Nachbericht zur SPS 2019 aus Sicht der industriellen Bildverarbeitung

  • Die SPS 2019 bot auch Fachleuten der Bildverarbeitung so einiges.Die SPS 2019 bot auch Fachleuten der Bildverarbeitung so einiges.

Die Automatisierungsmesse SPS bot auch für Bildverarbeitungs-­Interessierte so manche Neuheit. Neben Vision-Sensoren waren auch Anbieter von Embedded-Systemen vor Ort. Und dazu kamen einige beachtenswerte Entwicklungen vonseiten zweier Steuerungs­hersteller, die erstmals auf der SPS 2019 ihre diesbezüglichen Produkte der breiten Öffentlichkeit zeigten. Und nicht zuletzt machte sich auch ein Feldbus auf, die Welt der ­Bildverarbeitung zu erobern.

Die SPS 2019 oder „Smart Production Solutions“, wie sie neuerdings heißt, setzte im vergangenen Messe­jahr einen durchaus gelungenen Schlusspunkt. Die Besucherzahl ging zwar im Vergleich zum sehr erfolgreichen Jahr 2018 mit einem Minus von 6,5 Prozent auf 65.700 deutlich zurück. Und auch die Zahl der Aussteller sank auf 1.631 – 2,6 Prozent weniger als noch 2018. Trotzdem wuchs die Ausstellungsfläche auf 136.000 m2 (plus 4,6 Prozent). Soviel zu den offiziellen Zahlen. Ob die Automatisierungsmesse aber nun besser oder schlechter als die vorherige war, oder zumindest gut genug, um nach Nürnberg zu fahren, das hängt von vielen individuellen Faktoren jedes Besuchers ab. Aus Bildverarbeitungssicht war das Angebot und die Neuheiten in jedem Fall reichhaltig genug, um locker einen ganzen Messetag zu füllen. Die Besuche von (früheren) Geschäftspartnern, Bekannten und vielleicht auch freundschaftlich verbundenen Unternehmen nicht eingerechnet.

Kameraneuheiten

Zu den spannenden Produkten gehörte sicherlich der Visionsensor Visor Robotic von Sensopart. Das Gerät ist die speziell für Roboteranwendungen angepasste Version der Visor-Baureihe. Diese verfügt über einen Ziellaser der Laserklasse 1, der die Inbetriebnahme des Sensors vereinfacht. Ebenfalls in Richtung einfaches Einrichten wirkt die per Software steuerbare motorische Fokusverstellung. Die Auflösung beträgt 0,5 Megapixel (Variante V10) bzw. 1,5 Megapixel (V20), wahlweise mit Color-Bildchip. Die Beleuchtung übernehmen acht integrierte Hochleistungs-LEDs. Schnittstellenseitig unterstützt der Visor unter anderem die Protokolle sFTP, SSH, EtherNet/IP und Profinet Conformance Class B. Zum Einsatz kommt der Visor Robotic etwa in Pick-n-Place-Anwendungen.

Neben der Zuführung mittels Universaltrays lässt sich auch das Entnehmen von ungeordneten Bauteilen aus einer Kiste oder einem Feeder umsetzen.
Baumer zeigte auf der SPS 2019 unter anderem die mit dem Precision Time Protocol (PTP) nach dem IEEE 1588 Standard ausgestatteten Kameras der LX- und CX-Serie. Damit lässt sich der der Zeitpunkt der Aufnahmen über das Ethernet-Netzwerk mit anderen Teilnehmern synchronisieren, um beispielsweise auf schnelllaufenden Förderbändern ein defektes Bauteil zu identifizieren und auszuschleusen. Die Kameras lassen sich auf eine 1 µs genau synchronisieren und unterstützen den Master und Slave Mode sowie Scheduled Action Commands. Letzteres kommt beispielsweise in Anwendungen zum Tragen, in denen die Bilder mehrerer Kameras synchron aus unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen werden müssen.

Infrarot und Embedded Vision

Der Infrarotkamera- und -thermometer-Hersteller Optris präsentierte unter anderem die Kamera PI 08M, die sich mit einer sehr schmalbandigen spektralen Empfindlichkeit von 800 nm für das Überwachen von Laserbearbeitungsprozessen eignet. Dadurch arbeitet die Infrarotkamera ohne zusätzliche Filter gegen Laserstreulicht. Der Messfehler beträgt bei hohen Temperaturen 1,5 Prozent des Messwertes, unterhalb von 1.500°C nur 1 Prozent. Der CMOS-Bildsensor verfügt über eine Auflösung von 764 x 480 Pixeln mit einer maximalen Bildfrequenz von 1 kHz.
Mit der Spectra PowerBox 4000-Serie stellte Spectra einen High Performance Embedded Server vor. Dieser lässt sich hinsichtlich Prozessor-Ausbaustufe und der Erweiterungen an die jeweiligen Aufgaben anpassen. In der höchsten Ausstattungs­variante arbeitet im Inneren ein Intel-Xeon-Platinum-Prozessor mit 28 Kernen und 56 Threads und Deep Learning Boost. Außerdem sind bis zu 768 GB RAM, eine NVMe M.2 SSD mit 500 GB sowie zwei 10G-LAN und weitere vier 1G-LAN-Anschlüsse vorhanden. Je ein PCIe (x16) und PCIe (x8)-Slot nehmen zum Beispiel Profi-Grafikkarten oder KI-Beschleunigerkarten auf. Umfangreiche Funktionen für Management und Überwachung wie IPMI, TPM oder Remote Monitoring erhöhen die Ausfallsicherheit.
Der Sensorhersteller Pepperl+Fuchs präsentierte den neuen Mehrlagenscanner R2300. Der Sensor für die 3D-Objektdetektion in mobilen Anwendungen steckt in einem vergleichsweise kompakten Gehäuse mit einer Höhe von 58 mm und arbeitet mit Lidar-Lasermesstechnik, die vier Scanebenen zugleich auswertet und so Objekte in ihrer Länge, Breite und Höhe detektieren und messen kann. Der R2300 verfügt über einen Messbereichs-Öffnungswinkel von 100°, bietet Messbereiche bis 10 Meter auf helle Objekte und bis zu vier Meter auf dunkle Oberflächen. Außerdem verfügt er über eine Messrate von 50 kHz sowie wählbare Scanraten von 12,5 oder 25 Hz mit bis zu 4.000 Pixeln pro Scan. Die Winkelauflösung beträgt 0,1°. Gedacht ist der Laserscanner insbesondere für Anwendungen in der Intralogistik, im Bereich Mobile Equipment oder der Robotik.

Gigabit auch auf Feldebene

Einen großen Schritt in Richtung Gigabit-Gesellschaft und damit Anwendungen der industriellen Bildverarbeitung machte der Feldbusverband Ethercat Technology Group (ETG): Er präsentierte auf der SPS die Erweiterung Ethercat G. Entwickelt und in die ETG eingebracht hat sie Beckhoff. Der Steuerungs- und Kommunikationsspezialist ist der Entwickler von Ethercat und arbeitet nach wie vor maßgeblich daran. Das „G“ in Ethercat G steht für Gigabit, also eine theoretische Übertragungsrate von 1.000 Mbit/s anstelle der 100 Mbit/s, die das herkömmliche Ethercat erreicht. Auch 10 G, also 10.000 Mbit/s sind möglich, werden allerdings erst deutlich nach dem Release von 1 G außerhalb vom Testbetrieb laufen, heißt es seitens der ETG. Diese ist jetzt dabei, die entsprechenden Spezifikationen um Ethercat G zu ergänzen. Dr. Guido Beckmann, Chairman des ETG Technical Committee, erklärt den Nutzen der höheren Bandbreite: „Mit Ethercat G können nun zusätzlich besonders datenhungrige Anwendungen aus dem Vision- und Messtechnikbereich eingebunden werden.“ Als Erweiterung der Basis-Ethercat-Technologie ist Ethercat G voll kompatibel mit existierenden Ethercat-Netz­werken. Auch auf 100 Mbit/s ausgelegte Geräte lassen sich nahtlos in ein Ethercat-G-System integrieren.

Steuerungsanbieter erschließen Bildverarbeitung

Zu dieser Feldbuserweiterung passt auch, dass Beckhoff seine Steuerungsumgebung Twincat um eine Bildverarbeitungs-Umgebung ergänzt: Twincat Vision ermöglicht es, die im Feldbusnetzwerk integrierte Bildverarbeitungslösung in der gewohnten PC-basierten Steuerungstechnik zu programmieren und zu konfigurieren. Zugleich lassen sich alle aus der Bildverarbeitung abgeleiteten Steuerungsfunktionen in einer Runtime exakt in Echtzeit synchronisieren. Latenzzeiten entfallen, alle Bildalgorithmen werden in Echtzeit ausgeführt.
Apropos Steuerungsanbieter: Auch B&R steigt in die Bildverarbeitung ein. Allerdings im Unterschied zur Konkurrenz mit eigenen Smartkameras und Beleuchtungen. Dennoch sind diese analog zu Beckhoff ins eigene Steuerungsuniversum eingebunden. Die Vision-Lösung besteht aus einem Beleuchtungssystem, Kameras und Bildverarbeitungsalgorithmen. Die Beleuchtung ist wahlweise in die Kameras integriert oder als externes Gerät verfügbar und wird automatisch mit dem Bildeinzug synchronisiert. Sämtliche Hardwarekomponenten benötigen lediglich ein Kabel. Über einen M12-Hybridanschluss werden die Geräte mittels Powerlink in das Maschinennetzwerk eingebunden. Anwender wählen zwischen der passenden Brennweite, Leistungsstufe, Bildsensor (Varianten zwischen 1,3 und 5 MP sind verfügbar) und Blitz-LEDs aus. Sämtliche Kameratypen verfügen über Mehrkernprozessoren (zwei oder vier Kerne) und eine integrierte FPGA-Bildvorverarbeitung. Überdies sind die Kameras auch mit C-Mount verfügbar, um entweder eines von fünf Wechselobjektiven von B&R zu verwenden oder auf Produkte von Drittherstellern zurückgreifen zu können.

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