Störeinflüsse vermeiden

Im Praxis-Alltag zeigen sich viele Einflüsse aus dem Maschinen-Umfeld, die eine Bildverarbeitung erschweren können. Eine typische Folge sind viele Nachstellarbeiten innerhalb der Applikation, oftmals vermehrter Ausschuss oder eine stark reduzierte Lebensdauer der Komponenten.

Typische Störfaktoren für BV-Systeme sind:

Probleme mit Vibrationen

Phänomen:

  • Diese Störungen können zu unscharfen Bildern führen. Die Folge sind verwaschene Bauteilkanten im Bild, die eine Messapplikation in ihrer Präzision negativ beeinflussen oder eine Kantenfindung komplett verhindern.
  • Dauerhafte Vibrationen können die Elektronik, insbesondere die Kamera zerstören.


Mögliche Lösung:

  • Leichtere Schmier-Effekte können eventuell mit einer kürzeren Belichtungszeit reduziert aber nicht vermieden werden. Stärkere Schwingungen sollten auf jeden Fall vermieden werden.
  • Vibrationsdämpfer können die Resonanz eines Systems verhindern. Diese sollten die ganze Anlage entkoppeln, ein Entkoppeln der Kamera reicht hierbei nicht aus, da diese sich unkontrolliert vom Prüfobjekt wegbewegen könnte.
  • Ein Verbessern der Messergebnisse kann auch durch eine mehrfache Inspektion des Bauteils und einer anschließenden Mittelwertsbildung erreicht werden.

Probleme mit Verschmutzungen, wie Wasser, Staub, Dämpfen und Dreck

Phänomen:

  • Wasser auf der Linse, Dämpfe und Nebel, aber auch Staub und Dreck stören den optischen Strahlengang durch Streuung, Reflexion und Absorption. Die korrekte Abbildung des Bildes ist nicht mehr gewährleistet.
  • Außerdem führen Feuchtigkeit, Dreck und aggressive flüchtige Substanzen bei einer ungeschützten Prüfanlage zur möglichen Zerstörung der Komponenten.


Mögliche Lösung:

  • Der Einsatz geeigneter Kameraschutzgehäuse hält die Kameralinse sauber. Das Gehäuse sollte den IP-Schutzklassen entsprechend ausgelegt sein.
  • Kann kein komplett geschlossenes Kameragehäuse eingesetzt werden, kann dieses eventuell als halb offene Variante eingesetzt werden, das von hinten mit Druckluft ausgespült wird. Mögliche anschwebende Partikel werden so vom System weggedrückt. Bei der Verwendung von Druckluft bitte keine ölhaltige Kompressorluft verwenden, sondern auch hier Luftfilter vorschalten.
  • Eine ähnliche Methode ist die Verwendung eines Luftvorhangs. Eine schräg vor der Kamera angebrachte Luftdüse hält ebenfalls Verschmutzungen fern.
  • Eine weitere Technik zur Reinhaltung der Optik ist ein transparenter Rollfilm, der bei Verschmutzung motorisch weiter transportiert wird.
  • Eine Hintergrundbeleuchtung kann ebenfalls auf verschiedene Weise sauber gehalten werden. Eine schräge zusätzliche Deckplatte könnte Bruchstücke einfach abrutschen lassen, Druckluft das Beleuchtungsfeld frei blasen oder auch mit einer linearen Pinseleinheit abgebürstet werden.



Probleme mit Hitze

Phänomen:

  • Diese Störungen können zu stärker verrauschten Bildern führen, höhere Temperaturen setzen die Lebensdauer des Systems herab und können es beschädigen.


Mögliche Lösung:

  • Vergrößerung des Arbeitsabstandes von der Hitzequelle mit Hilfe einer längeren optischen Brennweite.
  • Luft- oder Wasser gekühlte Kameraschutzgehäuse halten die Innentemperatur niedrig und schonen das System. Achtung: Bei zu starker Kühlung kann Kondenswasser auftreten!
  • Einsatz eines längeren Endoskops oder eines hitzefesten Bildleiters ermöglicht es, die Kamera weiter weg zu positionieren. Mehrere Meter Entfernung lassen sich damit im Extremfall realisieren.
  • Hitze absorbierende oder reflektierende Filterscheiben und Gläser können Wärme blocken und vom Kamerasystem fern halten.

Probleme mit elektromagnetischen Störungen (ESD)

Phänomen:

  • Diese Störungen können zu fehlerhafter Kommunikation, wie Fehltriggerungen, einen Abriss des Bild-Datenstroms oder zur Störung der Kamera führen.


Mögliche Lösung:

  • Vergrößerung des Arbeitsabstandes von der Störquelle (wie z.B. einer induktiver Schweißstation) mit Hilfe einer längeren optischen Brennweite.
  • Die Abschirmung des Kameragehäuses oder die Verwendung hochwertig geschirmter Video- und Datenkabel hält elektromagnetische Strahlung außen vor.
  • Schwache und gestörte Signale, wie Kameratrigger können mit Hilfe von Signalkonditionierern bereinigt und wieder verstärkt werden.
  • Die Verwendung von Glasfaserleitern zur Signalübertragung kann über sehr lange Strecken Bild und Daten transportieren.

Probleme mit Helligkeitsschwankungen

Phänomen:

  • Das Kamerabild erscheint mal heller und dunkler. Die Software-Auswertung ist gestört.


Mögliche Lösung:

  • Tageslichtschwankungen kompensieren.
  • Die Beleuchtung des Systems sollte immer von der Kamera geschaltet werden, nicht von der SPS, um Vor- oder Nachbelichtungen des CCD-Sensors zu vermeiden, die diesen statisch aufladen können.
  • Eine Kamera, die länger keine Bilder ausgelesen hatte, kann ebenfalls einen mit Elektronen statisch aufgeladenen CCD-Sensor haben. Die ersten gelieferten Bilder sind dann heller. Beim (Wieder-)Anfahren der Maschine einige Bilder vorab einziehen!
  • Die Verwendung stabilisierter Netzteile, noch besser: eines Blitzcontrollers für LED-Beleuchtungen hält den Strom konstant. Eine Erwärmung der LED-Beleuchtung führt zu geringerer Helligkeit. Wärme abführen!

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