Basler racer der clevere Zeilenkamera-Allrounder

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1 MARKETING NOTE Basler racer der clevere Zeilenkamera-Allrounder Was müssen Zeilenkameras können? Das ist schnell zusammengefasst: hohe Zeilenraten, flexible Auflösung, hohe Empfindlichkeit und hohe Dynamik. All das leistet die Basler racer: sie ist 80 khz schnell, bietet Auflösungen von 2k bis 12k, und bietet zwei Schnittstellen zur Wahl Gigabit Ethernet (GigE) oder Camera Link (CL). Das macht sie für eine Vielzahl von Aufgaben in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen zur idealen Kameralösung. Inhalt: 1. Das Besondere an der Basler racer Vielfältige Einsatzmöglichkeiten Oberflächeninspektion... 2 was sie besonders für den Einsatz in Multikamera- Systemen interessant macht. Und das Wichtigste: sie bietet gute Bildqualität zu einem hervorragenden Preis! 2. Vielfältige Einsatzmöglichkeiten 2.2 Sortierung Halbleiterinspektion Sieben gute Gründe für die racer Fazit und Empfehlungen Das Besondere an der Basler racer Zeilenkameras haben in der industriellen Bildverarbeitung ein recht klar definiertes Einsatz gebiet. Sie kommen typischerweise in Anwendungen zum Einsatz, bei denen Objekte schnell und mit hohem Durchsatz über Transportsysteme laufen. Solche Anwendungen erfordern Kamerasysteme, die mit hoher Bildqualität und entsprechenden Bildraten komplexe Inspektionsaufgaben übernehmen können. Was macht nun speziell die Basler racer so besonders? Sie ist so konzipiert, dass sie mit ihren Eigenschaften sämtliche Anforderungen an Zeilenkameras erfüllt. Darüber hinaus verfügt sie über ein robustes, industrietaugliches Gehäuse mit platzsparenden Abmessungen, Höchste Zeilenraten von 80 khz für höchsten Durchsatz Hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis Niedriger Preis für Kamera und Zubehör Kompaktes Gehäuse für Einsatz in Multikamera- Systemen und einfache Integration Gute Bildqualität durch moderne Sensorgeneration und Niedrigwärme- Konzept Zeilenkameras haben die Aufgabe, Inspektionsaufgaben an möglichst schnell durchlaufenden Waren störungs- und fehlerfrei und in hoher Bildqualität durchzuführen. Auch kleinste Abweichungen und Mängel müssen zuverlässig identifiziert werden. Basler Zeilenkameras kommen dabei in vielfältigen Bereichen zum Einsatz: Oberflächeninspektion Endlos-Materialbahnen von Folie, Papier, Stahl oder Textilien; Oberflächen von Glas, Displays, Solarpanels Verkehr und Transport Inspektion von Containern (Barcodes, Beschädigungen), Schienen und Oberleitungen, Fahrzeug-Unterseiten Druckindustrie Druckbildkontrolle, Label-Inspektion Post- und Paketsortierung Lebensmittelindustrie Qualitätskontrolle, Flaschenabfüllung 1

2 Bildverarbeitungssystem bei einem echten Fehler Alarm schlägt, müssen sich Betreiber darauf verlassen können, dass ihre Produktion von einem Pseudofehler nicht unnötig unterbrochen wird. Unterschiedlich große oder kleine Defekte sind unterschiedlich schwierig zu erkennen. Die Basler racer entdeckt mit Auflösungen von 2k, 4k, 6k, 8k und 12k auch minimalste Defekte in den unterschiedlichsten Materialien zuverlässig. Dank ihres hohen Dynamikbereichs und ihrer hohen Empfindlichkeit identifiziert sie selbst kontrastarme Fehler auf Anhieb. Um die Möglichkeiten der Basler racer noch besser zu veran schaulichen, beschreiben wir hier exemplarisch drei dieser Anwendungen näher. 2.1 Der Klassiker: Oberflächeninspektion Endlose Bahnen aus so unterschiedlichen Materialien wie Kunststofffolie, Papier, Stahl oder Textilien werden mithilfe von Zeilenkamera-Systemen auf minimalste Defekte geprüft. Bei Defekten handelt es sich größtenteils um echte Fehler im Material, sprich schadhafte Stellen, die sich optisch vom Rest des Flächenmaterials abheben. Neben diesen Schadstellen tauchen auch vermeintliche Fehler, sogenannte Pseudofehler auf, die es gleichermaßen zu erkennen und von echten Fehlern zu unterscheiden gilt. Während das Ein grundsätzliches Merkmal bei der Oberflächeninspektion, unabhängig vom zu prüfenden Material, ist hohe Geschwindigkeit. Mit ihren hohen Zeilenraten kann die racer mit den schnell laufenden Materialien problemlos Schritt halten. Diese Anwendungen sind oft in Form von Mehrkamera-Systemen konzipiert. Dabei teilen sich mehrere, nebeneinander angeordnete Kameras, was eine Kamera alleine nicht erfassen kann: die Gesamtbreite des unter ihnen laufenden Materials. 2.2 Sortierung Sortiert wird in den unterschiedlichsten Bereichen beim Recycling von Produkten, bei Flaschenrücknahme, Mülltrennung, Post und Paketen, in der Lebensmittelindustrie, bei Minenerzeugnissen wie z. B. Stein oder Geröll, und sogar bei Banknoten. In diesen Anwendungen geht es in erster Linie darum, die Produkte möglichst schnell zu erkennen und sie nach bestimmten Kriterien zu sortieren. Die Anforderungen an Kamerasysteme sind hier höchste Geschwindigkeiten auch bei dem für diese Anwendungen typischem geringen Licht. Viele dieser Sortieranlagen und Förderbänder befinden sich zudem im Außenbereich. Auch dafür ist die Basler racer bestens gerüstet: kompaktes, robustes, platzsparendes Gehäuse, flexibles Mount-Konzept, kostengünstiges, stets verfügbares Zubehör, sowie einen Spannungsbereich zwischen 12 24V, der flexible Integration erlaubt. 2.3 Halbleiterinspektion Jedes elektronische Gerät wie Computer, Handy oder Fernseher besitzt Schaltungen mit zahlreichen elektronischen Bauteilen, die während und nach der 2

3 62 62 Einfache Integration Das Gehäuse der racer misst 62 mm x 56 mm. Diese kompakten Maße sparen Platz und ermöglichen eine einfache Integration in die umgebende System-Hardware x M x M x M4 43 racer Camera Link 56 8 x M Produktion mithilfe von Kamerasystemen inspiziert werden. Die aktiven Bauteile werden auf Halbleiter- Wafern produziert. Dichte und Komplexität der Wafer- Strukturen steigen dabei stetig. Dadurch erhöhen sich die Anforderungen an die Qualitätskontrolle und somit auch an die eingesetzten Kamerasysteme. Auch hier punktet die racer mit ihren hohen Geschwindigkeiten und Auflösungen. racer GigE x M2.5 4 x M4 Bei den Mount-Konzepten hat sich Basler bei der Entwicklung der racer streng an Kundenwünschen orientiert und eine Lösung entwickelt, die Anwendern genau die gewünschte Flexibilität bietet, unterschiedliche Objektive einsetzen zu können. Die 4-fach Verschraubung sorgt für hohe Stabilität, der Zugang von außen ermöglicht einfaches Handling Sieben gute Gründe für die racer Flexibilität Mit Auflösungen von 2k, 4k, 6k, 8k und 12k, sowie wahlweise Camera Link-Schnittstelle mit Geschwindigkeiten von 80 khz oder GigE-Schnittstelle mit bis zu 51 khz, ist die racer für vielfältige Einsatzbereiche bestens gerüstet. Damit eignet sie sich gleichermaßen für Aufgaben in der Oberflächeninspektion, der Druckbildkontrolle, Bahnwareninspektion oder Paket- und Postsortierung. Sensor Pixelgröße (µm µm) Pixelanzahl Schnittstellen Zeilenrate (khz) Mount 2k GigE / CL 4k GigE / CL 6k GigE / CL 8k ,5 3,5 GigE / CL 12k ,5 3,5 GigE / CL 51/80 26/80 17/80 12/80 8/66 C, C- und F-Mount sowie -Objektive sind jederzeit verfügbar, maßgeschneiderte Objektive sind nicht nötig. 3

4 Softwareseitig ist sie mit der Basler pylon Software Suite ausgestattet. Das macht Einstellung und Bedienung der racer einfach und unkompliziert. Niedrige Kosten Sämtliche Komponenten der racer, also die Sensoren, Schnittstellen und das Zubehör, sind allesamt standardkonform. Bei den Sensoren umfasst dies die CMOS- Sensoren mit Pixelgrößen von 3,5 bis 7 m und bei den Objektiven C-Mount, F-Mount und -Adapter. Für Camera Link-Modelle sind SDR (mini CL)-Stecker für Power over Camera Link (PoCL) kostengünstig verfügbar, für die GigE-Modelle Standard Hirose-Stecker. Diese standardkonformen Komponenten halten die Gesamtsystemkosten überschaubar. Gut auch bei wenig Licht Das Zusammenspiel zwischen Elektronik und Sensoren in der racer sorgt für geringes Rauschen und hohe Dynamik. Dadurch eignet sie sich auch bestens für Anwendungen mit geringen oder eingeschränkten Lichtverhältnissen. Aufwändige Beleuchtungssysteme sind nicht nötig, herkömmliche Standard-LED- Beleuchtung reicht in der Regel vollkommen aus. Ideal für Mehrkamera-Systeme Ihre handlichen Abmessungen machen die racer zum idealen Modell für Multikamera-Setups. Dies ist beispielsweise der Fall bei Oberflächeninspektionen, um die gesamte Breite einer Materialbahn erfassen zu können. Je nach Breite der Bahn kann nicht eine Zeilenkamera alleine die gesamte Oberfläche abbilden. Dank ihrer kompakten Baugröße lassen sich problemlos mehrere Kameras aneinanderreihen, die jeweils exakt definierte, meist leicht überlappende Bereiche einer Materialbahn im schnellen Durchlauf inspizieren. So ist sichergestellt, dass im Bereich des Zusammenstoßes der Einzelausschnitte keine Fehler oder Mängel unentdeckt bleiben. Ein großer Vorteil der racer in diesem Zusammenhang ist ihre geringe Wärmeentwicklung. Wo wenig Wärme entsteht, muss auch wenig Technik bereitgestellt werden, um diese Wärme abzuleiten. Das spart Platz im Kameragehäuse. Auch hier verbrauchen die Kameras nur wenig Energie und entwickeln nur geringe Wärme. Sie behalten ihre hohe Leistungsfähigkeit und zuverlässige Performance auch bei steigenden Umgebungstemperaturen. Vergleich zwischen Basler runner rul gm (CCD-Sensor) und racer ral gm: die racer bleibt in ihrer Wärmeentwicklung deutlich unter ihrem Vorgänger runner. Detailreiche Bildqualität Die geringe Wärmeentwicklung der racer ist nicht nur vorteilhaft im Rahmen von Mehrkamera-Systemen, sie sorgt auch für geringes Rauschen und somit für bessere Bildqualität. Je geringer das Rauschen, desto früher lassen sich Bildsignale erkennen und in Bilddaten umwandeln. Je höher das Rauschen, desto schlechter lassen sich diese Bildsignale erkennen. Das Verhältnis von Bildsignal zu Rauschsignal wird als Signal-Rausch- Verhältnis (SNR Signal to Noise Ratio) bezeichnet. Die Grenze, an der ein Signal genau so stark ist wie das Rauschen, und somit das Signal gerade noch als solches erkennbar wird, liegt bei genau 1. Je höher es wird, desto besser lässt sich ein Objekt erkennen. Dieses SNR liegt bei der racer in der Variante mit 2k Auflösung bei 7,4. Das bedeutet: sehr gute Bilder auch bei wenig Licht, gute Fehlererkennung auch bei schnellen Geschwindigkeiten mit kurzer Verschlusszeit oder bei leistungsarmen Beleuchtungen. Logarithmische Darstellung des Signal-Rausch-Verhältnisses am Beispiel der Basler racer: Aufgrund ihres sehr niedrigen Dunkelrauschens liefert sie selbst unter den für Zeilenkamera- Anwendungen typischen unzureichenden Lichtbedingungen zuverlässige Signale. (Grafik zeigt vorläufige Berechnungswerte) Ein weiterer Aspekt der Bildqualität ist der Dynamikbereich. Er beschreibt das Verhältnis zwischen dem stärksten und dem schwächsten Bildsignal, das außerhalb des Rauschens erkennbar ist. Gleichzeitig beschreibt es die Fähigkeit einer Kamera, sowohl hohe als auch niedrige Lichtintensität innerhalb eines Bildes darzustellen. Die racer Modelle sind mit modernen CMOS-Sensoren ausgestattet, die über einen sehr hohen Dynamikbereich verfügen. In der 2k-Variante beispielsweise liegt er bei 66,0 db. Sowohl in Bezug auf Rauschen als auch im Dynamikbereich sind die Werte der CMOS-Sensoren mittlerweile vergleichbar mit denen von CCD-Sensoren. Das Ergebnis für Anwender: detailreiche Bilder, in denen sich auch kontrastarme Fehler bei lichtschwacher Umgebung zuverlässig identifizieren lassen. 4

5 Hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis Bildqualität ist bei der Kameraauswahl meist das beherrschende Thema. Nicht minder bedeutend ist der Preis. Hier ist die racer unschlagbar: sie liefert sehr gute Bildqualität zu einem hervorragenden Preis! 4. Fazit und Empfehlungen Ihre Eigenschaften machen die Basler racer zu einem idealen Kandidaten für eine Vielzahl von Anwendungen. Mit ihrer optimalen Kombination aus hoher Bildqualität und günstigem Preis ist sie universell einsetzbar. Auch wenn Sie sich mit Ihrer Anwendung nicht in dieser Beschreibung wiederfinden sollten, haben wir mit Sicherheit die passende racer Lösung für Ihre individuellen Anforderungen. Unser Basler Support Team hilft Ihnen gerne jederzeit weiter und freut sich auf Ihre Fragen! Autorin Sandra Dekarz ist Produktmanagerin für Baslers Large Format-Produkte der aviator, pilot, racer, runner und sprint Kameraserien. Die Diplom-Wirtschaftsingenieurin kam 2004 zu Basler und war zunächst als Produktmanagerin für Web Inspection tätig. In ihrer aktuellen Position verantwortet und betreut sie alle Kameras im High-End Bereich über deren gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Kontakt Sandra Dekarz Product Manager Tel Fax An der Strusbek Ahrensburg Deutschland Basler ist ein führender Entwickler und Hersteller von hochwertigen digitalen Kameras für Anwendungen in Industrie, Videoüberwachung, Medizin und Verkehr. Die Produktentwicklung wird von den Anforderungen aus der Industrie gesteuert. Die Kameras bieten einfache Integration, kompakte Größen und ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Basler verfügt über 25 Jahre Erfahrung im Bereich der Bildverarbeitung und entwickelt und produziert seit 15 Jahren qualitativ hochwertige digitale Kameras. Das Unternehmen beschäftigt mehr als 400 Mitarbeiter an seinem Hauptsitz in Ahrensburg und an Standorten in den USA, Singapur, Taiwan, China und Korea. Basler racer Informationen zu Haftungsausschluss und Datenschutzerklärung finden Sie unter 05/2014 Germany, Headquarters Tel Fax USA Tel Fax Asia Tel Fax

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