Die Applikation entscheidet #####
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Analyse der Montagesituation
Die Klärung der mechanischen Integration des Vision-Sensors beginnt mit dem zur Verfügung stehenden Bauraum. Bei der Prüfung der Einbau-Situation darf auch der zusätzliche Raumbedarf für die montierten Steckverbinder nicht unberücksichtigt bleiben. Alternativen können Geräte mit Pigtail bieten, die es ermöglichen, die Steckverbinder an eine eventuell weniger kritische Position zu verlegen. Ähnlich wie in der konventionellen Sensorik haben sich hier industrie-taugliche M12-Rundsteckverbinder weitgehend durchgesetzt.
Weniger Beleuchtungsfläche resultiert aus einer kleineren Frontfläche. Folglich lassen sich der Bildkontrast und damit die Erkennungs-Zuverlässigkeit bereits mit dem mechanischen Einbau beeinflussen. Auch die Montageweise tangiert die Zuverlässigkeit des Ergebnisses, indem sie den Einfluss von Vibrationen, mechanischen Dejustagen und Verschmutzung verstärken oder aber minimieren kann.
Hinsichtlich der Optikfronten ist zu beachten, dass Glas-Oberflächen kratzfest, antistatisch und leichter zu reinigen sind. Dies bietet schon bei nur leicht staubigen Umgebungen Vorteile gegenüber transparenten Kunststoffen und verspricht im langjährigen Einsatz weniger Probleme. Für besonders raue Umgebungsbedingungen werden vereinzelt Umgehäuse angeboten. Hier empfiehlt sich oft die Prüfung einer eigenen, auf die speziellen Bedürfnisse der Anwendung zugeschnittenen Konstruktion.
Die Seele der Bildverarbeitung
Einer der Vorteile des Vision-Sensors ist die Integration der Optik und Beleuchtung. Die Kehrseite dieser Vereinfachung für den Anwender ist allerdings, dass die einmal gewählte Konfiguration kaum noch veränderbar ist. Zu den Grundparametern bei der Vorklärung einer Anschaffung gehören zudem der Arbeitsabstand und das notwendige Bildfeld, da ein Objektiv-Wechsel bei einem Vision-Sensor zumindest unüblich, wenn nicht sogar unmöglich ist. Das Bildfeld sollte nicht zu knapp bemessen werden, um auch mechanische Toleranzen bei der Objektlage oder durch die Gerätemontage zu berücksichtigen. Dank der vielfach vorhandenen Möglichkeit zur Fokussierung ist mit der Variation des Arbeitsabstandes eine abschließende Anpassung des Bildfeldes in eingeschränktem Maße gegeben.
Die Auswahl eines Vision-Sensors anhand des Bildaufnehmers erfolgt insbesondere unter den Gesichtspunkten Auflösung und Objektgeschwindigkeit; schließlich muss das für die konkrete Erkennungsaufgabe wesentliche Objekt-Detail im Bild hinreichend groß sein. Die Auflösung von Vision-Sensoren erreicht maximal etwa VGA(640 × 480 Pixel), fällt aber oft deutlich geringer aus. Dies hat seinen Sinn: Mehr Pixel bedeuten zwar eine höhere Detailgenauigkeit, aber eben auch eine längere Verarbeitungszeit im sensor-eigenen Prozessor.
Üblicherweise werden zur Vermeidung von Bewegungs-Unschärfen Progressive-Scan-CCD-Chips eingesetzt, während für langsam bewegte oder stationäre Objekte auch CMOS-Chips verwendet werden können.
Die Beleuchtung soll die zur Auswertung erforderlichen Unterscheidungsmerkmale im Bild mit hinreichendem Kontrast darstellen und störende Merkmale im Bild eher unterdrücken. Bei der Fach-Feinpositionierung in Hochregal-Lagern beispielsweise kann es darum gehen, ein Referenzloch im Regalblech unabhängig von der Farbe des Blechs kontrastreich darzustellen. Kratzer und Schlagmarken auf dem Blech dürfen die Auswertung jedoch nicht beeinträchtigen. Hierfür sind Stärke und Richtung der Beleuchtung mit ausschlaggebend.
Die Beleuchtung wird nicht umsonst als „Seele der Bildverarbeitung“ bezeichnet: Fehler in der Beleuchtung lassen sich in der Nachbearbeitung eines kontrastarmen oder inhomogen ausgeleuchteten Bildes oft nicht oder nur ungenügend ausgleichen. Im Detail ist zum Beispiel häufig eine Neigung des Vision-Sensors und damit der Beleuchtungsrichtung zur Objektebene nötig, um unerwünschte Reflexionen im Bild zu vermeiden.
Die integrierten Beleuchtungen der Vision-Sensoren reichen zumeist für Distanzen bis etwa 30 cm, um zum Beispiel einen Etikettenaufdruck mit hinreichendem Kontrast zu detektieren. Sind größere Arbeitsabstände nötig oder sollen bestimmte Objektstrukturen durch eher seitliche Beleuchtung hervorgehoben werden, lässt sich dies mit Zusatzbeleuchtungen erreichen. Weitere unter Umständen entscheidende Kriterien sind neben den optischen Eigenschaften der Beleuchtung ihr einfacher Anschluss und gegebenenfalls die notwendige Abschaltbarkeit der internen Beleuchtung des Vision-Sensors.
- Die Applikation entscheidet #####
- Die Applikation entscheidet
- Schnittstellen zur Steuerung
- Analyse der Montagesituation
