Neue Wege in der Automatisierungstechnik
Bild 04: Die neue ToF-Kamera erlaubt ein „Abbild“ des Automatisierungsprozesses – mit nur einem Sensor. (Quelle: Schmersal)
Bild 05: Füllstands- oder Konturenkontrolle: Die 3D-Kamera lässt sich vielseitig einsetzen und dabei in IIoT-Umgebungen integrieren. (Quelle: Schmersal)
Auf der Sensorebene des Demonstrators zeigt Schmersal seine noch recht neu im Portfolio befindliche ToF-Kamera AM-T100 (Bild 4). Sie ist in einem Kooperationsprojekt mit einem langjährigen Entwicklungspartner entstanden und erzeugt millimetergenaue 3D-Tiefenbilder. Der integrierte Sony-Depth-Sense-Sensor nutzt die Time-of-flight-Technologie (ToF). Bei dieser wird die Laufzeit der ausgesandten Lichtimpulse im Infrarotbereich (850 Nm) gemessen, die an den zu erfassenden Objekten reflektiert werden. Auf diese Weise lässt sich mit hoher Geschwindigkeit ein millimetergenaues 3D-Abbild der Szene erzeugen, das als Punktewolke vorliegt. So kann die Kamera beispielsweise mit einer einzigen Aufnahme die Position und Abmessung eines Objekts ermitteln oder in einen Behälter „hineinschauen“ und dessen Füllstand detektieren (Bild 5). Beide Varianten und ihre Integration in das IIoT-Umfeld der Automatisierungstechnik werden auf der SPS gezeigt.
Datenauswertung in Echtzeit, einfache Konfiguration
Dass die 3D-Kamera exakt für solche anspruchsvollen IIoTAnwendungen entwickelt wurde, zeigt ihr Eigenschaftsprofil. Mit der AM-T100 ist auch eine Volumenermittlung von Stückgütern möglich sowie die Überwachung von zum Beispiel Bereitstellungsflächen in den Bereichen Produktion, Montage, Lager und Kommissionierung aus der Vogelperspektive. Andere Aufgabenstellungen sind die Erfassung von Abmessungen und der Oberflächenbeschaffenheit. Durch eine leistungsstarke IR-Beleuchtung und eine Bildauflösung von 640 × 480 Pixeln erreicht die AM-T100 dabei einen Sichtbereich von 67 ° × 51 ° bei einer Reichweite bis zu 8,3 m.
Wirklich leistungsfähig wird die 3D-Kamera aber erst durch ihre Software. Mit ihr kann der Anwender unter anderem drei dimensionale Zonen im Raum definieren und überwachen – in Echtzeit und auch als Bewegtbild. Das eröffnet vielfältige Automatisierungslösungen in der Logistik und der Linienfertigung. Hoch performante Algorithmen ermöglichen eine Vorfilterung der Daten, sodass die Kamera an verschiedene Umgebungsbedingungen optimal angepasst werden kann. Die erfassten Bilddaten werden über die Standard-Datenschnittstelle GenICam übertragen und können mit dem firmeneigenen Software Development Kit (SDK) von gängigen Bildverarbeitung-Softwareprogrammen ausgewertet werden. Beim IIoT-Demonstrator auf der SPS wird dies mit der Software Halcon von MVTech realisiert.
3D-Bildverarbeitung mit IIoT-Anbindung: Ein „perfect match“
Die 3D-ToF-Kamera erweitert das Schmersal-Portfolio in der Optoelektronik und Automatisierungstechnik um eine Technologie mit großen Wachstumsperspektiven. Der Grund: Sie ermöglicht ein effizientes Monitoring mit nur einem Sensor – zunächst in der Automatisierungstechnik der Smart Factory, zu einem späteren Zeitpunkt auch in der Maschinensicherheit. Darüber hinaus bietet sie die Möglich-keit, die Daten per IIoT in die IT-Infrastruktur des Shopfloors zu integrieren, zum Beispiel als Ausgangsbasis zur Ermittlung von produktionsbezogenen KPI. Genau das wird der Demonstrator in Nürnberg live zeigen, ebenso die Anbindung in Edge- und Cloud-Umgebungen.
Literatur
- K.A. Schmersal GmbH & Co. KG, Wuppertal: www.schmersal.com