Das Auge der Maschine

Industrielle Bildverarbeitung mit intelligenten Kameras

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Mit intelligenten und vollständig integrierten Kameras steigt B&R in den Vision-Markt ein. Die Kameras stehen wahlweise mit integrierten LED-Lichtern zur Verfügung. Bild: B&R Industrie-Elektronik
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Mit einer Vision-Lösung, die nahtlos in die Automatisierung eingebunden ist, hebt B&R die Integration der Bildverarbeitung auf ein neues Level. Kameras, intelligente Bildverarbeitungsalgorithmen und ein innovatives Beleuchtungsportfolio sind integraler Bestandteil des Steuerungssystems. Damit kann jeder Automatisierungstechniker einen großen Teil der Anwendungsfälle in der industriellen Bildverarbeitung selbst beherrschen.

Herzstück der Vision-Lösung sind die intelligenten Kameras Smart Sensor und Smart Camera. Mit dem Smart Sensor ist es möglich, eine einzelne Bildverarbeitungsfunktion umzusetzen. Hierzu gehört beispielsweise die QR-Code- oder Lageerkennung. Im Gegensatz zu vielen Geräten dieser
Klasse ist nicht für jede Funktion eine eigene Hardware erforderlich. Der Anwender konfiguriert die Funktion des Smart Sensors je nach Bedarf in der Automatisierungssoftware Automation Studio. Für unterschiedliche Anwendungsfälle muss der Maschinenbauer nur einen Kameratyp vorrätig halten.

Skalierbare Hardware

Wird mehr als eine Funktion benötigt, ist ein Umstieg auf die leistungsfähigere Smart Camera einfach möglich. Die bisherige
Applikationssoftware sowie alle bereits ermittelten Parameter und Modelle lassen sich weiter verwenden. Unabhängig vom Kameratyp ist die Installation denkbar einfach: Die Kamera wird an das Maschinennetzwerk angeschlossen und erhält automatisch alle benötigten Einstellungen von der Steuerung.

Wenn gewünscht und in der Benutzerverwaltung freigeschaltet, lassen sich sämtliche Variablen und Parameter auch zur Laufzeit und in Echtzeit anpassen. Zudem können zur Laufzeit neue Modelle für die Objekterkennung ergänzt oder Codetypen und andere Suchkriterien geändert werden. Beide
Kameratypen verfügen über Mehrkernprozessoren und eine integrierte FPGA-Bildvorverarbeitung. Dadurch werden anspruchsvolle Funktionen wie Texterkennung auf
der Basis von Deep-Learning-Algorithmen möglich.

Hohe Bildqualität

In allen Hardwarevarianten stehen jeweils drei Bildsensoren von 1,3 bis 5 MP zur
Verfügung. Alle drei Sensoren zeichnen sich durch große Pixel, eine hohe Lichtempfindlichkeit und geringes Rauschen aus. Das
garantiert eine sehr gute Bildqualität – auch bei Highspeed-Applikationen.

Es gibt zwei Gehäusevarianten der Kameras: mit integriertem Objektiv oder mit standardisiertem C-Mount-Anschluss. An diesen lassen sich entweder B&R-Objektive oder Optiken von Drittherstellern montieren – beispielsweise wenn telezentrische Optiken benötigt werden.

Für die C-Mount-Objektive von B&R steht eine spezielle Abdeckung zur Verfügung,
damit die Schutzklasse IP 67 erhalten bleibt. Die integrierten Objektive verfügen über
einen elektronischen Fokus und stehen in Brennweiten von 4,6 bis 25 mm zur Verfügung. Alle B&R-Objektive sind speziell für die verwendeten Bildsensoren optimiert, um maximale Schärfe und optimale Abbildungsleistungen zu erreichen.

Die Kamera benötigt lediglich ein Kabel. Über einen M12-Hybridanschluss wird sie in das Maschinennetzwerk eingebunden und gleichzeitig die Stromversorgung mit 24 V(DC) sichergestellt. Ein zweiter Hybridanschluss ermöglicht eine einfache Daisy-Chain-Verkabelung mit der Beleuchtung.

Das optimale Licht für jede Situation

B&R hat ein innovatives Beleuchtungssystem für seine Vision-Lösung entwickelt und zum Patent angemeldet. Die Lichtansteuerung wird im Sub-µs-Bereich mit dem Automatisierungssystem synchronisiert. Mit den modularen Barlights und Backlights lassen sich auch schwierige Lichtsituationen beherrschen. Licht und Kamera sind integraler Bestandteil der Maschinenapplikation. Die Synchronisierung mit Sensoren, Motorpositionen oder Maschinenevents wird einfach in der Maschinenapplikation parametriert. Auch bei Kombinationen mehrerer Kameras und Beleuchtungsquellen wird bei der Lichtansteuerung eine Präzision von einer Mikrosekunde erreicht. Jede Leuchte verfügt über einen integrierten Blitzcontroller, externe Hardware ist nicht erforderlich. Die flexiblen Barlights stehen einzeln oder als 4-, 6- und 8-fach-Ringleuchte zur Verfügung. Zudem gibt es zwei unterschiedliche Backlight-Größen. Jede Leuchte lässt sich mit bis zu vier unterschiedlichen LED-Farben ausstatten. Das Spektrum reicht von Weiß über mehrere sichtbare Farben bis hin zu Infrarot und Ultraviolett. Dadurch lassen sich Kontrast, Lichtfarbe, Ausleuchtung und Belichtungsstärke optimal für die jeweilige Anwendung anpassen.

Hochperformante Lösungen

Mit dem Upgrade auf Automation Studio 4.6 steht jetzt der volle Funktionsumfang von Mapp Vision zur Verfügung. Bei der
Installation des Technologiepakets wird
automatisch die korrekte Firmware auf alle benötigten Komponenten installiert. Das vereinfacht die Konfiguration wesentlich und beugt Fehlern vor. B&R hat in Mapp Vision die Machine-Vision-Bibliothek Halcon von MVTec integriert. Die Algorithmen sind bewährt und ermöglichen robuste, hochperformante Lösungen zur Positionsbestimmung, Vollständigkeitskontrolle, Qualitätsbewertung, Vermessung und Identifikation.

Mapp Vision umfasst unter anderem folgende Funktionen:

  • Identifikation – mehr als 40 Codetypen
  • OCR-Erkennung – Schrifterkennung mit Deep-Learning-Algorithmus
  • Blob-Analyse – modellbasierte Flächenerkennung mit umfangreicher Analyse
  • Matching – flexible Objekterkennung
  • Metrology – leistungsfähiges und hochgenaues Messinstrument

www.prozesstechnik-online.de

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Die Vision-Lösung von B&R ist in vielen unterschiedlichen Anwendungen einsetzbar
Bild: B&R Industrie-Elektronik


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