Marktuntersuchung: Bildverarbeitungssysteme

Inhaltsverzeichnis

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

1. EINFÜHRUNG

2. INDUSTRIELLE BILDVERARBEITUNG
2.1. AUFGABEN UND ANWENDUNGSGEBIETE
2.2. KOMPONENTEN UND AUFBAU
2.3. ANFORDERUNGEN AN INDUSTRIELLE BILDVERARBEITUNGSSYSTEME

3. BILDVERARBEITUNGSSYSTEME DER FIRMA SIEMENS
3.1. DIE SIMATIC VS 100- REIHE
3.1.1. SIMATIC VS 110 8
3.1.2. SIMATIC VS 120 9
3.1.3. SIMATC VS 130 11
3.2. SIMATIC VS 710
3.3. SIMATIC VS 720- REIHE

4. VERGLEICH DER VORGESTELLTEN BILDVERARBEITUNGSSYSTEME VON SIEMENS

LITERATURVERZEICHNIS

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einführung

„Die Anforderungen an die Genauigkeit und Qualität vieler Produkte werden immer höher. Inzwischen sind ein Materialfluss von zahllosen Teilen und immer höhere Taktraten in normalen Fertigungen an der Tagesordnung. Das erfordert ausgeklügelte Prüfverfahren, wie sie die industrielle Bildverarbeitung bietet. Sie wird immer stärker zum integralen Bestandteil einer Automatisierungslösung und entwickelt sich mehr und mehr zur Standarddisziplin in der Automatisierungstechnik.“ [1]

Bildverarbeitungssysteme werden heute von vielen Unternehmen hergestellt, die wiederum etliche verschiedene Geräte mit unterschiedlichen Funktionen anbieten. Auf jedes einzelne dieser Modelle einzugehen würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen. Deshalb beschränkt sich die folgende Marktuntersuchung von industriellen Bildverarbeitungssystemen auf Geräte der Siemens AG.

2. Industrielle Bildverarbeitung

2.1. Aufgaben und Anwendungsgebiete

Die industrielle Bildverarbeitung kann anhand der Abbildung 1 in das Gesamtsystem der Bildverarbeitung eingeordnet werden. Ebenso sind daraus Aufgaben und Anwendungsgebiete ersichtlich.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Prof. Dr. Reiner Nawrath: Industrielle Bildverarbeitung in Schleswig- Holstein

http://www.tsh.de/imperia/md/content/tsh/pdfs/studien/2.pdf (erschienen 11/2000) Abbildung 1: Aufgaben- und Anwendungsgebiete der Bildverarbeitung

2.2. Komponenten und Aufbau

Ein industrielles Bildverarbeitungssystem besteht in der Regel aus folgenden Komponenten oder einer Untermenge von ihnen (siehe auch Abbildung 2):

- Beleuchtungseinrichtung
- Abbildungsoptik
- Sensor (primär Halbleiter Kameras, d.h. opto- elektronische Wandler)
- Framegrabber (Bildspeicher und Analog/Digitalwandler) - Bildprozessoren
- Rechner mit Betriebssystem - Bildsoftware
- Interfaces zur Ansteuerung von Aktoren
- Interfaces zur Erfassung weiterer Sensorsignale [2]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Prof. Dr. Reiner Nawrath: Industrielle Bildverarbeitung in Schleswig- Holstein

http://www.tsh.de/imperia/md/content/tsh/pdfs/studien/2.pdf (erschienen 11/2000) Abbildung 2: Komponenten eines industriellen Bildverarbeitungssystems

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei unterschiedlichen Prüfverfahren bei Bildverarbeitungssystemen:

- Durchlichtverfahren: Der Prüfling liegt genau zwischen Beleuchtung und Bilderfassung. Die Kamera erfasst dadurch nur einen Schatten des Objekts.
- Auflichtverfahren: Der Prüfling wird aus Kamerarichtung beleuchtet. Dadurch kann das Bildverarbeitungssystem auch die Oberfläche prüfen.

Die meisten Systeme arbeiten heute mit Auflichtverfahren. Diese sind in der Regel teurer. Dieser Nachteil wird durch eine höhere Flexibilität und ein breiteres Leistungsspektrum ausgeglichen. So sind z.B. Oberflächenprüfungen mit dem Durchlichtverfahren nicht möglich, da nur ein Schatten des Prüfling abgebildet werden kann.

2.3. Anforderungen an industrielle Bildverarbeitungssysteme

Die stetige Individualisierung von Produkten führt zu einer hohen Produktvielfalt. Dies hat immense Auswirkungen auf die Produktions- und Fertigungsprozesse. Sie müssen bei kleiner werdenden Losgrößen und immer höheren Taktraten sehr flexibel gestaltet sein. Maschinens m die geforderte Produktivität und Qualität möglichst schnell zu erreichen.[1] Aus diesen Bedürfnissen der Industrie lassen sich folgende Anforderungen für Bildverarbeitungssysteme ableiten:

- Überprüfen der Formrichtigkeit,

- hohe Maßgenauigkeit bei Abmessungen und Positionsangaben (dies hängt direkt von der Auflösung des Bildverarbeitungssystems ab),

- sicheres Erkennen von 2D Codes,
- Überprüfen mehrerer Details in einem Prüfschritt, - Schnelles Umrüsten auf ein anderes Produkt, - hohe Funktionalität und Flexibilität, - einfache Programmierung,
- eine Vielzahl von Schnittstellen zum Anschluss verschiedenster Systeme, - hohe Taktraten,
- hohe Zuverlässigkeit, auch unter widrigen „Werkstattbedingungen“, - gutes Preis/Leistungs- Verhältnis[1]

3. Bildverarbeitungssysteme der Firma Siemens

Die Firma Siemens bietet verschiedene Bildverarbeitungssysteme für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke an. Es wird dabei zwischen der SIMATIC VS 100- und der SIMATIC VS 700- Reihe unterschieden:

3.1. Die SIMATIC VS 100- Reihe

Die ganze Produktfamilie zeichnet sich durch eine einfache Bedienbarkeit aus. Es ist kein spezielles Fachwissen zur Bildverarbeitung notwendig, da die Sensoren trainiert statt programmiert werden, d.h. Objekte werden dem Bildverarbeitungssystem in einwandfreier Form gezeigt. Diese Daten werden dann als „Soll- Werte“ gespeichert. Schulungen sind nicht notwendig. Im Lieferumfang ist bereits alles enthalten, was man zum Betrieb braucht: Sensorkopf, Auswertgerät, LED- Beleuchtungseinheit und Kabel. Zusätzlich wird noch eine Einricht- Software mitgeliefert, die auf jedem PC läuft. Das Programm ist jedoch nur zum Einrichten der Anlage erforderlich. Läuft diese Problemlos, ist der PC nicht mehr notwendig und die Bildverarbeitung läuft selbständig (sog. Stand- Alone- Lösung). Im vorhinein können bis zu 15 verschiedene Ergebnisse netzausfallsicher gespeichert werden. Dadurch kann sehr schnell auf einen anderen Objekttyp umgerüstet werden. Die VS 100- Familie verfügt über standardisierte Schnittstellen wie RS 232, PROFIBUS und Industrial Ethernet (jedoch verfügt nicht jedes Modell der Reihe über alle genannten Schnittstellen). Nicht zuletzt dadurch wird eine hohe Flexibilität erreicht. [3]

In den folgenden Abschnitten wird auf die grundlegenden Eigenschaften der drei Produktvarianten eingegangen.

3.1.1. SIMATIC VS 110

Das Modell VS 110 (siehe Abbildung 3) prüft das Teil, ähnlich einer Lichtschranke, im Durchlichtverfahren als Schattenbild. Dazu muss die Beleuchtungseinheit gegenüber vom Sensorkopf montiert werden. Mit diesem Gerät lassen sich in einem Prüfschritt drei verschiedene Formprüfungsaufgaben vornehmen:

- „ Richtiger Prüfling ” : Der Prüfling ist

zwar in Ordnung, ist jedoch beispielsweise um 180° verdreht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Siemens CD- ROM Katalog (Version 10/03): Datenblatt SIMATIC VS 110

Abbildung 3: Die SIMATIC VS 110

- „ Lagerichtiger Prüfling ” : Das geprüfte Teil wird in korrekter Ansicht zugeführt, ist
nicht verdreht und kann ordnungsgemäß weiter verarbeitet werden.
- „ Fehlerhafter Prüfling ” : Das Teil weist im Schattenbild Unterschiede gegenüber dem erlernten Teil auf, es ist also deformiert und wird deshalb aussortiert.[3]

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