Flexibel zusammenstellbares Kamera-Portfolio Modularer Sensor mit integriertem Vision-Tool-Set

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Pepperl + Fuchs AG

Die Palette der Aufgaben reicht von der einfachen Codelesung bis zur Identifikation, Vermessung und Positionierung von beliebigen Objekten. Die kompakten kameragestützten Vision-Sensoren der Baureihe VOS von Pepperl+Fuchs erledigen all das auf der Grundlage einer einheitlichen Plattform von Hard- und Software.

Die Codelesung scheint auf den ersten Blick eine einfache Aufgabe zu sein. Schliesslich kann heute jedes Smartphone Bar- und Data­Matrix-Codes entschlüsseln. In industriellen Anwendungen dienen sie jedoch oft der Steuerung automatisierter Abläufe: Hohes Fördertempo, variable Zielobjekte, kontrast­arme Codes unterschiedlicher Codesymbologien, die mit Nadeln oder Laser direkt auf den Objekten aufgebracht sind, machen die schlichte Aufgabe zu einer optisch-technischen Herausforderung. Einfache Codeleser stossen hier schnell an die Grenzen ihres Funktionsumfangs.

Die Geräte der Baureihe VOS erledigen die Codelesung als kameragestützte Vision-​Sensoren. Sie verfügen über die optoelektronischen Voraussetzungen, um die Codes auch unter schwierigen Bedingungen zuverlässig zu erkennen und auszulesen. Dabei spielen Platzierung und Ausrichtung der 1D- und 2D-Codes keine Rolle; glänzende und spiegelnde Oberflächen werden durch optische Filter kompensiert. Die Software beherrscht alle gängigen Code-Symbologien.

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Die Geräte können mehrere Codes gleichzeitig erfassen und darüber hinaus in ihrer Qualität bewerten. Werden mehrere Geräte in derselben Anwendung benötigt, um zum Beispiel von verschiedenen Seiten auf die Zielobjekte zu blicken, wird eines von ihnen zum primären Sensor, die anderen sind dem Sekundärkreis zugeordnet. So kommuniziert die Steuerung nur mit dem primären Sensor, der die Signale sortiert und als valide Daten ausgibt. Für die Aufgabe der Codelesung ist das Modell VOS Ident optimiert.

Objekte erkennen, vermessen und positionieren

Bei den anderen drei Geräteserien der Baureihe markiert die Zahl in der Typenbezeichnung den zunehmenden Funktionsumfang: VOS1000, VOS2000 und VOS5000 beherrschen neben der Codelesung auch eine breite Palette komplexer Aufgaben im Bereich der 2D-Bildverarbeitung, wie Objektidentifikation, Lageerkennung und optische Vermessung. Alle Modelle besitzen das gleiche kompakte Gehäuse. Es enthält die Kamera mit Bildaufnahmechip und verstellbaren Objektiven sowie die Beleuchtung. Integriert sind ausserdem die automatische Bildauswertung, digitale Ausgänge und Ethernet-basierte Kommunikationsschnittstellen wie TCP/IP, Profinet und EthernetIP.

Formen und Konturen zu erfassen, kann eine einfache Aufgabe für einfache Sensoren sein – solange die Zielobjekte nicht variieren und gleichmässig ausgerichtet mit mässiger Geschwindigkeit im Erfassungsbereich ankommen. Doch dieser Idealfall wird zunehmend zur Ausnahme: In der Automatisierung der Lager- und Produktionslogistik ist immer mehr Flexibilität gefragt. Zumal auf dem Weg in Richtung Industrie 4.0 und Losgrösse eins muss die Automatisierungstechnik mit Vielfalt umgehen und eigenständig differenzieren können. Komplexe Vision-Systeme, die das per Definition beherrschen, sind jedoch für typische intralogistische Anwendungen viel zu aufwendig in der Anschaffung wie in der Integration.

Das breite Spektrum zwischen dem einfachen optischen Sensor mit minimalem Funktionsumfang und dem aufwendigen Bildverarbeitungssystem decken die kameragestützten 2D-Vision-Sensoren der Baureihe VOS ab. Sie erledigen Aufgaben wie die Anwesenheits- und Vollständigkeitsprüfung, Standortbestimmung, 2D-Bildverarbeitung und 2D-Positionierung in der x- und y-Achse, Form- und Farberkennung, Raumüberwachung, Vermessung von Konturen sowie neben dem Lesen von Codes auch das Lesen von Texten (OCR).

Vielfältige Module auf einheitlicher Plattform

Die modular aufgebaute Baureihe bietet ein umfassendes Zubehör-Portfolio. Darin sind unter anderem hochpräzise Industrieobjektive mit C-Mount-Verschluss und verschiedenen Brennweiten enthalten. Sie erlauben es, bei geringer Verzeichnung das grösstmögliche Sichtfeld zu wählen, passend zum Mess­abstand, zum Prüfkriterium sowie zur Grösse des Messobjekts. Fokus und Blende lassen sich manuell einstellen.

Für die Beleuchtung gibt es ebenfalls eine ganze Reihe von Optionen: Geräte mit integriertem Ringlicht oder externe Beleuchtung. Mit dem Zubehör für besondere Anforderungen können seitliche oder rückseitige Beleuchtung sowie Hell- und Dunkelfeldbeleuchtung eingerichtet werden. Mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln lassen sich selbst sehr breite und sehr kompakte Sichtfelder optimal ausleuchten. Maximale Lichtleistung und fremdlichtsichere Detektion unabhängig vom Messabstand werden vom integrierten Blitz-Controller gewährleistet. Objekte und Codes werden dank sehr kurzer Blitzzeiten auch bei schneller Bewegung zuverlässig erfasst.

Eine weitere Besonderheit bildet der lizenzkostenfreie Software-Werkzeugkasten, der bei den Geräten der Baureihe zum Liefer­umfang gehört. In ihm finden sich fertig programmierte Tools für die meisten typischen Anwendungen. Dazu gehört zum Beispiel die graphische Parametrierung anhand eines Referenzbildes. Die dynamische Einlernfunktion und eine Nullpunkt-Referenzierung stehen für das Hinzufügen neuer Objektformen im Prozess zur Verfügung. Auf dieser Basis können die Daten etwa zur Lagebestimmung von Objekten beim Sortieren und Verpacken mit Robotern genutzt werden. Durch Kombination mehrerer Tools können verschachtelte Messaufgaben erledigt werden, zum Beispiel, indem man Codelesung und Formerkennung verbindet. Das Format der Datenausgabe ist flexibel und kann an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Kostenpflichtige Zusatzsoftware wird in den meisten Fällen nicht mehr benötigt.

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