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    Das Auge des Inspektionssystems

Vision-Sensoren & Intelligente Kameras

Seit Jahren ist in der industriellen Automatisierungstechnik der Trend zum verstärkten Einsatz von Kameraprüfsystemen zu beobachten. Diese Aufgaben wurden in den 90er Jahren quasi fast nur PC-basierende Prüfsysteme erledigt. Mit zunehmender Rechenleistung von CPUs und DSPs ist es möglich, für viele Massenanwendungen auf ein PC-System zu verzichten.

Intelligente Kameras, Vision-Sensoren und Codereader erobern immer mehr Einsatzgebiete, die vor einigen Jahren nur mit einem PC abgedeckt werden konnten. Auflösung und Auswertegeschwindigkeit nehmen stetig zu.

Vision-Sensoren

Als Vision-Sensoren werden besonders kompakte Modelle bezeichnet, bei denen Optik und Beleuchtung in der Regel bereits fester Bestandteil des Systems sind. Die Software lässt sich  auch von Laien ohne Fachkenntnisse in industrieller Bildverarbeitung schnell einrichten: Die Anwendungsgebiete beschränken sich meist auf einfache Identifikationsaufgaben, Anwesenheitskontrollen und einfache Messapplikationen. Die Konfiguration erfolgt teils über kleine Bedien- & Kontrolleinheiten (im Schaltschrank oder als kompaktes Hemdentascheninterface) oder einfache PC-Software. Einfache Modelle sind heute bereits deutlich unter 1000 Euro zu erhalten.

 

Intelligente Kameras

Der Übergang von Vision-Sensoren zu  intelligenten Kameras ist fließend und eine Abgrenzung nicht immer ganz einfach. Intelligente Kameras haben wie Vision-Sensoren die komplette Bildaufnahme- und Auswerteelektronik im Gehäuse integriert. Normalerweise sind jedoch Optik und Beleuchtung nicht fest verbaut und müssen vom Anwender selbst ausgewählt werden. Dies ergibt dieselben Möglichkeiten wie bei einem konventionellen PC-basierten Kamerasystem. Mit wenigen Ausnahmen komplett frei programmierbarer Smartkameras haben normalerweise diese Geräte eine mitgelieferte Softwareumgebung. Der Anwender greift meist  über die Ethernetschnittstelle auf das Gerät (auch im laufenden Betrieb) zu und erstellt mit einer grafischen Benutzeroberfläche eine Applikation. Dabei ist am Markt alles zu finden: Von sehr einfachen Software-Paketen bis hin zu komplexen Bildverarbeitungsprogrammen mit großem Funktionsumfang (oft schon vergleichbar mit PC-Systemen) und Scriptingmöglichkeiten ist alles zu finden. Die Kameraauflösung reicht heute schon bis zur 5-Megapixelkamera, sogar intelligente Zeilenkamerasysteme sind am Markt erhältlich.

 

Vor- & Nachteile

Vorteile sind die insgesamt kleineren Abmessungen aller Komponenten zusammen. Durch die Zusammenschmelzung von Bilderfassung, Digitalisierung und Auswertung in ein kleines Modul wird die Konzeption des Systems für den Integrator und Anwender wesentlich einfacher. Meistens wird ein recht anwenderfreundliches Software-Interface mitgeliefert, das den Einsatz für viele Standardanwendungen stark vereinfacht. Durch die kompakte Bauform weisen viele Visionsensoren und Smartkameras hohen IP-Schutzklassen (IP67 etc.) auf und lassen sich auch in rauen Umgebungen gut einsetzen.

Mögliche Nachteile sind die deutlich begrenzte Auswahl an verfügbaren Kameramodellen mit unterschiedlichen Auflösungen. Die Rechenleistung ist durch den kompakten Formfaktor gegenüber einem PC-System limitiert. Sind Optik und Beleuchtung fest im System eingebaut und nicht austauschbar durch Standard-Komponenten, muss mit weiteren Funktionseinschränkungen gerechnet werden. Typischerweise ist man gleichzeitig an ein spezielles Software-Paket des Herstellers gebunden.
Intelligente Embedded-PC-Kameras versuchen diesen Nachteil auszugleichen, indem Sie eine Intelligente Kamera darstellen, die eine vollständige Windows-Umgebung für die klassische (eigene) Software mitbringen. Im Vergleich zu DSP-basierten Intelligenten Kameras sind sie jedoch deutlich größer.

 

Fazit:
Ein besonders wichtiges Argument ist (wie immer) der Preis. Einzelne, kompakte Sensoren und Smartkameras sind in der Regel deutlich preiswerter als ein PC-System. Erst bei höheren Auflösungen, sehr schnellen Auswertungen und Multikameralösungen sind PC-Systeme im Vorteil. Die mitgelieferten Software-Programme reichen für viele Prüfaufgaben heute bereits aus und sind leicht zu erlernen.

 

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