Steuerungs- integriertes Vision

Bild 5 | Die VUI-Einheiten bieten einen All-in-one-Ansatz, der Kamera, Beleuchtung und Optik in einer Baugruppe vereint.
Bild 5 | Die VUI-Einheiten bieten einen All-in-one-Ansatz, der Kamera, Beleuchtung und Optik in einer Baugruppe vereint.
Bild 5 | Die VUI-Einheiten bieten einen All-in-one-Ansatz,
der Kamera, Beleuchtung und Optik in einer Baugruppe vereint.
Bild 5 | Die VUI-Einheiten bieten einen All-in-one-Ansatz, der Kamera, Beleuchtung und Optik in einer Baugruppe vereint.Bild: Beckhoff Automation GmbH & Co. KG

Mit Beckhoff Vision steht den Maschinenbauern und Endanwendern nun ein komplettes Bildverarbeitungssystem zur Verfügung, das von der Software bis zur Beleuchtung alle erforderlichen Komponenten abdeckt. Nahtlos in die Ethercat-basierte Steuerungstechnik integriert erschließt es den Anwendern deutliche Wettbewerbsvorteile, wie z.B. hochgenaue Synchronisation mit allen Maschinenprozessen, reduzierte Engineering- und Hardwarekosten sowie Vereinfachung bei Inbetriebnahme und Support. Das Vision-Portfolio umfasst nun ergänzend zur Software Twincat Vision auch Flächenkameras, C-Mount-Objektive, Multi-Color-LED-Beleuchtungen (Balken-, Flächen- und Ringbeleuchtung) sowie die Kompletteinheiten VUI (Vision Unit Illuminated) bestehend aus Kamera, Beleuchtung und fokussierbarer Optik.

Bild 2 | Die Multi-Color-LED-Beleuchtungen in drei Bauformen (hier: Flächenbeleuchtung VIP2000) stellen im Bildverarbeitungsprozess die unerlässliche Grundlage für exakte Auswertungen dar.
Bild 2 | Die Multi-Color-LED-Beleuchtungen in drei Bauformen (hier: Flächenbeleuchtung VIP2000) stellen im Bildverarbeitungsprozess die unerlässliche Grundlage für exakte Auswertungen dar.Bild: Beckhoff Automation GmbH & Co. KG

Leistungsfähige GigE-Kameras

Die Farb- und monochromen Flächenkameras der Reihe VCS2000 bieten bis zu 24MP Auflösung mit Sony-Sensoren (3,45 und 2,74µm-Pixelraster). Die Kameras eignen sich dank hohen Bildraten und einer 2,5GBit/s Bilddatenübertragung ideal für automatisierte optische Prüfaufgaben und eine exakte Produktverfolgung in Ethercat-synchronisierten Applikationen. Dank der 2,5-Gbit/s-Übertragungsrate lässt sich eine erhöhte Bildwiederholrate effizient nutzen und eine schnelle Reaktionszeit mit industrieller LAN-Technologie bei beliebigen Leitungslängen realisieren. Zudem ist das Vision-System optimal auf die Industrie-PCs von Beckhoff abgestimmt. Der Objektivschutztubus der Kameras mit thermisch gehärtetem Antireflexglas sichert die Unveränderlichkeit der Fokuslage und sorgt für eine hohe Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln und Handhabungseinflüssen.

Bild: Beckhoff Automation GmbH & Co. KG

Robuste C-Mount-Objektive

Der Fokus und die Festblende der hochauflösenden C-Mount-Objektive der Serien VOS2000 und VOS3000 sind leicht einstellbar und lassen sich über Schrauben präzise arretieren. Ebenso verfügen die Objektive über eine Breitbandentspiegelung von 420 bis 1.050nm, die auf die Multi-Color-LED-Beleuchtungen abgestimmt ist. Die Vibrations- und Schockfestigkeit bis 10g ermöglicht überdies zuverlässige Messungen für den sichtbaren und den NIR-Bereich. Die Objektivserie VOS2000 ist geeignet für die Bildsensoren bis zu einem Format von 2/3″, während die VOS3000 für höchste Bildauflösungen bei einem Bildkreis bis zu 1,2″ ausgelegt sind. Zudem verfügt die VOS3000 über eine hervorragende Korrektur der chromatischen Aberration für den Spektralbereich bis 850nm.

Flexible und

hochpräzise Beleuchtung

Die Multi-Color-LED-Beleuchtungen in den Ausführungen Balken- (VIB2000), Flächen- (VIP2000) und Ringbeleuchtung (VIR2000) erzeugen auch im spektral anpassbaren Pulsbetrieb konstante Lichtverhältnisse. Die Lichtfarbe einer Beleuchtungsbaugruppe kann objektbezogen farb- und helligkeitsspezifisch eingestellt werden. Durch die Mischung der einzelnen Farbkanäle lässt sich spektral lückenloses weißes Licht erzeugen. Die Integration in Ethercat ermöglicht die individuelle Einstellung der Lichtfarbe und der Helligkeit sowie die Triggerung für jedes einzelne Prüfobjekt. Die hochpräzise Ansteuerung und eine effiziente Elektronik minimieren zudem den Energiebedarf. Die Einkabellösung Ethercat P mit der Distributed-Clocks-Funktion und die Leistungselektronik ermöglichen hochgenau und ohne unnötige Beleuchtungszeiten die Synchronisation mit allen Maschinenprozessen. Blaue LED-Chips als Basis bieten außerdem eine hohe Lichtleistung und Temperaturstabilität. Durch den Ethercat-gesteuerten Blitzbetrieb reduzieren sich sowohl die Netzteilleistung als auch der Kühlaufwand und es sinkt der Energieverbrauch der Beleuchtung.

Bild 1 | Die neuen Vision-Hardware-Komponenten von Beckhoff zeichnen sich durch robustes und ansprechendes Design sowie hohe Skalierbarkeit und Langzeitverfügbarkeit aus.
Bild 1 | Die neuen Vision-Hardware-Komponenten von Beckhoff zeichnen sich durch robustes und ansprechendes Design sowie hohe Skalierbarkeit und Langzeitverfügbarkeit aus.Bild: Beckhoff Automation GmbH & Co. KG

Komplettlösung mit fokussierbarer Optik

Die Vision Unit Illuminated ist eine kompakte Einheit aus Kamera, Beleuchtung und fokussierbarer Optik mit Liquid-Lens-Technologie, die alle Funktionskomponenten in einem IP65/67-Gehäuse gekapselt hat. Der Ethercat P-Anschluss der VUI ist seitlich orientiert und ermöglicht die Montage mit geringer Bautiefe in der optischen Achse, wobei große Montageflächen eine gute Wärmeableitung sicherstellen. Durch den ebenfalls seitlich angeordneten Erdungsanschluss lassen sich zudem Erdungs- und EMV-Konzepte leicht umsetzen. Zur Bildaufnahme steuert die SPS über Ethercat alle Einstellungen der einzelnen Funktionskomponenten (Kamera, Beleuchtung, Objektiv) zur Laufzeit hochpräzise und exakt synchronisiert zu allen Prozessen in der Applikation. So erfolgt die direkte Anpassung an unterschiedliche Arbeitsabstände über die elektronische Einstellung der Fokuslage. Die Lichtfarbe sowie Intensität und Länge des Lichtpulses bzw. die Parameter der Kamera zur Bildaufnahme sind ebenfalls über Ethercat ansteuerbar.

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