-Sensor unter Umständen schnell an seine Grenzen stößt, wenn die Anlage z. B. ein Speed-up erfährt.“, sagt Jörg Gilles, Produktmanager Lights/Vision Sensors bei Di-Soric. „Die größte Herausforderung jedoch bestand in unserem eigenen Anspruch an ein Gerät, das sich in unterschiedlichsten Industrieapplikationen als standardisierungsfähig erweist. Das nun mit dem CS 50 geschnürte Paket aus höchster Hardwareperformance, universeller, aber höchst robuster Optik als auch mächtigen Software- und Interfacetechnologien wird unseren Ansprüchen vollauf gerecht“, so Gilles. Das Urbacher Unternehmen sah einen Bedarf für einen kostengünstigen, kompakten und schnellen Vision-Sensor mit eigener Rechenleistung, der das Gros an Standard- und Spezialanforderungen in nahezu allen Industriebranchen abdecken kann. Die Idee zur Entwicklung des CS 50 war geboren. Als kleinstes Gerät seiner Klasse (Abmessungen 24,4/44,5/44,5 mm) verfügt der Sensor über eine intuitive Bedien- und Tool-Software. Damit lassen sich Sensoreinstellungen sowie Teach-In-Verfahren einfach und ohne Bildverarbeitungsexperten vornehmen. Im Vision-Sensor ist ein Webserver integriert, ohne zusätzliche Software lassen sich laufende Vision-Jobs, Statistiken oder Reports über den Webbrowser des Bedienpanels bzw. über externe Rechner, Tablets oder das optional erhältliche HMI darstellen. „Mit seiner hohen Prozessorleistung zählt der CS 50 zu den schnellsten seiner Art. Er stellt zudem seine Messwerte und -ergebnisse als SPS-konforme Datenformate zur Verfügung, die sich auf Steuerungsebene verarbeiten lassen“, ergänzt Gilles. Mit einem Arbeitsspeicher von 1,4 GB hat der Vision-Sensor ausreichend Kapazitäten für eine praktisch unbegrenzte Anzahl an Jobs an Bord. Leicht umsetzbar sind Aufgaben wie z. B. Qualitäts-, Anwesenheits-, Vollständigkeitskontrolle, Füllstands- Deckel-, Etikettensitzprüfung, Lageerkennung und Positionierung. Einsatzfelder sind Zuführ-, Verpackungs-, Etikettiermaschinen bzw. Anlagen in der Elektronik-, Automotive-, Getränke-, Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie.

Der vielseitige Vision-Sensor kommt mit einer intuitiv bedien- und flexibel adaptierbaren Software auf den Markt. Zum Leistungsumfang zählen die Software-Tools Finden/Teileerkennung, Zählen, Anwesenheit, Messen und Logik. Diese enthalten wiederum eine Vielzahl an Sub-Tools, mit denen sich Positions- und Rotationsmerkmale einfach und prozesssicher bestimmen lassen. Sämtliche Werte sind logisch verknüpfbar und explizit als Pixel- oder Zahlenwert exportierbar. Mit dem Tool Finden/Teileerkennung detektiert der Sensor in kürzester Zeit gleichzeitig mehrere eingelernte form-, kanten-, oder flächenbasierte Muster innerhalb eines aufgenommenen Bildes. Zählen ermittelt die Anzahl von identischen oder unterschiedlichen Teilen wie zum Beispiel Schrauben auf einem Band, Objekte auf einem Werkstückträger, oder erfasst die Anzahl der Bohrungen eines Bauteils. Zählen agiert sowohl blob- als auch konturbasiert. Mit dem Tool Anwesenheit prüft CS 50 prozesssicher die An- oder Abwesenheit von Teilen. Messen führt pixelbasierte Höhen-, Breiten-, Radien- oder Winkelmessungen durch. Am Ende schleust er jene Teile aus, die nicht innerhalb der nutzerdefinierten Grenzen liegen. Logik stellt einfache, logische Verknüpfungen zwischen Einzelergebnissen her. Das boolsche Gesamtergebnis einer IO-/NIO-Prüfung kann dann an die übergeordnete Steuerungsebene übergeben werden. Die Rechenaufgabe erledigt der integrierte Chip, das Ergebnis geht z. B. in Form kompatibler SPS-Daten direkt an die Steuerung.

Blitzschnelles Fokussieren gelingt dem Vision-Sensor mit einer innovativen Liquid-Lens ohne jegliche mechanische und damit verschleiß- und dejustage-anfällige Bauteile. „Mechanische Autofokussysteme mit mehreren Brennweiten bieten nur auf den ersten Blick mehr: Mit seiner Liquid-Lens ist der Sensor weit weniger anfällig und robust nach Schutzart IP67. Für alle Einsatzgebiete ist der CS 50 damit gerüstet“, betont Gilles. Das Di-Soric-Click-Zoom vereint jeweils zwei Brennweiten in einem Gehäuse, umschaltbar auf Tastenklick. Die beiden jeweils in den Lichtfarben rot und weiß angebotenen Hardwarevarianten vereinen entweder 5/10 mm-, oder 16/32 mm Brennweiten in höchster optischer Güte.

Der Vision-Sensor kommt mit vier wechselbaren Lichtfarben auf den Markt, im Nahbereich kann auf eine Zusatzbeleuchtung verzichtet werden. Der neue Sensor ist mit allen gängigen Schnittstellen wie Ethernet/IP, TCP/IP, Profinet, RS232, sowie Digi/IO ausgestattet. Mit Di-Soric-Link ist ein einfaches Verlinken, sowie das Setzen und Empfangen von Tool-Parametern problemlos möglich. „Eine frühzeitige Kontaktaufnahme zahlt sich aus: Unsere Kundenberater und der technische Support stehen bei Neuplanungen sowie bei Retrofits mit kompetentem Rat, Projektierungs- und Integrationsleistungen zur Verfügung“, fasst Gilles zusammen. jg