Codeleser: Liest auch auf spiegelnden Oberflächen

Bildverarbeitung findet auf 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 hoch entwickelt Vision-Sensoren heute sein können. Zu den Besonderheiten gehören unter anderem ein Polarisationsfilter für Lesungen auf hochglänzenden Materialien sowie ein Profinet-Anschluss.

Der Autor: Dr.-Ing. Tim Weis, Produktmanager Industrial Vision Components, Geschäftsbereich Fabrikautomation, Pepperl+Fuchs, Mannheim

Vision-Sensoren haben sich 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 Systemkomponenten und über die Vorgänge im Inneren der Geräte machen muss.

Hocheffiziente, schnelle Embedded- und Signalprozessoren verleihen den Multitalenten eine erstaunliche Rechenpower und erlauben komplexe Auswertungsprozesse und Datenmanipulationen. Die Firmware lässt sich jederzeit updaten, sodass neue Funktionen implementierbar sind und aktuelle Industriestandards zeitnah unterstützt werden können.

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 pro Sekunde bzw. Bandgeschwindigkeiten bis 10 m/s.

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 100%ig ausschließen, denn sie sind von etlichen Faktoren abhängig.

Um fehlerhafte Lesungen 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

Der 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. Erforderlich sind weder seitliche Zusatzbeleuchtungen noch einstellbare Optiken.

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. Ebenso beherrscht er 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. Es kann so sehr lange Codes oder solche auf runden Gegenständen decodieren.

Profinet-Anschluss mit integriertem Switch

Der OPC120 ist mit allen wichtigen Schnittstellen-Varianten erhältlich, sodass 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 zum nächsten Profinet Device ermöglicht. Damit lassen sich ohne zusätzliche Feldanschaltungen bzw. Switches Vernetzungen in Linientopologie realisieren. I