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Automation und Vision integriert

01 Die Kameras von B&R gibt es auch in einer Variante mit integrierter Beleuchtung. Die Objektive verfügen über einen elektronischen Fokus und sind in Brennweiten von 4,6 mm bis 25 mm erhältlich

01 Die Kameras von B&R gibt es auch in einer Variante mit integrierter Beleuchtung. Die Objektive verfügen über einen elektronischen Fokus und sind in Brennweiten von 4,6 mm bis 25 mm erhältlich

02 Integration der Vision-Systeme in das Powerlink-Netzwerk

02 Integration der Vision-Systeme in das Powerlink-Netzwerk

03 Der Mapp-Baukasten umfasst auch einen Vision-Baustein

03 Der Mapp-Baukasten umfasst auch einen Vision-Baustein

Vor einem Jahr hatte B&R den Einstieg in die Bildverarbeitung angekündigt. Als Besonderheit wurde damals schon die vollständige Integration der Vision-Technologie in das Automatisierungssystem genannt. Auf der SPS IPC Drives 2018 werden nun das Vision-Portfolio und Livedemos gezeigt.

Unter dem Motto „Integrated Vision – more than embedded“ präsentiert B&R Embedded-Vision-Systeme, die vollständig in sein Automatisierungsportfolio integriert sind. Dabei reicht die Integration vom Powerlink-Netzwerk über das Engineering Tool bis hin zum Mapp-Technologie-Baukasten. Smart Sensors und Smart Cameras lassen sich somit mikrosekundengenau mit den Maschinenfunktionen synchronisieren. „Insgesamt bieten wir eine optimale Kombination aus Kamera, Licht und Integration – das unterscheidet uns von den etablierten Vision-Anbietern“, verdeutlicht Anton Meindl, Vice President Product Strategy & Innovation bei B&R.
Smarte Vision-Systeme
Die integrierten Embedded-Vision-Systeme sind in ihrer Funktionalität skalierbar – vom Vision-Sensor bis zur Kamera: Für einfache Aufgaben kommt der Smart Sensor zum Einsatz. Mit ihm wird eine einzelne Bildverarbeitungsfunktion umgesetzt, zum Beispiel QR-Code-Erkennung oder Lageerkennung. Anders als bei vielen anderen Geräten dieser Klasse ist bei diesem nicht für jede Funktion eine eigene Hardware erforderlich. Der Anwender konfiguriert die Funktion des Smart Sensors je nach Bedarf in der Automatisierungssoftware Automation Studio. Somit muss der Maschinenbauer für unterschiedliche Anwendungsfälle lediglich einen Kameratyp bevorraten.
Wird zu einem späteren Zeitpunkt ein leistungsfähigeres Bildverarbeitungssystem benötigt, ist ein Umstieg auf die Smart Cameras einfach möglich. Dabei können die bisherige Applikationssoftware sowie alle bereits ermittelten Parameter und Modelle weiterverwendet werden. Für Smart Sensor und Smart Camera stehen drei Bildsensoren mit 1,3 Megapixel, 3,2 Megapixel und 5 Megapixel zur Verfügung. Alle drei Sensoren zeichnen sich durch ihre hohe Lichtempfindlichkeit und geringes Rauschen aus. Dadurch wird eine gute Bildqualität – auch bei Highspeed-Applikationen – sichergestellt. Für die Beleuchtung stehen wahlweise integrierte High-Power-LED oder externe Backlights und Barlights, die um −40 ° bis 90 ° elektrisch schwenkbar sind, zur Verfügung. Darüber hinaus kann aus einem breiten LED-Farbangebot und Kombinatorik (ws, rt, gb, grn, lime, UV, IR) die für die Applikation optimale Variante ausgewählt werden.
Für die Kameras stehen zwei Gehäusevarianten bereit: mit integriertem Objektiv oder mit standardisiertem C-Mount-Anschluss. Die integrierten Objektive verfügen über einen elektronischen Fokus und sind in Brennweiten von 4,6 mm bis 25 mm erhältlich (Bild 1). Alle B&R-Objektive sind speziell für die verwendeten Bildsensoren optimiert, um maximale Schärfe und optimale Abbildungsleistungen zu erreichen. Die Installation erfolgt bei allen Kameratypen einfach über ein einziges Kabel: Via M12-Hybridanschluss wird die Kamera in das Maschinennetzwerk eingebunden und gleichzeitig die Stromversorgung mit DC 24 V realisiert. Ein zweiter Hybridanschluss ermöglicht eine einfache Daisy-Chain-Verkabelung mit weiteren Kameras oder dem Beleuchtungsportfolio von B&R.
Optimale Vision-Integration
Ist die Kamera an das Maschinennetzwerk angeschlossen, erhält sie automatisch alle benötigten Einstellungen von der Steuerung. Dabei wird eine optimale Netzwerkintegration über Powerlink erreicht: Kamera- und Lichtsteuerung erfolgen mikrosekundenpräzise und die Synchronisierung aller Komponenten mikrosekundengenau. Insgesamt entsteht somit ein Netzwerk, das Steuerungen, Achsen, Kameras und Beleuchtung umfasst (Bild 2). Und auch für das Engineering ist nur noch ein Tool, das Automation Studio, erforderlich. Daten, Variablen und Parameter sind in diesem hinterlegt. Auf diese Weise wird es möglich, Automation- und Vision-Applikationen mit einem einzigen Tool zu parametrieren und zu projektieren. Es ist auch ein eigener Mapp-Baustein „Vision“ verfügbar, wodurch eine native Vision-Integration in die Visualisierung erreicht wird (Bild 3).
Ebenfalls vollständig integriert hat B&R die Machine-Vision-Softwarebibliothek Halcon von „MVTec“. Sie ermöglicht es, robuste und hochperformante Lösungen zur Positionsbestimmung, Vollständigkeitskontrolle, Qualitätsbewertung, Vermessung und Identifikation zu implementieren. „Halcon ist die beste Bildverarbeitungssoftware am Markt und hat sich bereits hunderttausendfach im industriellen Einsatz bewährt. Für uns war von Anfang an klar, dass wir diese Technologie in unserem Vision-System haben wollen“, sagt Andreas Waldl, Produktmanager Machine Vision bei B&R.
Fazit
Ein Jahr nach dem angekündigten Einstieg in die Bildverarbeitung bilanziert A. Meindl: „Wir haben die Vision-Technologie nahtlos in unser B&R-Automatisierungssystem integriert. Dadurch wird eine mikrosekundengenaue Kommunikation mit unseren Steuerungen, Antrieben, Industrie-PC und der Sicherheitstechnik erreicht. Dabei ermöglichen einfach zu konfigurierende Softwarebausteine jedem Automatisierungstechniker den Zugang zur industriellen Bildverarbeitung. Insgesamt bieten wir Entwicklern und Anwendern damit Usability der nächsten Generation.“ Abschließend verweist er noch darauf, dass sich die Systeme aktuell bei Pilotkunden in verschiedenen Branchen im Test befänden. Die Serienverfügbarkeit gibt er für Mitte 2019 an. (ih)