Wo kann das neue GigE Vision Kamerakonzept punkten?

Industriekameras sind nur eine Komponente auf dem Weg zur Lösung einer Bildverarbeitungsanwendung. Es gibt eine Vielzahl von Komponenten und Anbietern auf dem Markt, die getestet, beschafft, integriert, verdrahtet, gewartet und im Falle einer Abkündigung ersetzt werden müssen. Mit der IXG geht Baumer den umgekehrten Weg: eine Komponente statt vieler – optimal aufeinander abgestimmt, hoch integriert und mit IP 67. Das Ziel: Bildverarbeitung soll viel einfacher werden. In diesem Fachbericht wird die Frage für Entscheidungsträger und Entwickler untersucht: Welche Vor- und Nachteile sind zu erwarten? 

Die Realisierung einer Bilderfassung ist nicht nur technisch komplex. Es gibt auch die Herausforderungen der Beschaffung, Integration, Installation, Systemkosten und langfristigen Verfügbarkeit. Vielversprechend ist daher die Möglichkeit, die Bilderfassung so einfach wie bei Smart Vision mit nur einer einzigen Hardware zu lösen. Die Bildverarbeitung erfolgt wie gewohnt auf einem Hochleistungs-PC mit allen Freiheitsgraden – inklusive optimal ausgewählter oder sogar unternehmensspezifischer Software.  

Smart Vision-Anwendungen zeigen, dass «All-In-One» oft ein guter Kompromiss ist. Diesen Ansatz verfolgt Baumer nun auch bei PC-basierten Kameras, um die Vorteile beider Welten zu vereinen: Einfachheit, Leistung und Flexibilität. Der Hauptvorteil des Konzepts liegt darin, dass Montage und Bilderfassung an die Einfachheit von Vision Sensoren erinnern, während die leistungsfähige Auswertung von PC-Systemen übernommen wird. 

Neue Produktklasse erlaubt einfache Installation 

Die Baumer IXG ist eine All-In-One-Kamera, bei der zusätzlich zum Bildsensor auch Objektiv (6 mm, 8 mm oder 16 mm), Autofokus und eine weiße LED-Beleuchtung in einem kleinen IP67-Gehäuse mit 5 cm Kantenlänge integriert sind. Display und LEDs sorgen für nutzerfreundliche Einrichtung und Betrieb. Die Ausführung in Schutzart IP 67 ist kompatibel zu oft eingebauten Sensoren wie Lichtschranken, komplexe Umgehäuse sind nicht mehr erforderlich. 

Der große Vorteil eines geschlossenen Systems ist die einfache und damit meist fehlerfreie Installation einer einzigen, bereits geprüften Komponente – sogar ohne spezielles Know-how. Die vollständige Steuerung über GigE Vision Kommandos schützt vor unbefugter Objektivverstellung, erlaubt einen versteckten Einbau und bietet auch die Basis für das Tracking aller Änderungen und somit eine hohe Prozesssicherheit. 

GigE Vision-Schnittstelle für vielseitige Nutzung  

Als Schnittstelle wird mit GigE Vision ein Standard unterstützt, der das Tor zur Welt der Kamerasysteme, Bildverarbeitungs-PCs und Software öffnet. Damit ist es nicht nur möglich, leistungsstarke und flexible PCs für die Bildverarbeitung zu nutzen. Auch Mehrkamerasysteme oder nachträglich ergänzte Zusatzkameras sind so schnell und einfach realisierbar.  

Beleuchtung und elektromechanischer Autofokus kompakt integriert 

Die Beleuchtung ist für eine optimale Ausleuchtung segmentierbar und unterstützt Applikationen bis 1000 mm Arbeitsabstand. Auch können externe Spezialbeleuchtungen gesteuert werden, um applikativ flexibel zu sein. Der Autofokus ist elektromechanisch und damit für eine langzeitstabile Fokussierung thermisch unempfindlich ausgelegt. Er vereinfacht die Ersteinrichtung und unterstützt den Abstandswechsel bei einem anderen Fertigungslos. Er ist nicht für Anwendungen gedacht, bei denen jedes Objekt für kurze Zeit fokussiert wird – und die normalerweise Flüssiglinsen vorbehalten sind. 

Mit dem optionalen Polarisationsfilter lassen sich bei glänzenden Objekten aus Metall oder Folie Reflektionen unterdrücken, um die Auswertesicherheit zu erhöhen. Die IXG lässt sich branchenübergreifend in zahllosen Applikationen einsetzen, wie zur Qualitätskontrolle, Anwesenheits- und Vollständigkeitskontrolle oder zur Identifizierung. Die rein elektrische Einstellung ermöglicht auch die Protokollierung der eingestellten Werte bei entsprechender Software, wie sie in einigen Branchen, z. B. in der Pharmazie, gefordert wird. 

Die kleine Bauform ermöglicht ein platzsparendes Design für einen geringen Anlagenfootprint – wichtig für Maschinen in Reinräumen. Neben der Erstausrüstung ist die Kamera auch für Upgrades, wie die Nachrüstung von Track & Trace in der Pharma- und Lebensmittelindustrie oder Positionieraufgaben interessant. 

PC-Leistung trifft Smart Vision Einfachheit 

Für die Bildverarbeitung ist ein PC mit PC-Software eines Drittanbieters erforderlich. Dies ermöglicht eine breite Skalierbarkeit in Bezug auf Flexibilität und Auswertungsgeschwindigkeit, einschließlich KI-Rechenleistung. Die freie Wahl der Software eröffnet viele Möglichkeiten, anwendungsspezifische Benutzeroberflächen, Backup-Lösungen, Zugriffskontrolle, Protokollierung von Änderungen und nicht zuletzt eine tiefe Einbindung in die eigene Steuerung. Die IXG-Hardware unterstützt dies, da alle Einstellungsänderungen über Kommandos vorgenommen werden. 

Noch interessanter wird dieses Konzept, wenn eine bestehende Anwendung bereits mit einem PC realisiert wurde und nun erweitert werden soll. Typischer Anwendungsfall: Als neue zusätzliche «Track & Trace» Aufgabe soll ein Objekt an einer bestimmten Position mit Hilfe eines DataMatrix-Codes identifiziert werden. In diesem Fall ergänzt die IXG die Anwendung wie ein «Satellit» und wird über GigE Vision Teil davon. Der vorhandene Vision PC wird mitbenutzt. Die bestehende Benutzeroberfläche bzw. Software übernimmt auch die Identifizierung. Möglicherweise können vorhandene Softwarelizenzen genutzt werden. Dies ist in mehrfacher Hinsicht wirtschaftlich. 

Limitierende Faktoren 

Die geringe Größe und die Auswahl der Komponenten bringen Vor- und Nachteile mit sich. Dank der kompakten Abmessungen passt die IXG in Bauräume, die bisher für GigE Vision Kameras plus Beleuchtung zu eng waren. Die Beleuchtung ist durch die Frontfläche begrenzt. Grenzen werden erreicht, wenn ein Polfilter, der 75 % des Lichts absorbiert, zusammen mit der kürzesten Belichtungszeit verwendet werden muss. Hier sollten Abhilfemaßnahmen wie das Schrägstellen der Kamera ohne Filter oder eine zusätzliche Beleuchtung in Betracht gezogen werden. Die von anderen Baumer Kameras abweichende Technologie kann mit deren Werten bezüglich Triggerverzögerung und Jitter nicht ganz mithalten, was für einen großen Teil an Anwendungen unkritisch ist, aber dennoch mit bedacht werden sollte. 

Generell ergänzt die IXG das Baumer Portfolio als Kameralösung für Mainstream-Anwendungen – wenn es passt, können die oben beschriebenen Vorteile genutzt werden. Wenn es nicht passt, bietet das umfangreiche Baumer Portfolio alternative Lösungen – ein einzigartiger Ansatz. 

Einfache Integration und kürzere Time-to-Market 

Die Kameras der neuartigen Baumer IX-Serie eignen sich für eine Vielzahl von Mainstream-Anwendungen. Sie schlagen eine Brücke zwischen der hohen Leistung von PC-Systemen und der Einfachheit von Smart Vision. Der Benutzer profitiert von einem «Plug & Play» Produkt von geringer Größe, das auch mit begrenztem Know-how integriert werden kann. Statt mehrerer Komponenten genügt eine einzige, Das vereinfacht die Beschaffung und reduziert Platzbedarf sowie Kosten. Letztendlich wird eine kürzere Markteinführungszeit erreicht und interne Entwicklungsressourcen werden für Kernaufgaben freigesetzt. Der Einsatz eines PCs ermöglicht neben einer hohen Leistungsfähigkeit auch eine gewisse Freiheit bei der Wahl der Software, anwendungsspezifischen Anpassungen und der Protokollierung. Wie üblich müssen die Vor- und Nachteile abgewogen werden. Wo die Kamera eingesetzt werden kann, ist der Aufwand für die Bilderfassung deutlich geringer.