Codeleser wahlweise mit innovativem Polarisationsfilter Hochoptimierter Vision Sensor liest auch auf spiegelnden Oberflächen

Bildverarbeitung findet auf ganz unterschiedlichen Stufen der Automatisierung statt. Eine interessante Geräteklasse sind Vision Sensoren, bei denen es sich um integrierte Bildverarbeitungslösungen handelt. Das Beispiel eines neuen Codelesers für 1D- und 2D-Codes demonstriert, wie hochentwickelt Vision Sensoren heute sein können. Zu den Besonderheiten neben Funktionalität, Kompaktheit und Schnelligkeit gehören unter anderem ein Polarisationsfilter für Lesungen auf hochglänzenden Materialien sowie ein Profinet-Anschluss.

Bild: OPC120P – zur zuverlässige Lesung auf spiegelnden Oberflächen

Vision Sensoren haben sich innerhalb weniger Jahre zu unverzichtbaren Komponenten der Fabrikautomation entwickelt. Im Gegensatz zu diskret aufgebauten größeren Bildverarbeitungssystemen sind alle erforderlichen Komponenten in einem einzigen Gehäuse untergebracht. Der Vorteil besteht darin, dass man sich keinerlei Gedanken über das Zusammenwirken der verschiedenen Systemkomponenten und über die Vorgänge im Inneren der Geräte machen muss. Die Bedienung und Handhabung ist ähnlich einfach wie bei einem herkömmlichen Sensor, und auch die Integration von Vision Sensoren in die Anlagen und Maschinen sollte ebenso einfach von der Hand gehen. Voraussetzung dazu ist natürlich die Ausstattung mit geeigneten Schnittstellen. Neben klassischen Schnittstellen wie RS232 oder Digital-IO sollten zeitgemäße Anschlussmöglichkeiten für einen Feldbus bzw. Industrial Ethernet nicht fehlen.

Große Leistung im kleinen Gehäuse
Durch die vergleichsweise kleinen Abmessungen von Vision Sensoren darf man sich nicht über deren Leistungsfähigkeit täuschen lassen. Hocheffiziente schnelle Embedded- und Signalprozessoren verleihen den Multitalenten eine erstaunliche Rechenpower und erlauben komplexe Auswertungsprozesse und Datenmanipulationen. Die Firmware lässt sich jederzeit updaten, so dass neue Funktionen implementierbar sind und aktuelle Industriestandards zeitnahe unterstützt werden können. Auch kundenspezifische Erweiterungen sind denkbar.

Die Codeleser der Serie OPC120 demonstrieren anschaulich, welche Leistung, Funktionsvielfalt und weitergehenden Möglichkeiten solche Hightech Vision Sensoren dem Anwender bieten. Bei den Geräten aus dem Hause Pepperl+Fuchs handelt es sich um stationäre Lesegeräte zum Erfassen und Decodieren von 1D- und 2D-Codes, wie Barcodes bzw. DataMatrix-Codes. In einem nur 70 mm breiten, 70 mm hohen und 54 mm tiefen Gehäuse sind jeweils ein CMOS-Bildaufnehmer, eine LED-Blitz-Beleuchtung sowie eine Auswerte-Einheit untergebracht. Der Codeleser liest die aktuell relevanten Code-Symbologien und steht in zwei Versionen zur Verfügung. Bereits mit der günstigen Ausführung OPC120W lassen sich zahlreiche Standardaufgaben mit normalen Anforderungen an die Lesegeschwindigkeit lösen. Der OPC120P hingegen ist quasi die Highend-Ausführung und erreicht Hochgeschwindigkeitslesungen von 100 Lesungen/s bzw. Bandgeschwindigkeiten bis 10 m/s.

Neuartige Polarisationsfilter-Technologie 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, z. B. 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 einzigartigen Polarisationsfilter-Technologie ausgestattet. Sie eliminiert schädliche Spiegelungen und ermöglicht sichere Lesungen auch wenn sich Codes auf stark reflektierenden Oberflächen wie Metallen, Kunststoffen, Leiterplatten oder unter Folien befinden.

Keine Umfokussierungen und Parameteränderungen mehr nötig
Der außergewöhnlich große Leseabstandsbereich von 70 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 ohne mechanische Umfokussierung oder Parameteränderung zu lesen. Damit setzt das System Maßstäbe und erlaubt einen besonders flexiblen und unkomplizierten Einsatz, was Anwender sehr begrüßen. Weder seitliche Zusatzbeleuchtungen, noch einstellbare Optiken sind erforderlich, wie es bei anderen Lesegeräten in schwierigen Situationen üblich ist.

Zahlreiche weitere Eigenschaften der Vision Sensoren tragen dazu bei, die Ausfallsicherheit und Produktivität von Maschinen signifikant zu erhöhen. Die Codeleser erkennen nicht nur 1D- und 2D-Codes, sondern sind darüber hinaus in der Lage die Anwesenheit von veränderlichen Texturen und statischen Grafiken zu überprüfen. Die Funktion ‚Anwesenheitserkennung’ stellt sicher, dass sich veränderliche Texturen wie Haltbarkeits- und Herstellungsdaten wirklich an einer vordefinierten Stelle befinden, z. B. auf Lebensmittelverpackungen. Über die sogenannte Logoerkennung wiederum lassen sich unveränderliche Merkmale wie Firmenlogos erkennen und überprüfen. Ebenso beherrscht der Leser 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 problemlos decodieren.

Vielfach müssen mehrere Codes bei einer Applikation gelesen werden. Der OPC120 ermöglicht dabei die Lesung von bis zu vier Codes in einer Bildaufnahme. Zudem können nicht nur Codes gelesen sondern auch bis zu vier Aufgaben wie z.B. die Anwesenheits- und Logoerkennung bei einer Bildaufnahme durchgeführt werden.

Profinet-Anschluss mit integriertem Switch
Der OPC120 ist mit allen wichtigen Schnittstellen-Varianten erhältlich, so dass einer reibungslosen Integration in Anlagen und Maschinen nichts entgegensteht. Dazu zählen RS232, 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. Idealerweise haben die Entwickler gleich einen 2-Port-Switch integriert, der eine direkte Weiterverbindung zu nächsten Profinet Device ermöglicht. Damit lassen sich ohne zusätzliche Feldanschaltungen bzw. 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.

Fazit: Vision Sensoren auf dem Vormarsch
Mit exzellenter Erkennungsleistung und einer Fülle an wertvollen Zusatzfunktionen lassen die Codeleser der Serie OPC120 nahezu keine Wünsche offen. Dank der beiden Grundmodelle mit unterschiedlichen Zielrichtungen gilt dies gleichermaßen für Standardlösungen mit Fokus auf günstigem Kosten-Nutzen-Verhältnis als auch für schwierige Applikationen. Durch die innovative Polarisationsfilter-Technologie sind 1D- und 2D-Codes jetzt auch auf stark spiegelnden Trägermaterialien lesbar, was Ausfälle und ungültige Lesungen aus solchen Gründen weitgehend eliminiert und die Anlagenzuverlässigkeit erhöht. Der neue Codeleser verdeutlicht, dass Vision Sensoren dieser Kategorie aus der Fabrikautomation nicht mehr wegzudenken sind und hier noch etliches Rationalisierungspotenzial verborgen ist. Mit ihrer Leistungsfähigkeit, Flexibilität und einfachen Handhabung werden sie fortlaufend neue Einsatzbereiche erobern.

  Fordern Sie weitere Informationen an…