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Maschinelles Sehen

Spiegel-Leser sehen mehr

26. November 2014, 8:53 Uhr | Ralf Higgelke

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Polarisationsfilter eliminiert Reflexionen

Eine typische Schwachstelle optischer Sensoren sind Beeinträchtigungen durch ungünstige Reflexionen, die sowohl von Fremdlicht als auch von der eigenen Kamerabeleuchtung herrühren können. Spiegelungen lassen sich selten hundertprozentig ausschließen, denn sie sind von etlichen Faktoren abhängig. Dazu gehören der Lesewinkel des Codelesers, der Winkel der Lichtquelle sowie die Ausrichtung und Beschaffenheit der Oberfläche auf der sich der zu erfassende Code befindet. Als besonders schwierig einzustufen sind demnach Codes, die sich auf runden, gewölbten oder zylinderförmigen Gegenständen aus spiegelnden Materialien befinden, zum Beispiel Metallkugeln oder Metallrohre. Denn hier können in einer Lesung stets verschiedene Lesewinkel gleichzeitig auftreten.

Um fehlerhafte Lesungen in solchen und ähnlichen Konstellationen auszuschließen, haben die Entwickler von Pepperl+Fuchs den OPC120P mit einer neuartigen Polarisationsfiltertechnik ausgestattet. Sie eliminiert schädliche Spiegelungen, sodass sich sogar Codes auf stark reflektierenden Oberflächen wie Metallen, Kunststoffen, Leiterplatten oder unter Folien sicher lesen lassen.

Der recht große Leseabstandsbereich von 70 mm bis 180 mm trägt wesentlich zur Leistungsfähigkeit und Flexibilität des Vision-Sensors bei. Der OPC120P ist in der Lage, Codes auf reflektierenden Oberflächen und in verschiedenen Entfernungen zu lesen, ohne den Sensor mechanisch umfokussieren und dessen Parameter ändern zu müssen. Weder seitliche Zusatzbeleuchtungen, noch einstellbare Optiken sind erforderlich, wie es bei anderen Lesegeräten in schwierigen Situationen oft nötig ist.

Zahlreiche weitere Eigenschaften der Vision-Sensoren tragen dazu bei, die Ausfallsicherheit und Produktivität von Maschinen zu erhöhen. Die Codeleser erkennen nicht nur ein- und zweidimensionale Codes, sondern können darüber hinaus die Anwesenheit von veränderlichen Texturen und statischen Grafiken überprüfen. Die Funktion »Anwesenheitserkennung« stellt sicher, dass sich veränderliche Texturen wie Haltbarkeits- und Herstellungsdaten wirklich an einer vordefinierten Stelle befinden, beispielsweise auf Lebensmittelverpackungen. Über die sogenannte Logoerkennung wiederum lassen sich unveränderliche Merkmale wie Firmenlogos erkennen und überprüfen. Ebenso beherrscht das System auch das Lesen langer Codes durch Multiaufnahmen, wenn er mit langen Codes konfrontiert wird, die nicht auf eine Aufnahme passen. Bis zu sechs aufeinanderfolgende Aufnahmen setzt das Gerät automatisch zusammen und kann so extrem lange Codes oder solche auf runden Gegenständen dekodieren.

Schnittstellenvielfalt

Vielfach müssen mehrere Codes bei einer Applikation gelesen werden. Der OPC120 kann bis zu vier Codes in einer einzigen Bildaufnahme lesen (siehe Anfangsbild) Zudem können nicht nur Codes gelesen, sondern auch bis zu vier Aufgaben wie zum Beispiel die Anwesenheits- und Logoerkennung bei einer Bildaufnahme durchgeführt werden.

Der OPC120 ist mit allen wichtigen Schnittstellenvarianten erhältlich, damit einer reibungslosen Integration in Anlagen und Maschinen nichts entgegensteht. Dazu zählen RS-232, digitale Ein-/Ausgänge, Anschlussmöglichkeit für einen Drehgeber oder Trigger-Sensor, Ethernet TCP/IP und als neueste Ergänzung nun auch Profinet. Das Industrial-Ethernet unterstützt eine Übertragungsrate von 100 MBit/s und erfüllt die Echtzeitanforderungen gemäß Profinet IO Real-Time Conformance Class A.

Zudem haben die Entwickler gleich einen 2-Port-Switch integriert, der direkt zum nächsten Profinet-Device weiterverbindet. Damit lassen sich ohne zusätzliche Feldanschaltungen beziehungsweise Switches Vernetzungen in Linientopologie realisieren. Sämtliche Konfigurationseinstellungen des Vision-Sensors sind via Profinet erreichbar, wobei als Front-End zum Parametrieren die Windows-Software »Vision Configurator« dient. Zu den weitergehenden Möglichkeiten der Codeleser gehören Zugriff auf den Fehlerbildspeicher, Ausgabe der Code-Qualität sowie die Manipulation und Formatierung der Ergebnis-Strings.