Wachsende Fähigkeiten: Vision-Sensoren lösen komplexe Aufgaben

Vision-Sensoren sind heute so leistungsfähig, dass sie in der Lage sind, komplexe Aufgaben zu lösen. Mithilfe moderner Prozessor-Technologien wie dem FEX-Prozessor von Baumer können sie auch PC-basierte Systeme ersetzen. In der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie werden Kennzeichnungen häufig über einen direkten Aufdruck auf das Produkt oder eine Etikettierung realisiert. Doch trotz ganz unterschiedlicher Drucktechnologien und Etikettierungen für verschiedene Oberflächen und Materialien lassen sich Fehler nicht immer vermeiden. Deshalb ist eine nachfolgende externe Kontrolle des korrekten Druckes notwendig. Nur damit kann der Anwender sicherstellen, dass der Aufdruck nicht verschmiert, zu schwach oder gar nicht vorhanden ist. Die Toolbox der VeriSens Vision Sensoren der Serie 1800 (Bild 3) enthält einen Bar- und Matrixcodeleser, eine integrierte Zeichenerkennung (OCR), konturbasierte Funktionen, photometrische Merkmale und Objektnachführungen (vgl. Kasten). Mit diesen Fähigkeiten können sie für die externe Kontrolle von Aufdrucken und Etiketten verwendet werden. Spezielle Erfahrungen im Umgang mit Bildverarbeitungssystemen sind nicht notwendig. Der Anwender kann die Vision-Sensoren über die TCP/IP-Ethernetschnittstelle konfigurieren. Die Visualisierung der Ergebnisse ist über eine vom Sensor bereitgestellte Webseite mittels Webbrowser möglich. In wenigen Schritten parametriert Da der Anwender bis zu 32 Werkzeuge in einer Prüfvorschrift kombinieren kann, ist der Vision-Sensor in der Lage, zahlreiche Details in einer Prüfaufgabe zu prüfen. Der Vision-Sensor kann bis zu 255 dieser Prüfvorschriften für unterschiedliche Aufgaben speichern. Müssen Jobs umgeschaltet oder neue Bezugsgrößen eingelernt werden, erfolgt dies über die digitalen Schnittstellen oder per Steuerungsbefehl über die Datenschnittstelle (RS485 oder TCP/IP). Die Steuerung kann so zu den kontrollierenden Text oder den Inhalt von Codes direkt an den VeriSens senden, damit der Inhalt dort intern mit dem gelesenen Text/Code verglichen wird. Schwankende Lichtverhältnisse Da im Bild Helligkeitsunterschiede häufig direkt ausgewertet werden, können schwankende Lichtverhältnisse die Kontrolle mittels Vision-Sensoren oder Bildverarbeitungssystemen stören. Obwohl die Form des zu kontrollierenden Aufdrucks konstant ist, können mit der Änderung von externer Beleuchtung oder Helligkeit variieren – und damit auch die Ergebnisse der automatisierten Kontrolle. Die VeriSens Vision-Sensoren arbeiten mit dem konturbasierten Baumer FEX-Prozessor. Dieser verwendet die neueste FPGA-Technologie, berechnet in Echtzeit alle Konturen und Kanten mit Subpixelgenauigkeit und ermöglicht so eine stabile formbasierte Inspektion (Bild 2). Mit diesem konturbasierten Ansatz arbeitet der Vision-Sensor unempfindlich gegenüber Helligkeitsschwankungen im Umgebungslicht bzw. stabil gegenüber unterschiedlichen optischen Objektoberflächeneigenschaften. Zu­dem kann der Vison-Sensor mithilfe der Konturen auch Aufdrucke mit geringem Kontrast gegenüber dem Hintergrund erfassen. Neben der Objektgeometrie kann der Anwender so die Position und Lage eines Objektes überprüfen. Anhand der Grauwerte können weitere Oberflächenmerkmale bestimmt werden. Selbst Hochgeschwindigkeits-Anwendungen mit 50 Auswertungen pro Sekunde sind möglich. Im Beispiel von Bild 1 ist die Inspektion von Etiketten in der Verpackungsindustrie zu sehen. Konturtoleranzen Mithilfe des grafischen Kontureditors kann der Anwender nicht relevante Konturen entfernen oder an eine ideale, im Mittel der zu kontrollierenden Aufdrucke auftretende Position setzen. Außerdem bietet der Vision-Sensor eine einstellbare Toleranz, mit der die Position eines Aufdrucks pixelgenau an einer Position kontrolliert werden kann. Durch den integrierten Baumer FEX-Prozessor stellen VeriSens Vision-Sensoren Konturen in Prüfaufgaben in Echtzeit bereit. Komplexe Bildverarbeitungssysteme können so durch einfach zu bedienende Vision-Sensoren ersetzt werden. Kasten: VeriSens 1800 – Fähigkeiten – Die Bar- und Matrixcodereader bieten eine automatische Codeerkennung. Damit können Aufdrucke identifiziert werden. Die Qualität der gelesenen Codes kann nach internationalen Standards bewertet werden. – Mithilfe der integrierten Zeichenerkennung (OCR) kann der Anwender Aufdrucke wie Datumsangaben und Produktcodes überprüfen und ausgeben. Der Vision-Sensor kann durch optimierte und direkt einsetzbare Fonts sowohl serifenlose Schriften als auch Dot-Matrix-Fonts lesen. Ein aufwendiges Training der Fonts ist nicht notwendig. – Konturbasierte Funktionen ermöglichen die Überwachung der Vollständigkeit von Zeichen und Symbolen und der Position von Etiketten. – Die Vision-Sensoren sind in der Lage, für die Druckqualität photometrische Merkmale wie Grauwert, Flächenauswertungen und Kontrast zu kontrollieren. – Die Geräte können Objektnachführungen durchfürhen und damit Positionsschwankungen ausgleichen.