Inspector I10, I20, I40

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1 BETRIEBSANLEITUNG Inspector I10, I20, I40 Vision-Sensor

2 VSPI-1R111 (I10 Standard), VSPI-1D111 (I10 Dome), VSPI-2F111 (I20 Flex), VSPI-2D111 (I20 Dome), VSPI-4F2111 (I40 Flex) WARNUNG Der Inspector ist mit einer LED- Beleuchtung ausgestattet, die als Lampensystem der Risikogruppe 1 (Geringes Risiko) gemäß IEC 62471:2006 betrachtet werden muss Warnung vor optischer Strahlung sichtbares LED Licht, λ = nm Nicht in den Strahl blicken! Risikogruppe 1 (Geringes Risiko) nach IEC 62471:2006 VSPI-2F121 (I20-UV Flex), VSPI-4F2311 (I40-LUT Flex) WARNUNG Der Inspector ist mit einer LED- Beleuchtung ausgestattet, die als Lampensystem der Risikogruppe 1 (Geringes Risiko) gemäß IEC 62471:2006 betrachtet werden muss Warnung vor optischer Strahlung UV LED Licht, λ = 385 nm Nicht in den Strahl blicken! Risikogruppe 1 (Geringes Risiko) nach IEC 62471:2006 VSPI-2F141 (I20-IR Flex), VSPI-4F2411 (I40-IR Flex) BEMERKUNG Der Inspector ist mit einer LED- Lichtquelle ausgestattet, die als Beleuchtungssystem der Gefahrengruppe 0 / gefahrenfrei (keine Gefahren) gemäß IEC 62471:2006 einzustufen ist. BEMERKUNG: DIESES PRODUKT SENDET IR-STRAHLUNG AUS GEFAHRENGRUPPE 0 (KEINE GEFAHR) gemäß IEC 62471:2006 IR-LED-Licht λ= 850 nm HAFTUNGSAUSSCHLUSS SICK nutzt für seine Produkte (z. B. IO Link, Industrie-PCs) IP-Standardtechnologie. Hierbei wird besonders Wert auf die Verfügbarkeit von Produkten und Dienstleistungen gelegt. SICK geht stets davon aus, dass die Integrität und Vertraulichkeit der Daten und Rechte im Rahmen der Nutzung der oben genannten Produkte von den Kunden selbst sichergestellt wird. In sämtlichen Fällen werden die geeigneten Sicherheitsmaßnahmen, wie Netzwerktrennung, Firewalls, Antivirenschutz, Patch-Management etc., stets vom Kunden selbst den jeweiligen Umständen entsprechend implementiert. SICK AG Alle Rechte vorbehalten /

3 Betriebsanleitung Inhalt Inhalt Einleitung 6 1 Übersicht Prüfung Einlernen Objektfinder Eingelernte Konturen Übereinstimmung einstellen Detailprüfungen Pixelzähler Kantenpixelzähler Kontur Muster Ergebnisse und Ausgänge Interne digitale Ausgänge Ergebnisse über EtherNet/IP Eingänge Prüfungen triggern Encoder verwenden Referenzobjekt lernen Referenzobjekt auswählen...21 Bedienung 22 6 SOPAS und Inspector konfigurieren SOPAS installieren Inspector anschließen Verbindungsassistent Synchronisieren Vorbereitungen Fokus und Belichtung einstellen Referenzobjekt lernen Objektfinder konfigurieren Detailprüfungen hinzufügen Konfiguration testen Ausgänge konfigurieren Prüfung starten oder weitere Referenzobjekte hinzufügen Bild aufnehmen Fokus einstellen Bild einstellen Beleuchtung verwenden Bildaufnahme triggern Bildgröße/Sichtfeld einstellen Prüfqualität verbessern Finden von Objekten verbessern Detailprüfungen verbessern Referenzbild ersetzen Umgebungsbedingungen Prüfergebnisse konfigurieren Digitale Ausgänge aktivieren Inspector I Digitale Ausgänge aktivieren Inspector I20/I Ausgangsverzögerung setzen Ausgangshaltezeit einstellen Ausgangssignale invertieren Ausgänge aktivieren und deaktivieren Ergebnisse über EtherNet/IP Prüfgeschwindigkeit erhöhen Bildgröße reduzieren Objektfinder einstellen Belichtungszeit verringern Detailprüfungen anpassen Ohne Lokalisierung von Objekten arbeiten Verwendung externer digitaler Eingänge oder Ausgänge einschränken Mit mehreren Objekten arbeiten Weitere Objekte lernen Das gewünschte Referenzobjekt auswählen Referenzobjekte kopieren Einstellungen für mehrere Referenzobjekte / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 3

4 Inhalt Betriebsanleitung 13 Ohne Computer lernen Digitale Eingänge verwenden Bild-Trigger anschließen Encoder anschließen Externes Lernen Referenzobjekte über die Eingänge auswählen Ethernet/IP verwenden Verbindung einrichten Prüfergebnisse vom Inspector abrufen Inspector über EtherNet/IP steuern Umgang mit Gerätedaten (Einstellungen) Gerätedaten im Inspector speichern (im Flash-Speicher) Gerätedaten im Computer speichern Gespeicherte Gerätedaten verwenden Gerätedaten zu einem anderen Inspector kopieren Grundeinstellungen wiederherstellen Bilder protokollieren und speichern Bildprotokoll verwenden Live-Bilder im Computer speichern Bilder mittels FTP speichern Simuliertes Gerät verwenden Simuliertes Gerät starten Simuliertes Gerät steuern Bilder zur Verwendung auswählen Gerätedaten vom simulierten Gerät zu einem Inspector kopieren Ergebnisse und Statistiken Ergebnisse Statistik Status der I/O-Box Netzwerkadresse konfigurieren Netzwerkadresse ansehen Netzwerkadresse ändern Programmoberfläche Hauptfenster Live-Bild-Ansicht Live-Bild-Ansicht Simuliertes Gerät Referenzbild-Ansicht Ansicht Protokollierte Bilder Einstellungen Bildaufnahme Bildqualität Beleuchtungsoptionen Bild-Triggerung Bildgröße Objektfinder konfigurieren Einstellungen für Übereinstimmung Detailprüfungen konfigurieren Pixelzähler Kontur Kantenpixelzähler Musterprüfung Einstellungen Ausgang Einstellungen Ausgang Inspector I Einstellungen Ausgang Inspector I20/I Allgemeine Einstellungen für die Ausgänge Ergebnisse Palette Ergebnisse Inspector I Palette Ergebnisse Inspector I20/I Statistik Einstellungen Eingang Einstellungen Eingang Inspector I I/O-Konfiguration Inspector I I/O-Konfiguration Inspector I Bilder auf FTP speichern Protokolleinstellungen Geräteinformationen SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /

5 Betriebsanleitung Inhalt 32 Menüs und Werkzeugleiste Menü Datei Menü Bearbeiten Menü Inspector Menü Kommunikation Menü Ansicht Menü Extras Menü Hilfe Werkzeugleiste Statusleiste...87 Anhang Technische Daten Maßbild Anschlüsse des Inspector LED-Beschreibung Technische Daten Bestellinformationen für Zubehör Lieferumfang Inspector I Lieferumfang Inspector I Lieferumfang Inspector I Systemanforderungen Objektiv wechseln Farbfilter montieren Domzubehör montieren I/O-Box verwenden Physikalische Netzwerkverbindung Konfiguration der IP-Adresse an der I/O-Box I/O-Box im Programm SOPAS Inspector konfigurieren I/O-Box aktivieren Eingänge und Ausgänge anschließen Hilfe bei Störungen EtherNet/IP-Referenz Eingangsassembly Ausgangsassembly Terminologie Index / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 5

6 Einleitung 1 Übersicht Betriebsanleitung Einleitung Über diese Bedienungsanleitung Hauptteile der Bedienungsanleitung: Einleitung Kapitel 1 5. Bedienung Kapitel 6 20, einschließlich Konfiguration, Installation und Start. Programm Kapitel 21 32, Ansichten, Menüs, Werkzeuge usw. Anhang Kapitel 33 40, einschließlich Technische Daten, Terminologie und Index. 1 Übersicht Die Geräte Inspector I10, I20 und I40 bilden eine Gruppe von Vision-Sensoren für Prüfungen bei hoher Geschwindigkeit. Mit Hilfe des zuverlässigen Objektfinderalgorithmus werden Objekte unabhängig von deren Position, Drehwinkel oder Größe erkannt. Einrichtung und Überwachung des Inspector erfolgen mit dem leicht zu bedienenden Programm SOPAS Inspector. Inspector und Computer können über Industrial Ethernet miteinander verbunden werden, wodurch auch im Betrieb die Überwachung über das Netzwerk möglich ist. Der Inspector I10 stellt das Basismodell dar. Er kann bis zu 16 verschiedene Referenzobjekte gleichzeitig speichern. Das Umschalten zwischen den Referenzobjekten geschieht über vier digitale Eingänge oder über die Objektauswahl in SOPAS Inspector. Bei jedem Objekt kann der Inspector bis zu 32 Merkmale gleichzeitig prüfen. Das Objektivkonzept des Inspector I20 ist flexibel, so dass das Objektiv gewechselt werden kann, um andere Arbeitsabstände und Sichtfelder zu erhalten. Darüber hinaus verfügt das Gerät über folgende zusätzliche Funktionen: Ausgangsfunktionen durch logische Verknüpfungen. Ausgangssignale können auf Basis logischer Verknüpfungen von Ergebnissen mehrerer Detailprüfungen gesetzt werden. Unterstützung für zusätzliche digitale Eingänge und Ausgänge über eine externe I/O-Box. Dadurch können zusätzlich zu den drei verfügbaren Ausgängen beim I10 noch 16 zusätzliche Ausgänge aktiviert werden sowie 4 zusätzliche Eingänge für die Objektauswahl. Der Funktionsumfang des Inspector I40 entspricht dem des Inspector I20, jedoch sind folgende zusätzliche Funktionen verfügbar: Höhere Auflösung für stabile Prüfungen mit hoher Auflösung (640 x 480 Pixel (VGA) anstelle von 384 x 384 Pixel). Muster, ein zusätzliches verlässliches Prüfwerkzeug für die Mustererkennung. Speichern von Bildern mit FTP, zur externen Speicherung vom Inspector geprüfter Bilder auf einem FTP-Server. Möglichkeit der Steuerung des Inspector I40 und des Abrufs von Ergebnissen vom Inspector I40 unter Verwendung des EtherNet/IP-Standards. Erhöhung der Anzahl von Referenzobjekten von 16 auf 32. Der Inspector ist in drei verschiedenen Gehäusevarianten verfügbar: Standard Festes Objektiv, weiße Ringbeleuchtung. Dome Festes Objektiv, feste weiße Dombeleuchtung für die Prüfung glänzender Objekte. Flex Wechselobjektiv und Wechsel-Frontscheibe. Frontscheibe kann durch Farbfilter oder weiße Dombeleuchtung ausgetauscht werden. 6 SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /

7 Betriebsanleitung 1 Übersicht Einleitung I10 I20 I40 Standard x - - Dome x X - Flex - X X Abbildung Inspector Flex, Standard und Dome 1.1 Prüfung Die Prüfung mit dem Inspector läuft folgendermaßen ab: Zuerst wird das Objekt im Sichtfeld lokalisiert. Danach werden Objektdetails geprüft, um Fehler zu erkennen. 1. Lokalisieren 2. Details prüfen Detailprüfung Abbildung Der Inspector lokalisiert ein Objekt und prüft es anschließend. Der Inspector stuft ein Objekt als gut ein, wenn es gefunden wird und die Detailprüfungen keine Fehler ergeben. Wenn eine Detailprüfung einen Fehler ergibt, wird das Objekt insgesamt als fehlerhaft eingestuft. Der Inspector zeigt das Prüfergebnis standardmäßig durch Aktivierung der Ausgänge wie folgt an: Ausgang Kontakt LEDFunction Ausgang aktiv bei Out1 4 Blau Nicht gefunden Das Objekt wurde nicht gefunden oder eine Detailprüfung lag außerhalb des Sichtfeldes. Out2 6 Rot Detailfehler Das Objekt wurde gefunden, aber mindestens eine Detailprüfung lieferte einen Fehler. Out3 7 Grün Alle OK Das Objekt wurde gefunden und keine Detailprüfung lieferte einen Fehler / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 7

8 Einleitung 1 Übersicht Betriebsanleitung Alle OK Detailfehler Nicht gefunden Abbildung Objekt fehlerfrei, fehlerhaft und nicht gefunden Der Inspector kann auch zur reinen Suche von Objekten ohne anschließende Prüfung eingesetzt werden. Dies ist der Fall, wenn sich ein neuer Inspector im Lernmodus ohne Verwendung eines Computers befindet, oder wenn neben dem Objektfinder keine weitere Detailprüfung eingerichtet wurde. Ebenso kann der Inspector nur für Detailprüfungen eingesetzt werden, ohne Objektlokalisierung. In diesem Fall wird die Prüfung an einer festen Position des Sichtfeldes durchgeführt, unabhängig davon, wo sich das Objekt befidnet. Dies erlaubt höhere Prüfgeschwindigkeiten, die Prüfung ist aber nicht mehr unabhängig von Lage, Drehwinkel und Größe. Alle OK Detailfehler Alle OK Abbildung Wenn der Inspector ohne Lokalisierung prüft, werden die Prüfungen immer im selben Bereich des Sichtfeldes durchgeführt. 1.2 Einlernen Vor jeder Prüfung muss dem Inspector mindestens ein Referenzobjekt eingelernt werden. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Mit SOPAS Inspector Mit SOPAS Inspector können Sie eine Verbindung vom Computer zum Inspector herstellen. Sie können die vom Inspector aufgenommenen Bilder sehen, neue Referenzobjekte lernen, Detailprüfungen hinzufügen und ändern und weitere Einstellungen vornehmen. 8 SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /

9 Betriebsanleitung 1 Übersicht Einleitung Abbildung Das Hauptfenster von SOPAS Inspector. Ohne Computer In der Werkseinstellung kann der Inspector durch Aktivierung des Eingangs In2 für mehr als 3 Sekunden in den Lernbetrieb gesetzt werden. Während des Lernbetriebs können Sie den Fokus justieren und die Objektpositionen bestimmen. Die LED Function kann als Hilfe bei der Fokussierung und Positionierung verwendet werden. Abbildung Lernen ohne Verwendung eines Computers. Wenn der Eingang In2 deaktiviert wird, lernt der Inspector jedes Objekt im Sichtfeld und startet die Prüfung. Das Ergebnis ist entweder OK, wenn das Objekt lokalisiert wurde, oder Nicht gefunden, wenn das Objekt nicht lokalisiert wurde. Alle OK Alle OK Nicht gefunden Abbildung Im Lernbetrieb lernt der Inspector in der Grundeinstellung jedes Objekt im Sichtfeld. Wenn der Inspector zuvor konfiguriert wurde, wird das Referenzobjekt ersetzt und das neue Objekt gelernt. Die vorherige Konfiguration des Objektfinders wird jedoch beibehalten (z. B. die Größe der Region und der Drehwinkel) sowie die Konfiguration für die Detailprüfungen. Beachten Sie, dass der Inspector I40 auch über EtherNet/IP in den Lernbetrieb gesetzt werden kann / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 9

10 Einleitung 2 Objektfinder Betriebsanleitung 2 Objektfinder Der Objektfinder wird im Lernbetrieb eingesetzt, um das Prüfobjekt einzulernen. Jedes Referenzobjekt kann höchstens einen Objektfinder verwenden. Während des Normalbetriebs lokalisiert der Inspector das Objekt, indem er im Sichtfeld nach dessen Konturen sucht. Die Konturen werden innerhalb des Objektfinderbereichs gesucht. Bei SOPAS Inspector werden die verwendeten Konturen im Bild durch Umrisslinien markiert und über das Objekt gelegt, um zu zeigen, wo das Objekt gefunden wurde. Abbildung Objektfinder mit markierten Konturen. 2.1 Eingelernte Konturen Die Definition der zu findenden Konturen erfolgt mit Hilfe von zwei grundsätzlichen Einstellungen: Passen Sie die einzulernenden Konturen in dem Register Objektfinder mit Hilfe der Schieberegler Kantenstärke an. Passen Sie die Größe, die Lage, die Form und die Drehlage mit Hilfe der Maus an. Verwenden Sie anschließend Masken, um bestimmte Bereiche auszuschließen. Gehen Sie nach folgender Faustregel vor, um die Lokalisierung zu optimieren: Markieren Sie Konturen auf dem gesamten Objekt, aber vermeiden Sie Markierungen außerhalb des Objekts. Starke Konturen (hohe Grauwertdifferenz) sind wichtiger als schwache Konturen (geringe Grauwertdifferenz). Es ist nicht notwendig, dass alle Konturbereiche erkannt / respektive markiert werden. Der Inspector wird das Objekt in der Regel trotzdem finden. 10 SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /

11 Betriebsanleitung 2 Objektfinder Einleitung OK Ausreichende Anzahl von gelernten Konturen Schlecht Zu wenige Konturen Schlecht Zu viele Konturen sowie Konturen auf dem Hintergrund Hinweis Größe und Form des Objektfinderbereichs haben keinen Einfluss auf die Prüfgeschwindigkeit im Inspector I10/I20, jedoch führt ein kleinerer Bereich im Inspector I40 in den meisten Fällen zu einer erhöhten Geschwindigkeit. Die Prüfgeschwindigkeit wird durch das Hinzufügen von Masken ebenfalls nicht beeinflusst. 2.2 Übereinstimmung einstellen Eine Reihe von Einstellungen legt fest, wann und wie der Inspector im Betrieb ein zu findendes Objekt berücksichtigt: Übereinstimmungsgrad Der Übereinstimmungsgrad legt die erforderliche Ähnlichkeit zwischen gelernten und lokalisierten Konturen fest. Bei einem sehr hohen Übereinstimmungsgrad ignoriert der Inspector Objekte, die nur geringfügig vom Referenzobjekt abweichen. Bei einem niedrigen Übereinstimmungsgrad kann der Inspector auch beschädigte Objekte finden, die dann bei der Detailprüfung als fehlerhaft eingestuft werden können. Übereinstim Übereinstim Referenzobjekt Nicht gefunden Detailfehler Abbildung Bei niedrigem Übereinstimmungsgrad findet der Inspector beschädigte Objekte. Rotation Die Rotationseinstellung bestimmt den größten zu erwartenden Drehwinkel des Objekts, verglichen mit der Lage des Referenzobjekts. Objekte, deren Rotationswinkel größer sind, werden nicht gefunden. Wenn keine gedrehten Objekte auftreten, deaktivieren Sie die Option Rotation erlauben, um Genauigkeit und Geschwindigkeit der Prüfung heraufzusetzen. Um sicherzustellen, dass Objekte nur leicht gedreht sind, aktivieren Sie die Option Rotation erlauben und wählen Sie einen kleinen Wert / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 11

12 Einleitung 2 Objektfinder Betriebsanleitung Rotation erlauben Rotation erlauben Referenzobjekt Nicht gefunden Alle OK Abbildung Mit der Einstellung Rotation erlauben und einem kleinen Wert werden leicht gedrehte Objekte möglicherweise nicht gefunden. Bei deaktivierter Einstellung Rotation erlauben können Objekte gefunden werden, wenn der Übereinstimmungswert nicht zu hoch gewählt ist. Objektsuche In der Grundeinstellung findet der Inspector Objekte unabhängig von ihrer Position im Sichtfeld. Dazu gehören auch Randobjekte, die teilweise außerhalb des Sichtfeldes liegen. Sie können einen Suchbereich festlegen, in dem Objekte lokalisiert werden sollen. Wenn Sie mit einem Suchbereich arbeiten, findet der Inspector keine Randobjekte. Beliebige Beliebige Objektposition Objektposition Suchbereich Referenzobjekt Alle OK Nicht gefunden Abbildung Ohne einschränkenden Suchbereich werden Kantenobjekte gefunden, wenn der Übereinstimmungsgrad nicht zu hoch gesetzt ist. Andernfalls muss das Objekt vollständig im Suchbereich liegen, um gefunden zu werden. Wenn das gesamte Objekt im Sichtfeld sein soll, deaktivieren Sie die Option Beliebige Objektposition im Bild erlauben. Andernfalls werden auch Kantenobjekte gefunden, wenn der Schwellenwert für die Übereinstimmung errecht wird. Hinweis Wenn eine Detailprüfung teilweise außerhalb des Sichtfeldes liegt, stuft der Inspector das Objekt als Nicht gefunden ein, auch wenn das gesamte Objekt im Sichtfeld liegt. 12 SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /

13 Betriebsanleitung 3 Detailprüfungen Skalierung Der Inspector kann Objekte finden, die bis zu 20 % größer oder kleiner als das Referenzbild sind. Wenn ein skaliertes Objekt gefunden wurde, werden die Detailprüfungen ebenfalls entsprechend skaliert. Einleitung Andere Objektgrößen Andere Objektgrößen Referenzobjekt Alle OK Nicht gefunden Abbildung Bei skalierten Objekten werden auch die Detailprüfungen entsprechend skaliert. Wenn Objekte immer gleich groß sind und im gleichen Abstand zum Inspector vorbeigeführt werden, deaktivieren Sie die Option Andere Objektgrößen erlauben, um Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der Prüfung heraufzusetzen. 3 Detailprüfungen Zusätzlich zur Lokalisierung von Objekten kann der Inspector bis zu 32 Detailprüfungen am gefundenen Objekt durchführen. Die Detailprüfungen werden nur bei gefundenen Objekten durchgeführt. Folgende Arten von Detailprüfungen sind verfügbar: Pixelzähler Kantenpixelzähler Kontur Muster (nur Inspector I40) Eine Detailprüfung kann folgende Ergebnisse aufweisen: OK Die Detailprüfung war fehlerfrei. Fehler Die Detailprüfung ist fehlerhaft. Außerhalb des Sichtfeldes Die Detailprüfung befand sich teilweise oder vollständig außerhalb des Sichtfeldes. Dabei gibt der Inspector aus, dass das Objekt nicht gefunden wurde. 3.1 Pixelzähler Der Pixelzähler zählt die Anzahl von Pixeln in einer Region mit einer Helligkeit (Grauwert) innerhalb eines bestimmten Bereichs. Die Lage der Pixel wird nicht berücksichtigt, nur deren Anzahl. Bei Einstellung der Helligkeit werden die Pixel markiert, die im Helligkeitsbereich liegen. Abbildung Der Pixelzähler zählt Pixel mit einer bestimmten Helligkeit und vergleicht das Ergebnis mit dem Wert des Parameters Anzahl Pixel im Bereich. Dabei ist die Lage der Pixel unerheblich / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 13

14 Einleitung 3 Detailprüfungen Betriebsanleitung Ein Pixelzähler kann zum Beispiel für folgende Detailprüfungen eingesetzt werden: Bohrungen verifizieren eine bestimmte Anzahl dunkler Pixel muss erreicht werden. Fugengröße messen die Anzahl dunkler Pixel muss in einem bestimmten Intervall liegen. 3.2 Kantenpixelzähler Der Kantenpixelzähler funktioniert ähnlich wie der Pixelzähler zählt jedoch die Anzahl der Kantenpixel in einer Region. Die Form der Kanten wird nicht berücksichtigt, nur die Pixelzahl. Abbildung Der Kantenpixelzähler zählt Kantenpixel und vergleicht das Ergebnis mit dem Wert des Parameters Anzahl Kantenpixel. Dabei ist die Lage der Pixel unerheblich. Die Einstellung des Parameters Prüfungskantenstärke beeinflusst, wie stark sich ein Pixel von umgebenden Pixeln unterscheiden muss, um als Kantenpixel eingestuft zu werden. Bei Einstellung dieses Parameters werden die Kantenpixel in der Region markiert. Hinweis Beachten Sie, dass der Parameter Prüfungskantenstärke für alle Kantenpixelzähler und Konturen im Referenzobjekt gilt. Ein Kantenpixelzähler kann zum Beispiel für folgende Detailprüfungen eingesetzt werden: Anwesenheit Datumsaufdruck eine bestimmte Anzahl Kantenpixel muss erreicht werden. Anwesenheit von Bohrungen (weniger empfindlich gegenüber Fremdlicht als der Pixelzähler). 3.3 Kontur Das Konturwerkzeug vergleicht Konturen in der Region mit Konturen in der gleichen Region beim Referenzobjekt. Je besser sich die beiden Konturen decken, desto höher ist der Übereinstimmungswert für diese Prüfung. Übereinstimmung Erforderliche Ähnlichkeit zwischen eingelerntem und gefundenem Objekt. Der Einstellungsbereich ist 0 bis 100%, wobei 100% vollständige Übereinstimmung bedeutet. Abbildung Das Konturwerkzeug vergleicht die Konturen in der Region mit den entsprechenden Konturen im Referenzbild. Die Lage der Kantenpixel ist entscheidend. Wenn sich die Kontur des geprüften Objekts im Vergleich zum Referenzobjekt an einem anderen Ort befindet oder gedreht ist, ist die Übereinstimmung geringer. Die Einstellung des Parameters Prüfungskantenstärke beeinflusst, wie stark sich ein Pixel von umgebenden Pixeln unterscheiden muss, um als Kantenpixel eingestuft zu werden. Bei Einstellung dieses Parameters werden die Kantenpixel in der Region markiert. 14 SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /

15 Betriebsanleitung 3 Detailprüfungen Einleitung Hinweis Beachten Sie, dass der Parameter Prüfungskantenstärke für alle Kantenpixelzähler und Konturen im Referenzobjekt gilt. Die Konturprüfung funktioniert am besten bei großen oder mittelgroßen Details mit gutem Kontrast. Bei kleinen Details oder Details mit geringem Kontrast wird die Musterprüfung empfohlen. In der Tabelle im Kapitel 3.4 Muster auf Seite 15 sind weitere Unterschiede zwischen der Konturprüfung und der Musterprüfung aufgeführt. Die Konturprüfung kann in folgenden Fällen hilfreich sein: Prüfen, ob ein großes aufgedrucktes Logo unbeschädigt ist. Prüfen, ob Kunststoffteile auf einem Förderband die richtige Form aufweisen. Da bei der Konturprüfung die Konturpolarität ignoriert wird, können bei derselben Prüfung Teile berücksichtigt werden, die sowohl dunkler als auch heller als das Band sind. 3.4 Muster Die Musterprüfung wird nur vom Inspector I40 unterstützt. Dabei wird der Wert jedes Pixels in der Region mit den entsprechenden Pixelwerten im Referenzbild verglichen. Je besser sich die Pixel decken, desto höher ist der Übereinstimmungswert für diese Prüfung. Übereinstimmungsgrad Positionstoleranz Die erforderliche Ähnlichkeit zwischen den Pixeln und der Referenz. Der Einstellungsbereich ist 0 bis 100%, wobei 100% vollständige Übereinstimmung bedeutet. Der maximale Positionsversatz zwischen dem Muster in der Region und dem Referenzbild. Die Toleranz kann auf einen Wert zwischen ±0 und ±4 Pixel gesetzt werden. Abbildung Bei der Musterprüfung werden die Pixelwerte der Region mit den entsprechenden Pixelwerten im Referenzbild verglichen. Der Vergleich auf Pixelbasis wird anhand einer Methode berechnet, die als normierte Kreuzkorrelation bekannt ist. Diese Methode ist sehr wirksam bei globalen Beleuchtungsänderungen. Derartige Änderungen haben daher keine Auswirkungen auf die Übereinstimmung. Bei der Konturprüfung werden lediglich die Kantenpixel berücksichtigt, wohingegen bei der Musterprüfung alle Pixel dieselbe Bedeutung haben. Die Übereinstimmung entspricht in etwa dem Prozentsatz der Pixel in der Region, die mit den Pixeln im Referenzbild übereinstimmen. Daher muss bestehende Abweichung zum Referenzbild eine ausreichend große Region abdecken, damit eine zuverlässige Erkennung möglich ist. Bei kleineren Abweichungen muss sichergestellt sein, dass die Region entsprechend klein ist. Verwenden Sie bei Bedarf mehrere Prüfregionen. Im Gegensatz zur Konturprüfung können bei der Musterprüfung geringe Abweichungen bei der Position des zu prüfenden Musters berücksichtigt werden. Diese Abweichungen können sich aus fehlerhaften Übereinstimmungsergebnissen des Objektfinders ergeben oder aus physischen Abweichungen zwischen den zu prüfenden Objekten. Die Musterprüfung sucht nach dem Positionsversatz, der die beste Übereinstimmung liefert. Wenn für die Suchtoleranz beispielsweise ein Wert von ±4 Pixel ausgewählt ist, werden 9 Positionen sowohl auf der x- als auch auf der y-achse getestet. Insgesamt werden also 9 9 = 81 Positionen ausgewertet. Wenn eine Musterprüfung am Rand des Sichtfeldes durchgeführt wird, kann die Prüfung aufgrund der Positionstoleranz u. U. teilweise außerhalb des Sichtfeldes liegen. In diesem Fall wird als Prüfergebnis ausgegeben, dass das Objekt nicht gefunden wurde / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 15

16 Einleitung 4 Ergebnisse und Ausgänge Betriebsanleitung In der folgenden Tabelle sind die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen der Konturprüfung und der Musterprüfung zusammengefasst: Geringe Positionsabweichungen Mittlere Abweichungen bei der Beleuchtung Abweichungen der Objektfarbe auf festgelegtem Hintergrund Kontur Beeinflusst Übereinstimmung Beeinflusst Übereinstimmung nicht Beeinflusst Übereinstimmung nicht Muster Beeinflusst Übereinstimmung nicht Beeinflusst Übereinstimmung nicht Beeinflusst Übereinstimmung Berücksichtigung kleiner Details Eingeschränkt Gut Berücksichtigung von Details mit geringem Kontrast Eingeschränkt Gut Speed Langsamer Schneller Die Musterprüfung kann zum Beispiel in folgenden Fällen hilfreich sein: Prüfen, ob ein beliebig großes aufgedrucktes Logo unbeschädigt ist. Prüfen, ob eine montierte elektronische Komponente vorhanden ist und ob die gedruckte ID korrekt ist. 4 Ergebnisse und Ausgänge Der Inspector liefert das Ergebnis jeder Prüfung auf eine der folgenden Arten: Der Inspector I10 verfügt über drei interne digitale Ausgänge (Out1, Out2 und Out3) mit festen Bedeutungen. Der Inspector I20 und der Inspector I40 haben bis zu 19 digitale Ausgänge (3 interne Ausgänge und 16 Ausgänge über die optionale I/O-Boxe). Die Ergebnisse der einzelnen Ausgänge können mit Hilfe von Ausgangsfunktionen durch logische Verknüpfungen konfiguriert werden. Der Inspector I40 kann zudem EtherNet/IP nutzen, um Ergebnisse von Detailprüfungen auszugeben. Weitere Informationen zum Verwenden einer I/O-Box mit dem Inspector finden Sie im Kapitel 37 I/O-Box verwenden. 4.1 Interne digitale Ausgänge Im folgenden Kapitel wird die Ausgabe von Prüfergebnissen beim Inspector I10 beschrieben. Dies sind gleichzeitig die Standardeinstellungen beim Inspector I20/I40. Ausgang Kontakt LEDFunction Ausgang aktiv bei Out1 4 Blau Nicht gefunden Das Objekt wurde nicht gefunden oder eine Detailprüfung lag außerhalb des Sichtfeldes. Out2 6 Rot Detailfehler Das Objekt wurde gefunden, aber mindestens eine Detailprüfung lieferte einen Fehler. Out3 7 Grün Alle OK Das Objekt wurde gefunden und keine Detailprüfung lieferte einen Fehler. Hinweis Die Ausgänge sind im Modus Einrichten deaktiviert, können aber manuell aktiviert werden. Beim Umschalten in den Modus Betrieb werden die Ausgänge automatisch aktiviert. 16 SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /

17 Betriebsanleitung 4 Ergebnisse und Ausgänge Einleitung Start der Prüfung Out1 Nicht Zeit Verzögerung, Aktiv, Out1 Out2 Detailfehler Verzögerung, Aktiv, Out2 Out3 Alle OK Verzögerung, Aktiv, Out3 Abbildung Die Ergebnisse werden an verschiedenen Ausgängen ausgegeben, die unterschiedliche Ausgangsverzögerungs- und Ausgangshaltezeiten haben können. Für jeden internen Ausgang können Sie folgende Einstellungen vornehmen: Die Ausgangsverzögerung vom Start der Prüfung bis zur Aktivierung des Ausgangs Die Dauer Ausgangshaltezeit des Ausgangssignals Beide Werte können entweder als fester Zeitwert oder als Anzahl von Encoderpulsen angegeben werden. Bei Verwendung von Encoderpulsen muss ein Encoder am Eingang In4 des Inspector angeschlossen sein. Die Ausgangsverzögerung kann auch auf Minimum gesetzt werden, das heißt, so kurz wie möglich. Die Dauer kann auf Halten bis Ergebnis wechselt gesetzt werden. In diesem Fall bleibt der Ausgang aktiv, bis die Prüfung ein anderes Ergebnis liefert als bisher. Wenn die Ausgangshaltezeit über mehrere Prüfungen reicht, wird das Ausgangssignal jedes Mal verlängert, solange das Ergebnis nicht wechselt. Der Ausgang wird erst dann deaktiviert, wenn die Ergebnisse über mehrere aufeinander folgende Prüfungen vom ursprünglichen Ergebnis abweichen. Mit kurzer Aktivierungszeit Out3 Alle OK Verzögerung Aktiv / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 17

18 Einleitung 4 Ergebnisse und Ausgänge Halten bis Ergebnis wechselt Betriebsanleitung Out3 Alle OK Verzögerung Verzögerung Verzögerung Verzögerung Mit langer Aktivierungszeit Out3 Alle OK Verzögerung Aktiv > Zeit zwischen Prüfungen Abbildung Aktiv setzt die Dauer des Ausgangssignals. In der Grundeinstellung liefert ein aktiver Ausgang +24 V, ein nicht aktiver Ausgang 0 V (Active High). Sie können dies mit der Option Ausgangssignale invertieren in dem Register Einstellungen Ausgang umkehren. In diesem Fall liefert ein aktiver Ausgang 0 V, ein nicht aktiver Ausgang +24 V (Active Low). Minimale Verarbeitungszeit Da die Verarbeitungszeit ab dem Belichtungsstart berechnet wird, sind die Ausgangssignale immer ein wenig verzögert Bildaufnahme und analyse benötigen etwas Zeit. Die minimale Verarbeitungszeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, zum Beispiel der Anzahl von Detailprüfungen oder der Berücksichtigung skalierter oder gedrehter Objekte. Die aktuelle Verarbeitungszeit wird in SOPAS Inspector unter dem Bild eingeblendet. Wenn Sie eine Ausgangsverzögerung kürzer als die minimale Verarbeitungszeit einstellen, wird stattdessen die minimale Verarbeitungszeit verwendet. Das gleiche gilt für Encoderpulse. Wenn der Inspector die Anzahl der vorgegebenen Pulse vor Ablauf der minimalen Verarbeitungszeit empfängt, wird der Ausgang erst nach der minimalen Verarbeitungszeit aktiviert. Beachten Sie, dass sich die minimale Verarbeitungszeit bei Veränderung der Einstellungen für das Referenzobjektes ändern kann. Bei kritischem Zeitverlauf zwischen Prüfung und Ergebnisausgabe sollten Sie immer eine feste Ausgangsverzögerung setzen. 4.2 Ergebnisse über EtherNet/IP Mit dem Inspector I40 können Sie Prüfergebnisse über EtherNet/IP abrufen. Die Ergebnisse werden vom Inspector in einem Assembly (=Datensatz) mit folgendem Inhalt ausgegeben: Prüfungs-ID Sequenznummer zum Identifizieren der Prüfung. Verwendetes Referenzobjekt. Gesamtergebnis Alle OK, Nicht gefunden, Detailfehler. Detailergebnisse für den Objektfinder (sofern verwendet) sowie für jede Detailprüfung. Statusinformationen vom Inspector, z. B. die Anzahl der Trigger, die vom Inspector ignoriert wurden (Übertriggerung) und die Anzahl der Bilder, die auf die Speicherung auf dem FTP-Server warten. 18 SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /

19 Betriebsanleitung 5 Eingänge Einleitung Mit Hilfe dieser Informationen können andere Geräte (z. B. eine speicherprogrammierbare Steuerung, SPS) das Ergebnis der Prüfung weiter auswerten. Die Ergebnisse sind sofort nach Abschluss der Prüfung im Eingangsassembly verfügbar. Eventuell erforderliche zusätzliche Ausgangsverzögerungen müssen daher von der Steuerung gehandhabt werden. EtherNet/IP kann nicht gleichzeitig mit einer I/O-Box eingesetzt werden. Die 4 internen Eingänge und 3 Ausgänge des Inspector können jedoch bei aktiviertem EtherNet/IP verwendet werden. 5 Eingänge Der Inspector besitzt vier Eingänge, die für folgende Zwecke verwendet werden können: Prüfungen starten (In3) Encoder (In4) Referenzobjekt lernen (In2) Referenzobjekt für die Prüfung auswählen Wenn Sie einen digitalen Eingang zum Starten von Prüfungen, als Encodereingang oder zum Lernen verwenden möchten, verbinden Sie das Signal mit dem Eingang am Inspector und stellen Sie die Verwendung in SOPAS Inspector ein. In der Grundeinstellung wird der Eingang In2 zum Lernen von Referenzobjekten verwendet. Jeder Eingang, der nicht für andere Zwecke verwendet wird, kann zur Auswahl des Referenzobjektes eingesetzt werden. Wenn beispielsweise ein Encoder verwendet wird, sollte der Eingang In4 als Encodereingang verwendet werden und die anderen drei Eingänge können für die Objektauswahl eingesetzt werden. Dadurch können bis zu acht Referenzobjekte mit Hilfe der Eingänge ausgewählt werden. Mit einem Inspector I20 oder I40 können Sie eine I/O-Box anschließen und Referenzobjekte mit diesen Eingängen auswählen, anstatt die internen Eingänge des Inspector zu belegen. Beim Inspector I40 können Sie sogar Prüfungen starten, Referenzobjekte lernen und Referenzobjekte über EtherNet/IP auswählen. EtherNet/IP und I/O-Boxen können jedoch nicht gleichzeitig eingesetzt werden. 5.1 Prüfungen triggern Der Inspector führt Prüfungen standardmäßig mit einer gleichbleibenden Rate durch, wobei das Zeitintervall zwischen Prüfungen gleich bleibt. Es ist jedoch auch möglich, dass der Inspector Prüfungen nach einem Triggersignal durchführt, z. B. von einer Lichtschranke. Der Inspector führt in diesem Fall jedes Mal eine Prüfung durch, wenn ein Signal an In3 anliegt. Beim Inspector I40 muss hierfür im Ausgangsassembly über EtherNet/IP die Triggeroption ausgewählt sein. Der Inspector startet Prüfungen nur, wenn das aktive Referenzobjekt für die Triggerprüfung und nicht für die freilaufende Prüfung konfiguriert ist. Dadurch ist es möglich, für einige Referenzobjekte die freilaufende Bildaufnahme zu verwenden und für andere einen Bild-Trigger. Der getriggerte Start von Prüfungen hat folgende Vorteile: Höhere Prüfgeschwindigkeit, da sichergestellt werden kann, dass das Prüfobjekt jeder Prüfung vollständig im Sichtfeld liegt. Im freilaufenden Betrieb kann es erforderlich sein, mehrere Prüfungen durchzuführen, bevor das Objekt genau lokalisiert ist. Höhere Genauigkeit der Ausgangssignale durch Kenntnis der genauen Objektposition während der Prüfung / SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten 19

20 Einleitung 5 Eingänge Freilaufende Prüfungen Betriebsanleitung Für jedes Objekt sind möglicherweise mehrfache Prüfungen notwendig, da nicht sichergestellt ist, dass sich das Objekt genau im Sichtfeld befindet. Getriggerte Prüfungen Abbildung Freilaufende und getriggerte Prüfungen. Für getriggerte Prüfungen unter Verwendung von In3 können Sie eine Triggerverzögerungszeit zwischen Empfang des Triggersignals und der Prüfung setzen. Die Triggerverzögerung kann auf einen festen Zeitwert gesetzt werden oder eine Anzahl von Encoderpulsen. Bei Verwendung von Encoderpulsen muss ein Encoder am Eingang In4 des Inspector angeschlossen sein. Die maximale Pulsfolge, die der Inspector empfangen kann, ist von verschiedenen Faktoren abhängig, zum Beispiel der Belichtungszeit und der Zeit für die Ausgabe des Ergebnisses (Siehe Minimale Verarbeitungszeit). Bei der Triggerung über EtherNet/IP schränkt diie minimale Zykluszeit (RPI) für den Kommunikationskanal die Triggerrate ein. Die Zeitgenauigkeit der Triggerprüfung kann auch durch Rauschen des Kommunikationskanals beeinflusst werden. Die aktuelle maximale Pulsfolge (oder maximale Bildrate) wird im Hauptfenster von SOPAS Inspector unter dem Bild eingeblendet. Wenn die Pulsfolge höher ist, werden die Pulse, die vor Ablauf der minimalen Verarbeitungszeit seit der vorhergehenden Prüfung eingehen, zwar gezählt, jedoch ignoriert. Die Anzahl ignorierter Triggerpulse wird in der Statistik angezeigt. Der Inspector I40 kann eine Benachrichtigung hierzu auch über EtherNet/IP ausgeben. Hinweis Wenn In3 für Triggerprüfungen konfiguriert ist, ignoriert der Inspector alle Versuche zur Triggerung über EtherNet/IP. 5.2 Encoder verwenden Bei der Prüfung von bewegten Objekten können Sie zur genaueren Triggerung von Prüfungen und Schaltung von Ausgängen einen Encoder an den Inspector anschließen. Der Encoder wird üblicherweise am Förderband montiert und sendet für jede Bandbewegung über eine festgelegte Distanz einen Puls. Der Inspector kann so zum Beispiel die Anzahl der Pulse an der Prüfposition zählen und einen Ausgang aktivieren, wenn das Förderband ein fehlerhaftes Objekt an der Ausstoßposition vorbeiführt, unabhängig von der Geschwindigkeit des Förderbandes. Der Inspector verwendet das Encodersignal mit einem Referenzobjekt, wenn die Triggerverzögerung, die Ausgangsverzögerung oder die Ausgangshaltezeit für dieses Objekt in Anzahl Pulse statt in Millisekunden eingestellt ist. Die maximale Encoderfrequenz ist 40 khz. 20 SICK AG Advanced Industrial Sensors Alle Rechte vorbehalten /