Startseite » Identifikation/RFID »

In wenigen Minuten einsatzbereit

3D-Sensor-Anwendungen in wenigen Schritten konfigurieren
In wenigen Minuten einsatzbereit

Anzeige
Mit dreidimensionaler Bildverarbeitung lassen sich viele schwierige Anwendungen in der Qualitätssicherung realisieren. Viele Anwender schrecken aber vor der komplizierten Technik zurück. Der Sensorspezialist ifm electronic hat jetzt einen 3D-Sensor entwickelt, der einfach installiert und konfiguriert werden kann. Mit vorgefertigten Anwendungen ist der O3D in wenigen Minuten einsatzbereit.

Mike Gonschior ist Produktmanagement bei ifm electronic GmbH in Essen

Mit einem 3D-Sensor ist es möglich, die Größe von Objekten und deren Lage im Raum zu erkennen. Diese Funktion lässt sich für viele Anwendungen einsetzen. Ein typisches Beispiel ist die Vollständigkeitskontrolle in der Verpackungstechnik. Hierbei muss die Steuerung erkennen, ob etwa ein Karton mit der richtigen Anzahl von Tetra-Paks gefüllt ist oder ob in einer Getränkekiste alle Flaschen vorhanden sind. Eine Lösung, bei der einzelne Sensoren jeweils ein Objekt erkennen, ist wenig flexibel. Ändert sich die Gebindegröße oder die Art der verpackten Objekte, muss in der Regel ein mechanischer Umbau der Sensorik erfolgen.
Flexible Lösung mit 3D-Sensor
Deutlich flexibler ist hier eine Bildverarbeitungslösung mit einem 3DSensor, wie dem O3D von ifm electronic. Der Sensor arbeitet mit der sogenannten PMD-Technologie, die für jeden der 23.000 Bildpunkte den Abstand zum Sensor berechnet. Mit Hilfe dieser 23.000 Abstandswerte lassen sich verschiedene Objekte, wie die oben genannten Tetra-Paks sicher erkennen. Das Verfahren ist dabei ebenso flexibel wie robust – der 3D-Sensor kann die Tetra-Paks in einem Karton unabhängig von ihrer Farbe ebenso gut erkennen, wie Flaschen in einer Getränkekiste. Ein Umbau der Sensorik ist dafür nicht mehr notwendig. Lediglich in der Software müssen Anpassungen vorgenommen werden. Damit funktioniert das Umschalten verschiedener Produktions-Chargen quasi auf Knopfdruck.
Gerade die Software hat in der Vergangenheit viele Anwender von Bildverarbeitungslösungen häufig vor Probleme gestellt. Die Verarbeitung der Rohdaten zu den Bildpunkten, die Parametrierung sowie die Mustererkennung bzw. die Entwicklung entsprechender Algorithmen setzen ein hohes Maß an Know-how in der Bildverarbeitung voraus. Mit den 3D-Sensoren schlägt ifm nun einen neuen Weg ein: In sogenannten Apps sind die Algorithmen einer Anwendungen bereits vollständig programmiert. Der Anwender muss sich dadurch gar nicht mit der 3D-Bildverarbeitung beschäftigen. Er erhält ein fertiges Produkt inklusive der bereits programmierten App. Dabei liefert ifm für jeden Anwendungsfall eine eigene App. Mit diesem Konzept erreicht das Unternehmen einen deutlich größeren Anwenderkreis für den 3D-Sensor. Das Einrichten der Apps ist nicht nur einfach sondern geht auch sehr schnell. So legt die App beispielsweise die optimalen Grenzwerte der Messungen während der Konfiguration selbstständig fest. In insgesamt drei Minuten ist die Konfiguration abgeschlossen und der Betrieb der Anlage kann starten. Bei der oben genannten Vollständigkeitskontrolle gibt der 3D-Sensor dann ein Schaltsignal aus, das signalisiert, ob das Gebinde vollständig ist oder nicht. Die Integration in eine übergeordnete Automatisierungslösung ist dann so einfach, wie die eines herkömmlichen Sensors mit Teach-In-Funktion.
Aktuell sind bereits zwei Apps fertig implementiert und werden mit dem 3D-Sensor ausgeliefert. Neben der Vollständigkeitskontrolle ist noch die Volumenbestimmung von quaderförmigen Objekten für die Lager-und Fördertechnik möglich. Der Algorithmus ermittelt Höhe, Breite und Länge des Objekts und leitet die Werte über Ethernet an das WMS-oder ein ERP-System weiter. Damit lassen sich dann die in der Logistik wichtigen Größen wie Volumen und Gurtmaß bestimmen. In einem automatisierten Lager kann die Kamera so erkennen, ob ein Parameter außerhalb der voreingestellten Grenzwerte liegt. Im Laufe der nächsten Monate werden weitere Apps folgen. Ziel ist es, die Anwendungen, die am häufigsten von den Kunden benötigt werden, in Form von Apps zur Verfügung zu stellen.
User Experience von der Bestellung bis zur Applikation
Das Konzept des 3D-Sensors mit fertig programmierten Apps erinnert sehr stark an aktuelle Elektronikgeräte aus dem Consumerbereich. Auch beim Smartphone steht eine ausgereifte Hardware zur Verfügung, die dann mit Hilfe entsprechender Apps die gewünschte Funktionalität zur Verfügung stellt. Aber nicht nur bei diesem Konzept orientiert sich ifm an aktuellen Consumer-Produkten – auch die gesamte User Experience soll vergleichbar sein. Diese beginnt bereits beim Bestellvorgang im Internet, bei dem der Anwender optimal durch die Auswahl des richtigen Produkts und des Zubehörs geführt wird. Auch die Verpackung der O3D spiegelt die wichtigen Eigenschaften wider: Wertigkeit und einfache Bedienung. So sind beispielsweise ein USB-Stick und ein Quick-Installation-Guide in der Verpackung enthalten. Auf dem USB-Stick befindet sich neben Beispiel-Videos zur Parametrierung auch die Software, mit der sich der 3D-Sensor konfigurieren und in Betrieb nehmen lässt. Auch auf Details wurde bei der Entwicklung Wert gelegt. So muss etwa die IP-Adresse des O3D nicht manuell eingetragen werden, ein Installa-tion-Wizard erkennt die angeschlossene Kamera automatisch. Anschließend kann der Anwender mit der Konfiguration der App beginnen. Nach maximal drei Minuten ist diese dann abgeschlossen und der 3D-Sensor betriebsbereit.
Gerade auf der kundenfreundlichen Installation und Bedienung lag bei der Entwicklung des 3D-Sensors ein Schwerpunkt. Externe Experten für Software-Usability und User Experience haben die Entwicklung von ifm unterstützt. Die Ergebnisse wurden dann in ausführlichen Testreihen bestätigt. Dabei wurden neben ifm-Kunden auch fachfremde Versuchspersonen herangezogen. So konnte die Bedienerfreundlichkeit deutlich optimiert werden. Als Resultat steht jetzt ein 3D-Sensor zur Verfügung, der sich ähnlich einfach installieren und konfigurieren lässt, wie ein aktuelles Smartphone.
Time-of-Flight-PMD-Technologie
Herzstück des 3D-Sensorsystems von ifm ist ein Photomischdetektor (PMD), dessen Funktionsprinzip auf dem Lichtlaufzeitverfahren (Time-of-Flight) beruht. Eine modulierte Quelle beleuchtet den Erfassungsbereich mit unsichtbarem Infrarotlicht. Der PMD-Sensor, der mit der Modulationsquelle gekoppelt ist, empfängt das reflektierte Licht und misst die Phasenverschiebung zwischen gesendetem und empfangenem Signal. Dadurch lässt sich die Laufzeit des Lichts und damit die Entfernung zum Objekt genau bestimmen. Der PMD-Sensor arbeitet mit einer integrierten aktiven Fremdlichtunterdrückung und bietet selbst bei schwierigen Lichtverhältnissen eine hohe Zuverlässigkeit.

KONTAKT

info

ifm electronic gmbh
Essen
Tel. 0201 2422-0
www.ifm.com
Anzeige
Festo: Digitalisierung

Smartenance

Die Digitalstrategie von Festo im Überblick

Video

So war das mit den Messen vor dem Auftauchen des Coronavirus: Blicken Sie mit uns zurück auf die SPS in Nürnberg...

Aktuelle Ausgabe
Titelbild elektro AUTOMATION 1
Ausgabe
1.2021
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Automation Award

Automation Award
Die Abstimmung für die nominierten Produkte läuft. Hier können Sie sich die Produkte ansehen und abstimmen!

Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de