Intelligente Vision-Sensoren, die Fertigungsfehler erkennen helfen, stellen einen Trend in der Bildverarbeitung dar. Sie lassen sich unkompliziert einsetzen, sind durch Software parametrierbar und dadurch für ein weites Anwendungsfeld gerüstet.
Von unserem Redaktionsmitglied Werner Möller ia-redaktion@t-online.de
Ganz im Zeichen der industriellen Bildverarbeitung präsentiert sich die Nürnberger SPS/IPC/Drives, zumindest nach dem Bekunden der Veranstalter. So bieten denn tatsächlich mehr Aussteller in diesem Bereich Innovationen für Endanwenderlösungen. „Mit intelligenten Sensoren, die kein spezielles Know-how erfordern, wollen wir Maschinen-bauer und Endkunden ansprechen“, sagt Reinhard Lenz. Für den Leiter Fabrikautomation der Matsushita Electric Works Deutschland GmbH aus Holzkirchen (Halle1, Stand 411), erhöht sich damit die Flexibilität in der Fertigung: „Leistungsstarke Kompaktsysteme und PC-basierende BV-Systeme werden für manuelle Zwischen- oder Endkontrollen der Produkte eingesetzt.“ Highlight auf der Messe ist die neue Softwareversion Vision P400 V2.0. „Mit einem Contur-Matching setzt diese Software neue Maßstäbe bei PC-Bildverabeitungssystemen“, so Experte Lenz. Er sieht sich auch zunehmend mit Anfragen von einfachsten Aufgaben bis hin zu sehr komplexen Applikationen konfrontiert: „Wir werden daher unsere Bandbreite mit universellen Systemen, die einfach zu parametrieren sind, vergrößern.“ Lenz gibt aber auch zu bedenken, dass immer mehr Einzelkomponenten mit unterschiedliche Kameraschnittstellen auf analoger oder digitaler Basis und verschiedene Bussysteme für die Systemanbindung verwendet werden. Der Anwender ist derzeit mit einer Komplettlösung am besten beraten, denn er hat von Anfang an ein stabiles System. „Von einer einheitlichen Programmiersoftware ist die Bildverarbeitung noch weit entfernt“, ist sich Lenz sicher.
Auch für die Siemens AG (Halle 1, Stand 123) ist das Projektieren nach wie vor ein Thema für Bildverarbeitungsspezialisten, da hier die geschickte Auswahl sowie Anordnung der verwendeten Einzelkomponenten und die Auswahl der geeigneten Algorithmen ausschlaggebend sind. Thomas Schott, im Bereich A&D Leiter der Fertigungsautomatisierung, Geschäftsgebiet Industrie-Automatisierungssysteme, favorisiert auch Systeme ohne Hochspracheprogrammierung, bei denen das Prüfprogramm aus fertigen Bibliothekselementen projektiert wird. Den Anwenderwunsch nach Plug&Play- Lösungen erfüllt Siemens jetzt mit neuen intelligenten Vision-Sensoren, die eine Symbiose aus klassischen Bildverarbeitungs-Systemen und einfach handhabbarer Binärsensorik bilden. Es handelt sich dabei immer um applikationsspezifische Geräte, bei denen die Bildverarbeitungsalgorithmen in der Firmware implementiert wurden. Sie müssen nicht programmiert werden, sondern lernen ihre Aufgabe selbstständig, indem man ihnen Gut-Teile vorzeigt. Dem Anspruch einer fertigen Lösung genügen sie natürlich nur, wenn sie als Komplettpaket geliefert werden mit allen Komponenten wie Kamera, Objektiv, Beleuchtung, Auswertegerät, Kabeln und Dokumentation.
Thomas Schott: „In Nürnberg wenden wir uns mit dem intelligenten Vision-Sensor Simatic VS 110, mit dem Kleinteile an Hand ihrer Konturen geprüft werden, besonders an den Automatisierer, der Bildverarbeitungsaufgaben hat, aber nicht über entsprechendes Spezialwissen verfügt.“ Das Produkt ist preisgünstig, erfordert keinerlei Bildverarbeitungs-Know-how und keine Schulung. Sowohl die Steuerungslösung als auch die Bildverarbeitungslösung können so von denselben Projekteuren entwickelt werden. „Maschinenbauer und Hersteller von Fördertechnik können ihre Systeme nun serienmäßig mit optischen Prüfeinrichtungen ausstatten, kostengünstig und mit vorhandenem Personal“, so Thomas Schott.
Für Christof Zollitsch tragen im Wesentlichen Systemlösungen zum Wachstum in der Bildverarbeitung bei. „Diese Aufgaben sind in der Vergangenheit auf Grund der geforderten Geschwindigkeit oder Aufgabenstellung nicht durch andere Techniken gelöst worden“, so der technische Geschäftsführer der Stemmer Imaging GmbH, Puchheim (Halle 5, Stand 284). Dennoch steht für ihn die Bildverar-beitung auf der SPS/IPC/Drives nur ein Puzzleteil in der Welt der Automatisierung dar. „Hier wollen Ingenieure aus den Anwenderbranchen nicht die technischen Merkmale einer neuen Kamera oder eines Frame Grabbers sehen, sondern die Bildverarbeitung als einfach integrierbares System zur Qualitätskontrolle kennen lernen“, so BV-Experte Zollitsch.
Endanwender finden bereits heute Out-off-the-Box-Produkte, die einfach in die Automatisierungslandschaft zu integrieren sind. Bezüglich der Anwenderfreundlichkeit ist man aber noch nicht am Ende der Entwicklung angelangt. Integrierte Lösungen wie intelligente Kameras oder Sensoren spielen dort eine besonders wichtige Rolle. Weiterhin seien in diesem Zusammenhang auch die Themen Beleuchtung und Optik zu erwähnen. Die Fragestellungen, die sich aus diesen Bereichen ergeben, hängen von der jeweiligen Aufgabenstellung ab.
Stemmer-Highlight ist jedenfalls die intelligente Kamera Thinkeye, die einer Brücke zur PC-Welt schlägt. Dabei muss die Zielplattform erst am Ende der Applikation festgelegt werden. Zollitsch: „Der Anwender kann also je nach Anforderung nach dem Programmieren entscheiden, ob er das Programm auf einem PC-System oder auf der intelligenten Kamera selbst ablaufen lässt.“ Grundsätzlich machen für Zollitsch intelligente Kameras die PC-basierenden BV-Systeme auf absehbare Zeit nicht überflüssig. In vielen Applikationen reicht die Funktionalität zwar aus, aber diese optischen Sensoren verfügen lange nicht über die Flexibilität und Leistungsfähigkeit PC-gestützter Systeme. „Darum sind intelligente Kamerasysteme auch keine echte Konkurrenz zu PC-basierenden Bildverarbeitung, sondern ergänzen sie sinnvoll in einem zusätzlichen Marktsegment“, betont der Experte.
Für Dr. Bernd Gems, der bei der Waldkirchener Sick AG den Bereich BV verantwortet, ersetzten intelligente Kameras bei Qualitätskontrollen immer häufiger den Menschen. Seit Anfang des Jahres bietet der Lichtschrankenhersteller deshalb mit dem ICS 100 einen intelligenten Kamerasensor an, der Beleuchtung, BV-Algorithmen und sämtliche Ausgänge in einem Gehäuse integriert. „Unser Ansatz war, ein robustes industrietaugliches Gerät anzubieten, das direkt an eine SPS anschließbar ist und über ein Handbediengerät leicht parametriert werden kann“, so BV-Fachmann Gems. „Wir platzieren uns damit zwischen der Lichtschranke und dem komplexen Visionsystem für die 100-Prozent-Kontrolle.“ Die Kunst für den Anwender in diesem Segment wird nach seiner Meinung darin bestehen, die Lösung auf eine Machbarkeit hin zu überprüfen. „Was nutzt ein theoretisch sinnvoller Ansatz, wenn in der Praxis Unabwägbarkeiten wie hohe Taktzeiten oder ein zu kleines Gesichtsfeld des Sensors das Lesen von Labeln oder das Erkennen von Kabeln und Metallteilen zu nichte macht.“
Auch Pepperl + Fuchs GmbH aus Mannheim (Halle 4, Stand 319) wird Anwendungen der Vision-Technologie als Plug&Play-Sensoren zeigen. Nach Aussagen von Dr. Peter Adolphs wirkt der Opto-Sorter durch sein Erscheinungsbild wie ein Sensor mit Teach-Button und Schaltausgang. Damit kann er in das Steuerungskonzept eingebaut werden wie eine einfache Lichtschranke. Sein Innenleben besteht jedoch aus einem vollständigen Bildverarbeitungssystem, dessen Software auf die lagerichtige Erkennung von Teilen in der Zuführtechnik optimiert ist. Adolphs: „Dieses Konzept zeigt, wie man mit der Vision-Technologie auf einzelne Anwendungen zugeschnittene Speziallösungen realisiert.“
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