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4-2019

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Zeilenkameras richtig einsetzen EVT Eye Vision Technology www.evt-web.com Zeilenkameras sind oft Stiefkinder in der Bildverarbeitung, da auch in Fällen wo der Einsatz einer Zeilenkamera technisch und wirtschaftlich von Vorteil ist, oft auf Matrix-Kameras zurückgegriffen wird. Allerdings in Bereichen wie der Prüfung von Endlosmaterialien, wie Stahlbändern, Papierbahnen, Glasbändern, usw. stellen Bildverarbeitungs systeme auf Basis von Zeilenkameras die einzig effiziente Lösung dar. So werden Zeilenkameras wie z. B. die EyeCheck ZLS in der Druckindustrie bei der Herstellung von Papier, bei der Erzeugung von Stahlblechen, sowie in der Textilherstellung eingesetzt, um Fehler in den Materialien zu erkennen und zu klassifizieren. Beispielsweise werden Stahlbleche je nach Qualität unterschiedlich eingesetzt. Die Bildverarbeitung ermöglicht es fehlerfreie Abschnitte für z. B. Motorhauben oder Türen zu verwenden und Abschnitte mit leichten Fehlern für den Unterboden. Zeilenkameras als bessere Alternative Zeilenkameras sind die bessere Alternative im Vergleich zu Matrix- Kameras wenn es darum geht bewegtes Bandmaterial auf Fehler zu inspizieren. Der Grund dafür liegt im unterschiedlichen Aufbau dieser beiden Technologien: Flächenkameras liefern je nach Typ entweder eine feste (synchrone) oder variable (asynchrone) Bildfolge eines bewegten Objektes. Um in dieser Weise Endlosmaterial aufzunehmen und auf Fehler zu inspizieren ist eine Überlappung der Bilder erforderlich. Diese müssen danach mit einer leistungsstarken Software entzerrt, zugeschnitten und aneinander gereiht werden. Die Zeilenkamera ist kostengünstiger, schneller und bietet hochauflösende Bilder mit einem Standard- PC. Doch worin liegen die Vorteile? Abtasten nur immer einer Zeile Zeilenkameras haben nur eine einzige Reihe lichtempfindlicher Bildelemente, die bewegte Objekte ununterbrochen mit hoher Zeilenfrequenz abtasten. Dies heißt auch dass im Betrieb die einzelnen Pixel in ein parallel angeordnetes, horizontales Register ausgelesen und Pixel für Pixel in digitale Werte umgewandelt werden. Diese werden vom PC weiterverarbeitet und von der Software ausgewertet. Geschwindigkeit anpassen Beim Einsatz einer Zeilenkamera muss sich das Objekt mit sinnvoller Geschwindigkeit unter der Kamera, oder in manchen Fällen auch die Kamera über das Objekt bewegen. Hierbei muss in Richtung der Bewegung (Y-Richtung) die gleiche Auflösung erzeilt werden wie in Richtung der Objektbreite (X-Richtung). Deshalb muss die Zeilenfrequenz der Kamera mit der Geschwindigkeit des Objekts gekoppelt sein, da sonst Streckungen oder Stauchungen des Bildes entstehen können. In der Praxis ändern Transportbänder durch verschiedenste Einflüsse wie Lastenwechsel, Bremsund Beschleunigungsvorgänge ihre Geschwindigkeit und laufen nicht gleichmäßig. Das heißt in den meisten Fällen wird ein Inkrementalgeber genutzt um die Zeilenfrequenz der momentanen Geschwindigkeit des Prüfmaterials anzupassen. Denn nur dann ist die flächige Auswertung des Bild mit der Software sinnvoll und exakt. Passende Beleuchtung Wichtig ist auch die richtige Beleuchtung. Sie muss zusätzlich einstellbar sein, damit die Helligkeit nicht geschwindigkeitsabhängig ist. Der Grund dafür liegt in den variierenden Belichtungszeiten des Zeilensensors bei wechselnder Zeilenfrequenz. Es gilt, die Integrationszeit des Sensors mit Timing- Signalen konstant zu halten. Die Einstellung erfolgt am Bilderfassungs- Bord (Frame grabber) und richtet sich nach der maximal zu erwartenden Zeilen frequenz. Entscheidend sind nur zwei Dinge: Gleichbleibende Auflösung und konstante Belichtung bei sich ändernder Zeilenfrequenz. Angepasste Software Neben den vielen Hardware-Komponenten wie Beleuchtung, Optik und Framegrabber ist auch die Leistungsfähigkeit der nachgeschalteten Bildverarbeitungssoftware entscheidend. Diese übernimmt die Auswertung der angelieferten Daten. Die EyeVision Software bietet sich vor allem durch intuitive Nutzerfreundlichkeit, hohe Flexibilität und Genauigkeit an. Zudem unterstützt EyeVision viele verschiedene Hardware-Plattformen und ist daher auch mit unterschiedlichster Hardware anwendbar. Intelligente Zeilenkameras Die ultimative Kombination bietet EVT mit der intelligenten Zeilen kamera EyeCheck ZLS. Die Kamera verfügt neben dem eingebauten FPGA auch über hohe Auflösung und den Auswertung direkt auf der Kamera ohne, dass ein PC notwendig wäre. Außerdem ist bereits die EyeVision Software installiert und der Nutzer hat alles in einem: Kamera, Recheneinheit und Auswertesoftware. Schneller und einfacher geht wirklich nicht mehr. Des weiteren bietet EVT auch die entsprechende Beleuchtung an. Dies gilt nicht nur für Zeilenkameras. EVT bietet seinen Kunden alle notwendigen Komponenten zur Lösung von Bildverarbeitungsapplikationen von der Eye Vision Software über Kameras, Optik bis hin zur Beleuchtung sowie die passenden Kabel- und Zubehör-Produkte. ◄ 20 PC & Industrie 4/2019

Qualitätssicherung Neue hochauflösende Kameras bis 31 Megapixel für die Qualitätskontrolle Trotz ihrer hohen Auflösungen ermöglichen die neuen EXO Kameramodelle bei einer USB3-Bandbreite von maximal 360 MB/s netto Bildfrequenzen von 11,5 Bildern/s, 18,5 Bildern/s und 21,5 Bildern/s. Die Bildübertragungszeit ist somit entsprechend kurz und lässt bis zum nächsten Produktionstakt oder dem nächsten Objekt genügend Spielraum für die anschließende Bildauswertung. Noch höhere Bildfrequenzen werden im zweiten Quartal 2019 in der HR Serie mit den Hochleistungsinterfaces 10GigE und CoaX- Press möglich sein. Beeindruckende Leistung Die hoch integrierten Kameras der EXO Serie bieten, zusätzlich zu der beeindruckenden Kameraleistung, einen integrierten 4-Kanal LED-Blitzcontroller, der dem Anwender den Einsatz eines zusätzlichen Geräts und somit Kosten erspart. Umfangreiche Sequenzer-Funktionen, das speziell gefräste Gehäuse mit außerordentlicher Sensor- und Justage- Qualität sowie ein hervorragendes Temperaturmanagement sorgen für konstante Ergebnisse über einen weiten Temperaturbereich. Tracer-Varianten Die neuen hochauflösenden EXO Modelle sind mit M42- und MFT-Mount verfügbar (Bildquelle: SVS-Vistek) SVS-Vistek GmbH info@svs-vistek.com www.svs-vistek.com SVS-Vistek erweitert seine umfangreiche Industriekamera- Palette um hochauflösende USB3- Kameras mit schlankem Formfaktor: Das Unternehmen stellt im ersten Quartal 2019 zehn neue USB3- Modelle der EXO Kamerareihe (exo342, exo367, exo387) mit Auflösungen von 31, 19 und 17 Megapixel vor, die alle auf den innovativen Pregius 2 CMOS-Sensoren der neuesten Generation von Sony basieren. Diese neuen Sensoren sind mit großen, quadratischen Pixeln von 3,45 µm Kantenlänge sehr lichtempfindlich und liefern einen extrem hohen Dynamikumfang. APS-C und Four-Thirds Mit ihrem Frontplattenquerschnitt von 58 x 58 mm decken die Neuvorstellungen Sensorformate bis APS-C und Four-Thirds perfekt ab. Die CMOS-Sensoren der Pregius 2-Generation können aufgrund ihrer Pixelgröße auch bei hohen Auflösungen mit zahlreichen kostengünstigen Objektiven betrieben werden. Für die hohen Auflösungen stehen in der EXO Serie Varianten mit M42-Mount sowie dem von SVS- Vistek unterstützten MFT-Mount für fokussierbare Objektive zur Auswahl. Somit kann SVS-Vistek seinen Kunden für jede Aufgabe eine optimale Auswahl aus einer großen Objektivpalette bieten und ermöglicht auf diese Weise wirtschaftliche Lösungen aus einer Hand. Hohe Bildfrequenzen In speziellen Tracer-Versionen der EXO Kameras können günstige MFT-Objektive (Micro-Four-Thirds) per GenICam-Kommandos gesteuert werden. Sie ermöglichen die Einstellung von Fokus, Zoom und Blende auf neue Aufgaben innerhalb von Millisekunden. Diese Tracer-Varianten übernehmen die Komplettsteuerung von Beleuchtung und Objektiv. Alle Timings für Sensor, Beleuchtung und Objektiv kommen somit aus einer einzigen Quelle und werden über ein einziges GenICam-Interface gesteuert. Wie bei allen EXO Modellen profitiert der Anwender auf diese Weise von einer schnellen und effizienten Integration in die Applikation. Anwendungsbereiche Die Pregius-Sensoren der neuen Generation von Sony werden im ersten Quartal 2019 verfügbar sein, die darauf basierenden Kameras von SVS-Vistek ab Ende des ersten Quartals. Der kompakte Footprint und die herausragende Bildqualität qualifizieren diese neuen Kameras für viele Anwendungen mit hohen Auflösungen, unter anderem in den Branchen Apparatebau, Verkehrstechnik, Photogrammetrie, Vermessung, Aerial-Mapping, High- End-Sicherheitstechnik sowie für die Solar-, Wafer- und Display- Inspektion. ◄ PC & Industrie 4/2019 21

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