Flexibel zusammenstellbares Kamera-Portfolio Kompaktgerät für Einsatz in unterschiedlichen Anwendungen

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Pepperl + Fuchs AG

FAULHABER SA

Wie lässt sich Warenbewegung vollautomatisch und dabei möglichst flexibel erfassen? In der Produktions- und Lagerlogistik werden Lösungen benötigt, die auf variable Anforderungen reagieren können, ohne selbst hochkomplex zu sein. Pepperl+Fuchs hat mit der Baureihe VOS kameragestützte Vision- Sensoren auf den Markt gebracht, die eine breite Palette unterschiedlicher Aufgaben erledigen können.

Grundfunktion Codelesung

Die charakteristischen Balken der Barcodes und die Data-Matrix-Quadrate sind in der Warenwirtschaft heute allgegenwärtig. Die Objektidentifizierung durch solche Codes gehört dort zu den häufigsten Standardanwendungen. Für das Auslesen der 1D- und 2D-​Codes werden oft technisch sehr einfache Scanner eingesetzt. Solange die Objekte einigermassen geordnet in den Erfassungsbereich gelangen und die Codes gleichmässig ausgerichtet sind, reichen solche Geräte aus.

In vielen intralogistischen Prozessen gibt es diese Gleichförmigkeit aber nicht mehr. Nicht zuletzt mit dem Trend zu IoT und Industrie 4.0 nimmt die Variabilität in den Abläufen zu, es sind immer mehr «ungeordnete» Prozessschritte zu bewältigen. So kann das Auslesen eines Codes, zumal bei hohem Durchsatz und vielfältigen Zielobjekten, zu einer hochkomplexen Anforderung werden. Hohes Tempo, unterschiedliche Code-Symbologien sowie optische Einflüsse wie unregelmässige Farbkontraste oder glänzende Oberflächen überfordern den einfachen Scanner.

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Die Kameras der VOS-Sensoren sind für den Umgang mit solchen Aufgabenstellungen konzipiert. Die Geräte bieten für die Codelesung einen breiten Funktionsumfang: Glänzende und spiegelnde Oberflächen werden durch optische Filter kompensiert; in der Software sind alle gängigen Code-Symbologien hinterlegt; die Erfassung funktioniert unabhängig von Platzierung und Ausrichtung des Codes. Mehrere Codes können gleichzeitig erfasst und in ihrer Qualität bewertet werden.

Werden mehrere Sensoren zur Codelesung verwendet – zum Beispiel zur Erfassung von verschiedenen Seiten –, übernimmt ein Gerät die Primärfunktion. Die anderen Geräte sind dem Sekundärkreis zugeordnet, ihre Signale werden vom primären Sensor sortiert. So erhält die Steuerung nur valide Daten aus einer einzigen Quelle.

Modulares Konzept, viele Funktionen

Für das Auslesen von Codes ist das Modell VOS Ident optimiert. Bei den drei weiteren Grundgeräten verweist die aufsteigende Zahl in der Typenbezeichnung auf den zunehmenden Funktionsumfang: VOS1000, VOS2000, VOS5000. Die Sensoren sind alle im gleichen kompakten Gehäuse untergebracht. Es enthält die Kamera mit Bildaufnahmechip und verstellbaren Objektiven, die Beleuchtung sowie die integrierte Auswertung, digitale Ausgänge und Kommunikationsschnittstellen. Zahlreiche Ausstattungsoptionen erlauben die mechanische und optische Anpassung an unterschiedlichste Anwendungen.

Die VOS-Modelle 1000, 2000 und 5000 können neben der Codelesung zahlreiche weitere Aufgaben übernehmen. Eine davon ist die Identifikation von Objekten anhand von Formen und Konturen, wie sie für Pick-and-​Place-Anwendungen oder zur Positionierung von Bauteilen in einem Montageprozess benötigt wird. Auch hier spielt das Bewältigen von Komplexität und Variabilität eine zentrale Rolle.

Gleichartige Produkte, die zuverlässig gleich ausgerichtet auf dem Förderband liegen, können auch von relativ einfachen Sensoren erfasst werden. Mit zunehmender Variabilität ist aber auch hier eine entsprechende Differenzierungsfähigkeit vom Sensor gefordert. Für eine derartige «intelligente» Erfassung wurden bisher meist komplexe und kostspieligen Vision-Systeme benötigt. Im Vergleich zu diesen sind die VOS-Geräte technisch kompakter und wesentlich einfacher zu integrieren. Zugleich verfügen sie über den erforderlichen Funktionsumfang.

Parametrierung und Toolkit

Zum Lieferumfang der VOS-Baureihe gehört ein lizenzkostenfreier Software-Werkzeugkasten, der fertig programmierte Tools für zahlreiche typische Anwendungen enthält. Damit kann man zum Beispiel das Gerät anhand eines Referenzbilds graphisch parametrieren. Verschiedene Tools lassen sich zu einer Messaufgabe zusammenführen, etwa indem man eine Codelesung mit einer Form­erkennungsroutine verbindet.

Ein Tool liefert zum Beispiel Daten zur Lagebestimmung von Objekten für das Sortieren und Verpacken mit Robotern. Die Software kann verschiedenartige Objekte im selben Prozess verarbeiten: Eine dynamische Einlernfunktion oder die Nullpunkt-Referenzierung dient der Einführung neuer Objektformen. Auch das Format der Datenausgabe lässt sich an spezifische Erfordernisse anpassen. Die Tools decken praktisch alle in Frage kommenden Anwendungen ab, kostenpflichtige Zusatzsoftware wird nicht benötigt.

Hardware-Optionen

Das modular aufgebaute Portfolio von Hardwarekomponenten enthält unter anderem hochpräzise Industrieobjektive mit C-Mount-​Verschluss und verschiedenen Brennweiten. Sie können je nach Messabstand, Objektgrösse und Prüfkriterium passend gewählt werden. Neben dem integriertem Ringlicht stehen auch externe Beleuchtungsoptionen zur Verfügung, einschliesslich seitlicher und rückseitiger, Hell- und Dunkelfeldbeleuchtung.

Es gibt unterschiedliche Öffnungswinkel für verschiedene Sichtfeldgrössen. Für die fremdlichtsichere Detektion sorgt ein integrierter Blitz-Controller. Glänzende und transparente Oberflächen werden mit Polarisations- und Diffusionsfiltern erkennbar gemacht.

Die Software bietet zahlreiche Möglichkeiten für die Parametrierung, darunter zum Beispiel die graphische Einstellung des Sensors anhand von Referenzbildern sowie die Einrichtung logischer Verknüpfungen. Schnittstellen, Schaltausgänge, Datenformat und -ausgabe können spezifisch an die Anwendung angepasst werden.

Es genügen wenige Schritte, um einen gespeicherten Job vom bereits vorhandenen auf einen neu installierten Sensor zu übertragen. Zwischen unterschiedlichen Jobs in derselben Anwendung kann man dynamisch umschalten. Sensortausch, Inbetriebnahme und Job-Management lassen sich mit der intuiti­ven Benutzerführung auf der Bedienoberfläche einfach und schnell vollziehen. Zwischen dem Parametriermonitor und dem Applikationsmonitor kann man per Fernzugriff wählen.

Neben dem Live-Bild wird in der Applikationsansicht auch das aktuelle Messergebnis angezeigt. Prozess- und Fehlerbilder können von der Kamera zwischengespeichert oder automatisch übertragen werden. Mit diesen Optionen lassen sich Diagnose, Optimierung und Historienanalyse ebenfalls aus der Ferne durchführen.

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