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Vollständig in die Steuerungswelt integrierte intelligente Kamera

B&R steigt mit den Kameratypen Smart Sensor und Smart Camera in den Vision-Markt ein. Beide Lösungen sind vollständig in das komplette B&R-System integriert.

Bild: B&R Industrial Automation GmbHBild: B&R Industrial Automation GmbH
Die Installation der Smart Camera erfolgt wie bei einem normalen Sensor: Die Kamera wird an das Maschinennetzwerk angeschlossen und erhält automatisch alle benötigten Einstellungen von der Steuerung.

Dadurch wird eine mikrosekundengenaue Kommunikation mit Steuerungen, Antrieben, Sicherheitstechnik und Industrie-PCs aus dem B&R-Portfolio ermöglicht. Der Anwender konfiguriert einfach die Funktion des Smart Sensors je nach eigenem Bedarf in der Automatisierungssoftware Automation Studio, d.h. er muss für unterschiedliche Anwendungsfälle lediglich einen einzigen Kameratyp vorrätig halten. Mit dem Smart Sensor wird nur eine einzelne Bildverarbeitungsfunktion umgesetzt (Code- oder Lage-Erkennung,...). Einfach zu konfigurierende Softwarebausteine ermöglichen dem Automatisierungstechniker den Zugang zur industriellen Bildverarbeitung. Wird mehr als eine Funktion benötigt, ist ein Umstieg auf die leistungsfähigere Smart Camera möglich. Die bisherige Applikationssoftware, sowie alle bereits ermittelten Parameter und Modelle, können dabei weiterverwendet werden. Die Installation ist denkbar einfach und erfolgt wie bei einem normalen Sensor: Die Kamera wird an das Maschinennetzwerk angeschlossen und erhält automatisch alle benötigten Einstellungen von der Steuerung. Für beide Visionsysteme stehen drei Bildsensoren von 1,3 bis 5MP zur Verfügung. Für die Beleuchtung gibt es wahlweise integrierte LEDs oder externe Barlights und Backlights. Die zwei Gehäusevarianten der Kameras bieten entweder ein bereits integriertes Objektiv oder einen standardisierten C-Mount-Anschluss. Die integrierten Objektive verfügen über einen elektronischen Fokus und stehen in Brennweiten von 4,6 bis 25mm zur Verfügung. Die Kamera benötigt lediglich ein Kabel, d.h. über einen M12-Hybridanschluss wird die Kamera in das Maschinennetzwerk eingebunden und gleichzeitig die Stromversorgung mit 24VDC sichergestellt. Ein zweiter Hybridanschluss ermöglicht eine Daisy-Chain-Verkabelung mit weiteren Kameras oder dem Beleuchtungsportfolio von B&R. In beide Vision-Produkte bereits integriert ist die Softwarebibliothek Halcon von MVTec. Diese ermöglicht es, robuste und hochperformante Lösungen zur Positionsbestimmung, Vollständigkeitskontrolle, Qualitätsbewertung, Vermessung und Identifikation zu implementieren.

Andreas Waldl (B&R): Wir haben dies getan, um mit den Kunden ins Gespräch zu kommen. Mit unseren neuen Vision-Systemen können jetzt Funktionen, wie z.B. Code lesen, deutlich leichter in eine Automatisierungsumgebung integriert werden. Da sowohl unser Smart Sensor als auch die Smart Camera vollständig in das B&R-System integriert sind, ist nun eine mikrosekundengenaue Kommunikation mit Steuerungen, Antrieben, Sicherheitstechnik und Industrie-PCs aus dem B&R-Portfolio möglich. @Interview - Frage: Die bisherige Grenze zwischen Vision- und SPS-Welt ist also verschwunden?

Waldl: Ja. Der Anwender kann zukünftig Bildverarbeitung genauso einfach wie einen Sensor in die Steuerungswelt integrieren. Um die Bedienung möglichst einfach zu gestalten, haben wir uns noch einige Besonderheiten bei der Smart Camera einfallen lassen, wie z.B. eine automatische Fokuseinstellung, Lichtwinkelverstellung und Lichtfarbenverstellung. Damit reduzieren wir bereits im Vorfeld möglichst viele Fallstricke bei Vision-Applikationen auf ein Minimum. @Interview - Frage: Wie war das Feedback der Anwender?

Waldl: Extrem gut. Wir sind absolut überfahren worden von den positiven Kundenfeedbacks. Ich hatte das nicht in diesem Maße erwartet. @Interview - Frage: Welche Vorteile haben den Anwender am meisten angesprochen?

Waldl: Die einfache Anbindung. Die Kunden hatten hauptsächlich den Fokus auf das Einbinden eines komplexen Vision-Systems in ihre Applikationen. Das ist immer der allererste Mehrwert für den Kunden und erst in den darauffolgenden Schritten stellte sich heraus, welche technischen Vorteile die Anwender mit dem Andocken von Vision-Applikationen an die SPS-Welt zusätzlich bekommen, die sie vorher nicht geplant hatten. @Interview - Frage: Zur SPS IPC Drives stellen Sie nun die ersten Produkte vor.

Waldl: Dies ist eine intelligente Kamera mit C-Mount, die wir bereits im letzten Jahr als Prototypen vorgestellt haben, sowie eine Version mit einem S-Mount-Gehäuse mit Optiken von B&R. Es können aber auch Optiken anderer Anbieter eingesetzt werden. Zudem gibt es für den Bereich Beleuchtung ein Backlight in zwei verschiedenen Baugrößen sowie ein Barlight, das es als Einzel-Barlight sowie in Kombination als Vierfach-, Sechsfach- oder Achtfach-Barlight gibt. Bei den Beleuchtungen lässt sich zudem der Leuchtwinkel verstellen. Alle Beleuchtungen - inklusive der bereits in der Kamera integrierten - sind jeweils mit vier verschieden Lichtfarben bestückbar, von UV bis IR sowie dem ganzen sichtbaren Wellenlängenbereich. @Interview - Frage: Welche Belichtungszeiten sind damit möglich?

Waldl: Es sind Belichtungszeiten mit einer Mikrosekunde, der Genauigkeit einer Mikrosekunde und der Präzision von hundert Nanosekunden möglich. @Interview - Frage: Herr Wagner, in den intelligenten Kameras ist bereits die Halcon Softwarebibliothek von MVTec integriert. Wie kam es zu der Kooperation?

Gerhard Wagner (MVTec): Wir sehen uns in einer idealen Technologiekombination, d.h. B&R stellt als Expertise die Steuerungstechnik für den Maschinenbauer zur Verfügung, also die Anwendungskonfiguration einer kompletten Maschinensteuerung einfach zu gestalten. Und MVTec liefert für die neue Generation der Bildverarbeitungssensoren und Smart-Kameras die entsprechende Vision-Basistechnologie. B&R hat durch die Integration von Halcon den Zugriff auf die komplette Bildverarbeitungstechnologie bzw. das Know-how von MVTec. Der Anwender kann somit den umfangreichen Halcon-Baukasten - was immer er benötigt - nutzen und anschließend direkt in der Maschine konfigurieren. @Interview - Frage: @Interview - Frage: Ist es auch möglich eine andere Software zu integrieren?

Waldl: Bisher haben wir unser System zu 100 Prozent auf Halcon ausgelegt. Wir lassen aber eine Möglichkeit offen, sodass Anwender in naher Zukunft eigene Programme auf Basis von Halcon programmieren und dann in die Kamera implementieren können. @Interview - Frage: Wird es neben der Smart-Kamera auch irgendwann ein PC-based-Vision von B&R geben?

Waldl: Unser Konzept gibt das auf jeden Fall her. @Interview - Frage: Bildverarbeitung ist erklärungsbedürftig. Wie hilft B&R den Anwendern bei der Integration?

Waldl: Die Bildverarbeitungsfunktionen, die wir anbieten, sind soweit selbsterklärend, wie es bei dieser Thematik nur irgendwie geht. Sehr erklärungsbedürftig ist normalerweise die richtige Beleuchtung. Hierfür werden wir spezielle Trainings anbieten. Zudem sind unsere Applikationsmitarbeiter gewohnt, unsere Kunden an komplexeren Maschinen zu unterstützen. Es wird zwar nicht so sein, dass alles von Haus aus funktioniert, so ist es aber auch bei dem Thema Antriebstechnik nicht. Wenn es komplexe Maschinen gibt, bei denen spezielle Thematiken auftreten, helfen die B&R-Mitarbeiter vor Ort und das wird auch im Vision-Bereich so sein. Unser Ansatz ist es aber, die Bildverarbeitung so einfach wie möglich zu machen, damit das, was heute oft die Regel ist - komplexe und erklärungsbedürftige Systeme - zukünftig nicht mehr notwendig sein wird. @Interview - Frage: Warum sind Automatisierungshersteller möglicherweise die besseren Vision-Integratoren?

Waldl: Die SPS- und Vision-Welt ist heute noch getrennt. Das Problem ist, dass ein Beleuchtungshersteller Beleuchtungen baut, ein Kamerahersteller Kameras und ein Systemintegrator die komplette Vision-Lösung. Wenn ich jetzt die Vision-Lösung mit der Automatisierungstechnik des Maschinenbauers zusammenführe, habe ich eine Schnittstelle. Diese führt allerdings dazu, dass die Gesamtlösungen nicht so gut sind, wie sie letzten Endes sein könnten. Mit unserer Lösung verschwinden die Schnittstellen zwischen Bildverarbeitung und Automatisierung und ermöglichen effektivere Maschinen. (peb)

B&R Industrial Automation GmbH

Dieser Artikel erschien in inVISION 6 2018 - 19.11.18.
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