Das Positioniersystem ist für typische Industrieanwendungen mit Schwerpunkten auf der Förder- und Lagertechnik konzipiert. Es ist flexibel, hat eine hohe Auflösung und ist robust gegenüber Verschmutzung und Beschädigung der Codes. Ermöglicht wird dies durch die Verwendung des Data-Matrix-Codes in einem Positioniersystem, der – anders als der verbreitete Barcode – die Informationen in zwei statt einer Dimensionen speichert und somit eine ungleich höhere Informationsdichte liefert. In Verbindung mit moderner Bildverarbeitungstechnologie bildet das System mit der Bezeichnung PCV (Positioning Coded Vision) ein hochauflösendes Positioniersystem, von dem man überall dort profitiert, wo eine hochgenaue Positionierung entlang eines großen Verfahrweges gefragt ist. Darüber hinaus ist neben der Positionsbestimmung in X-Richtung auch die Auswertung von Höheninformationen (Y-Richtung) möglich. Kamerasystem tastet Codeband ab Ein 2D-Kamerasystem mit integrierter LED-Beleuchtung, Mikroprozessorauswertung und RS485-Schnittstelle liest die auf einem Codeband in zwei übereinanderliegenden Reihen aufgedruckten quadratischen Data-Matrix-Codes, decodiert diese und gibt die X- und Y-Position an eine entsprechende Steuerung weiter. Das in Einheiten von jeweils 100m Länge erhältliche Codeband befestigt man entlang des Verfahrweges, während die Kamera auf dem beweglichen zu positionierenden Maschinenelement montiert wird. Sowohl horizontaler als auch vertikaler Betrieb ist möglich, z.B. in einem Hochregallager eines Automobilherstellers. Daneben beherrscht das Data-Matrix-Positioniersystem Kurven und bis zu 30%-ige Steigungs- bzw. Gefällestrecken. Da der Abtastvorgang berührungslos und verschleißfrei abläuft sowie keine beweglichen Komponenten und Laserdioden im Spiel sind, hat das System von Pepperl+Fuchs eine hohe Ausfallsicherheit und eine lange Lebensdauer. Einen wesentlichen Beitrag zu den Eigenschaften des PCV-Systems leistet der Data-Matrix-Code, der quasi eine Weiterentwicklung des Barcodes ist. Der Data-Matrix-Code wurde Ende der 1980er-Jahre entwickelt, um in der Luft- und Raumfahrt sicherheitsrelevante Teile mit einer weltweit eindeutigen Seriennummer zu kennzeichnen. Seine Leistungsfähigkeit überzeugte auch die Automobilindustrie, die ihn bald einführte. Seither verdrängt der zweidimensionale Data Matrix Code mehr und mehr den eindimensionalen Barcode. Data Matrix Code: Informationen im \’Pixelchaos\‘ Durch Begrenzungsmuster wie den schwarzen Balken am linken und unteren Rand (Finder) sowie das \’Alternatingpattern\‘ rechts und oben lassen sich die quadratischen Data-Matrix-Codes leicht erkennen bzw. auffinden. Die Informationen sind in der innen liegenden Pixelmatrix gespeichert. Sie enthalten fünf Nutzbytes und sieben Fehlerkorrekturbytes. Für Lesesicherheit sorgt das Codeschema mit seiner Datenredundanz. Der beim PCV-System verwendete ECC200-Code (Error Checking and Correction Algorithm) ist die derzeit am sichersten lesbare Data Matrix Variante. Barcodes bieten lediglich eine Fehlererkennung per Prüfziffer. Lesefehler werden dabei zwar erkannt, eine Korrektur bzw. Datenwiederherstellung ist allenfalls durch wiederholtes Lesen desselben Codeabschnitts möglich. Spätestens bei Code-Unterbrechnungen, Beschädigungen und Verschmutzung muss der Barcode jedoch passen. Der Data-Matrix-Code dagegen ermöglicht die Rekonstruktion teilweise verschmutzter oder beschädigter Informationen. Da die PCV-Kamera stets sechs Data-Matrix-Codes gleichzeitig erfasst, haben die Pepperl+Fuchs-Entwickler die Redundanz des Systems weiter erhöht, sodass auch Lesesicherheit, Toleranz und Flexibilität verbessert wurden. Frühwarnsystem: Blick in die Zukunft Für die Praxis ergeben sich daraus etliche konkrete Vorteile wie geringer Platzbedarf, Montagefreundlichkeit und ein integriertes Frühwarnsystem. Mit nur 25mm zählt das Codeband zu den schmalsten, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind. Außerdem darf es stellenweise bis zu 20mm ohne Rücksicht auf die Position unterbrochen werden. So entsteht wichtiger Freiraum für konstruktive Maßnahmen, wie z.B. Stromschienenhalterungen der Elektrohängebahnen oder andere notwendige Details. Zudem bietet es eine Früherkennung von Verschmutzung bei Optik und Codeband. Durch die Auswertung der ISO/IEC15415-Qualitätsparameter erkennt das System vor einem möglichen Ausfall kritische Verschmutzungszustände und sendet über das Protokoll und einen separaten DC-PNP-Schaltausgang eine Warnmeldung, bevor es zu einem Ausfall kommt. Die Datendichte und geringe Codebreite ermöglichen in Verbindung mit einem kleinen Lesefenster der verwendeten Kamera enge Kurvenradien ab 0,1m. 10km Codelänge: Reserven für große Anlagen Schränken sich besonders große Verfahrwege und hohe Auflösungen bei absolutmessenden Positioniersystemen normalerweise gegenseitig ein, so liefert das Data-Matrix-Positioniersystem eine hohe Codelänge bei gleichzeitig hoher Auflösung. Das System ist in der Lage, diskrete Positionen auf einer Gesamtstrecke von 10.000m bei einer Auflösung von ±0,1mm, ±1mm oder ±10mm zu unterscheiden. Mit diesen Leistungsdaten, Verfahrgeschwindigkeiten bis 12,5m/s sowie Kurven- und Steigungsfähigkeit eröffnen sich für das System zahlreiche Einsatzmöglichkeiten überall in der Logistik, Förder- und Lagertechnik, z.B. bei Elektrohängebahnen (EHB), an großen Portalkranen, Verlade- und Transporteinrichtungen oder Hochregallagern. So können Elektrohängebahnen in der Automobilindustrie beachtliche Ausdehnungen erreichen und zahlreiche Verzweigungen und Parallelstrecken einschließen. Zu den typischen Aufgaben eines Positioniersystems gehört es, an definierten Positionen Schaltvorgänge auszulösen. Das PVC-System stellt für diesen Zweck bis zu 1.000 verschiedene Event-Marker zur Verfügung, die man an den gewünschten Stellen als Spezial-Code über das normale Codeband klebt. Trifft die Leseeinheit auf einen Event-Marker, wird das entsprechende Ereignis in Echtzeit ausgelöst. Ferner besteht die Möglichkeit, Höheninformationen zu codieren und auszuwerten, denn ein Codeband trägt stets (mindestens) zwei übereinananderliegende Codereihen. Je nach Anwendung kann dies an Steigungs- oder Gefällestrecken sinnvoll sein. Servicearbeiten: per Codekarten parametrierbar Die Verwendung moderner Technologien vereinfacht beim Data-Matrix-Positioniersystem die Installation und die Inbetriebnahme. Das laminierte, chemisch resistente Codeband ist selbstklebend und lässt sich leicht verlegen. Die integrierte Ausrichthilfe im Lesekopf stellt die korrekte Ausrichtung relativ zum Codeband sicher. Neben der Konfigurations-Software für den PC hat Pepperl+Fuchs die Möglichkeit vorgesehen, das System über Codekarten zu parametrieren, indem man diese im Parametriermodus einfach vor die Optik hält. Die Codes lassen sich vom Anwender selbst ausdrucken, sodass das Bedienpersonal häufig benötigte Codes ständig bei sich tragen kann. Ein ständiges Mitführen kostspieliger Programmier-Hardware wie Notebooks ist damit überflüssig.
Pepperl+Fuchs SE
