Industrial Vision
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Industrial Vision: sehen ist glauben?

Sehen ist glauben. Dies gilt auch in der Technik. Auf vielerlei Wegen versucht die Fertigungsindustrie ihre Prozesse in den Griff zu kriegen. Meist werden hierbei vor (Prä-Inspektion) und nach (Post-Inspektion) dem Prozess bestimmte Messungen durchgeführt. Es ist auch möglich, dass für den Produktionsprozess bestimmte Daten des Produkts erforderlich sind. Denken Sie zum Beispiel an die Koordinaten des Produkts (die Positionierung), damit ein Roboter es grifen kann.

Eine häufig eingesetzte Technik, um diese Daten zu erhalten ist die „Industrial Vision“. Hierzu benötigt man eine zuverlässige Kameraaufstellung, die mithilfe der richtigen Belichtung Bilder erfassen kann. Durch die Aufnahme einer Reihe von Fotos können Messungen und Kontrollen mittels Bildanalyse durchgeführt werden. Die Möglichkeiten eröffnet eine Bildanalysesoftware und die richtige Beleuchtung. Die Software bestimmt, wie das Bild interpretiert wird. Beispielsweise wird durch den Vergleich mit einer Vorlage festgestellt, ob ein Produkt wie gewünscht produziert wurde. Die Beleuchtung ist wichtig, denn das untersuchte Objekt muss immer gut sichtbar sein, ohne von der Umgebungsbeleuchtung beeinflusst zu werden. Denken Sie zum Beispiel an Sonnenlicht, das zu einer bestimmten Zeit auf das Objekt fällt.

Die Vision-Technik ist sehr leistungsfähig, denn anstelle einer lokalen Messung, z. B. mit einem Lasersensor oder einer physikalischen Sonde, können Sie mehrere Messungen gleichzeitig mit einem einzigen Foto durchführen. Die Vision-Technologie wird auch zum Einlesen eines Barcodes (Track and Tracing) eingesetzt. Ein Nachteil einer Vision-Lösung ist, dass sie viel spezifisches Wissen erfordert und die Lösung oft teurer ist als die individuelle Sensorik.

Kameras

Es gibt zwei Gruppen von Kameras: Smart-Kameras und Industriekameras. Wie der Name schon sagt, liegt der Unterschied in der Intelligenz. Die Smart-Kameras haben einen Prozessor und Speicher an Bord, der die Bildverarbeitungssoftware enthält. Die Software wird extern (auf einem PC) programmiert und auf die Kamera heruntergeladen. Da sich die Software auf der Kamera befindet, benötigen Sie keinen externen PC mehr. Oft verfügen Smart-Kameras über digitale Ausgänge wie z. B. für ein Gut-/Fehlersignal oder ein Kommunikationsprotokoll, mit dem die Messergebnisse kommuniziert werden können. Ein Nachteil dieses Systems ist, dass der Anschaffungspreis einer Smart-Kamera oft hoch ist, weil sich die gesamte Intelligenz in der Kamera befindet.

Eine Industriekamera ist die Variante ohne Bildverarbeitungssoftware. Die Kamera überträgt die Live-Bilder über ein bestimmtes Protokoll. Ein externer PC muss diese Bilder verarbeiten. Da die Software auf einem PC läuft, ist sie oft unabhängig von der Kameramarke. Die in der Software enthaltene Bildverarbeitungsbibliothek ist oft umfangreicher als die einer Smart-Kamera. Außerdem können auch mehrere Kameras an den PC angeschlossen werden. Der Nachteil dieses Systems ist, dass es einen separaten PC benötigt. Ein Vorteil ist, dass eine durchschnittliche Industriekamera viel billiger ist als eine Smart-Kamera.

Trends

Der neueste Trend in der Vision-Industrie heißt 3D-Vision. Normalerweise wird bei der Aufnahme eines Bildes ein flaches Bild erzeugt. Dies stellt eine Menge Informationen zur Verfügung, allerdings nicht die Höhe. Das Bild ist also zweidimensional. Durch den Einsatz neuer Techniken kann auch ein 3D-Bild gewonnen werden, sodass auch die Höhe erhalten werden kann. Eine Technik dafür ist die Stereovision. Durch den Einsatz von zwei Kameras in einer festen Aufstellung kann auch die Tiefe erfasst und nach einer korrekten Kalibrierung auch gemessen werden. Mit 3D-Bildinformationen können auch 3D-Algorithmen verwendet werden, also z. B. ein 3D-Bild mit einer 3D-CAD- Datei verglichen werden.

Bart van Dam

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