Das Fotografieren schneller Bewegungen, wie von Vögeln, ist eine Kunst. In der Momentaufnahme mit extrem kurzer Belichtungszeit muss genügend Licht bereitgestellt werden, um die Bewegung einzufrieren und das Objekt scharf abzubilden. Dieses Problem stellt sich auch bei schnellen Abläufen in der Industrie, wie dem Lesen und Verifizieren von Codes in der Bewegung. Hierfür haben die Ingenieure von Leuze electronic eine Lösung gefunden und bieten den Anwendern damit neue Möglichkeiten, Lesegeräte einzusetzen.

Das Flügelschlagen eines Insektes oder Vogels: Es ist zu schnell, als dass es das menschliche Auge erfassen könnte. Genau diese Bewegungen mit der Kamera sichtbar zu machen, darin besteht die Leidenschaft des Natur-Fotografen Stephen Dalton. Bekannt wurde er damit in den 70ern, als es ihm als erstem Fotografen gelang, Insekten im Flug in absoluter Klarheit und Schärfe einzufangen. Diesem Erfolg gingen mehrjährige Experimente voran, insbesondere um Kamera und leistungsfähiges Blitzgerät aufeinander abzustimmen.
Nicht nur in der Natur, auch in der Industrie ist das Aufnehmen schneller Bewegungen von Bedeutung. Beispielsweise in Logistik-Prozessen, wo der Code schnell bewegter Teile zuverlässig gelesen werden muss, um sie eindeutig zu identifizieren. Hierbei ist die Belichtungszeit ausschlaggebend. Damit der Code bei der Aufnahme während einer schnellen Bewegung scharf abgebildet wird, muss die Belichtungszeit sehr kurz gehalten werden. Die Smart Kameras der Produktfamilie LSIS 400i von Leuze electronic erreichen eine Belichtungszeit bis hinab zu 54 µs, wodurch sich kaum Verschmierungen im Bild ergeben. Diese kurze Belichtungszeit bewirkt jedoch auch, dass die auftreffende Lichtmenge gering ist. Das Bild wird in der Regel eher zu dunkel. Leuze liefert hierfür eine Lösung: Innerhalb der kurzen Belichtungszeit werden die LEDs mit einem entsprechenden Überstrom geblitzt. Das Ergebnis ist ein helleres Bild als bei vergleichbaren Geräten.

Die Serie LSIS 400i
Die Produktfamilie LSIS 400 leuchtet das Bildfeld mit Hilfe sog. Freiformflächen sehr gleichmäßig aus. Dahinter verbirgt sich eine Technik, bei der den LEDs speziell berechnete Linsen vorgeschaltet sind, um das punktförmige Licht der Quelle sehr homogen und rechteckförmig auf das Bildfeld zu verteilen. Ohne diese Linsen würden die kreisförmig angeordneten LEDs das Bildfeld inhomogen ausleuchten. Dies wiederum würde das Lesen der Codes oder das Erkennen und Auswerten von Objekten erschweren bzw. unmöglich machen.
Für die Anwendung in der Industrie sind die Lesegeräte neben der M12-Anschlusstechnik auch mit Metallgehäuse und Glasscheibe ausgestattet und in der Schutzart IP 65 bzw. IP 67 ausgeführt. Für besonders sensible Bereiche, wie beispielsweise die Lebensmittelindustrie, sind die Scheiben auch in Kunststoff erhältlich.
Die Prozesskommunikation erfolgt über acht frei konfigurierbare I/O-Ports, eine RS232-Schnittstelle oder via Ethernet. Ein Standard-Browser ermöglicht eine bedienerfreundliche Web-Konfiguration der Smart Kamera LSIS 400i. Zusätzlich zeigt ein eingebautes Display den Status des Geräts an und macht so Diagnose-Funktionen möglich.

Der Codeleser LSIS 422i
All diese Features hält auch der Neuzugang LSIS 422i bereit. Er liest sowohl hochkontrastig aufgebrachte (gedruckte) als auch direkt markierte (gelaserte oder genadelte) Barcodes und 2D-Data Matrix Codes. Befindet sich der Code auf einer glänzenden Oberfläche, erschweren Reflexionen die Auslesung. Mit der homogenen Ausleuchtung, wie sie die Smart Kameras von Leuze bieten, ist dies jedoch kein Problem. Davon profitiert vor allem die Leiterplatten- und die Automobilindustrie, die neben der Artikelnummer auch die individuelle Seriennummer für die Rückverfolgbarkeit zweifelsfrei identifiziert haben will.

Beschleunigung des Lesevorgangs
Die zugehörige Software ist so gestaltet, dass der Anwender einige Parameter selbst einstellen kann. So lassen sich beispielsweise durch einen Vorfilter bestimmte Code-Merkmale festlegen, um den Leseprozess zu beschleunigen. Weiß der Anwender, um welchen Codetyp es sich handelt, kann er die entsprechenden Merkmale einstellen. Bei 1D-Codes lässt sich zudem die Schrittweite der Suche erhöhen, um eine Performance-Steigerung der Kamera zu erzielen. Nicht nur große oder kleine Codes können so erkannt werden, auch die Lesegeschwindigkeit lässt sich auf diese Weise erhöhen. Weitere Optionen zu anwendungsspezifischen Voreinstellungen bei eindimensionalen Codes sind Leserichtung und invertierte Codes. Auch wenn es der gleiche Code ist, ergibt ein schwarzer Code auf weißem Hintergrund für die Kamera ein anderes Bild als ein weißer Code auf schwarzem Hintergrund. Ist also bekannt, dass der Code invertiert ist, lässt sich dies bereits im Vorfeld festlegen, um die Zeit einzusparen, welche die Software benötigen würde, um den invertierten Code als solchen automatisch zu erkennen.
Eine Lesung invers dargestellter Codes ist ebenso bei zweidimensionalen Codes möglich. Bei diesen lässt sich der Lesemodus einstellen: „fast" für Codes guter Qualität oder „robust" für kritischere, z.B. direkt markierte Codes. Liegen Data Matrix Codes nicht wie gewöhnlich qua­dratisch, sondern als eine Art Lochmuster vor, erkennt der Algorithmus durch die Voreinstellung die genadelten Codes. Auch gespiegelte Codes können von der Software gelesen werden.

Codequalität ermitteln
Neben dem Lesen der Codes lassen sich auch Qualitätsparameter der gelesenen Codes ermitteln und auswerten. Dies ist vor allem dann sinnvoll, wenn die Codes später von Lesegeräten unterschiedlichen Typs erfasst werden sollen. So kann also direkt nach dem Druck die Güte des Codes kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass der erzeugte Code auch sicher lesbar ist. Die Qualitätskriterien kann der Anwender selbst bestimmen und beispielsweise einen Wert festlegen, ab dessen Unterschreitung eine Warnung ausgegeben wird. Das Gerät kann nicht nur bei der Code-Güte eine Reaktion auslösen, sondern auch bei der Verifizierung, d.h. der Prüfung auf den gleichen Code-Inhalt. Da bei der Verifizierung der Inhalt des Codes bekannt ist, muss der gelesene Inhalt nicht an die Steuerung weitergegeben werden. Es reichen digitale Ausgänge, die je nach Übereinstimmung bzw. Abweichung entsprechend gesetzt werden.

Leuze Codes
Seinen LSIS400i Smart Kameras gibt Leuze electronic immer eine Kombination aus drei Zahlen. Die erste Zahl steht für die Produktfamilie mit ihrer Bauform und ihren Leistungsdaten. So hat beispielsweise die 400er-Serie ein größeres Gehäuse als die Familie 100. Die darauf folgende Zahl gibt Auskunft über die Software-Variante. „1" bedeutet dabei Blob-Analyse. Mit einer Smart Kamera 41x lassen sich Vollständigkeits- oder Anwesenheitskontrollen durchführen. Steht als zweites eine „2", bedeutet dies, dass eine Software zur Code-Lesung wie im neuen LSIS 422i enthalten ist. Alle verfügbaren Softwaretools sind in dem Modell 46x enthalten.