Ethercat gilt im Anlagenbau als Kommunikationsprotokoll der Zukunft und eröffnet auch in der Bildverarbeitung neue Wege. Mit diesem Standard ist es möglich, alle Komponenten einer Maschine über dasselbe Kommunikationsmedium zu vernetzen und somit auch die Bildverarbeitung einfach und schnell in die Gesamtanlage zu integrieren.

Mit Ethercat gehören Kompatibilitätsprobleme und Geschwindigkeitseinbußen durch unterschiedliche Schnittstellen und Gateways der Vergangenheit an. Durch die hohe Geschwindigkeit eignet sich der Standard vor allem für Anwendungen mit Echtzeit-Anforderungen, wie beispielsweise in der Halbleiterindustrie, in der kleine Massen extrem schnell und positionsgenau bewegt werden müssen, oder für Scara- und Deltaroboter, wo Pick&Place-Prozesse in kürzester Zeit ausgeführt werden müssen.
Der neue Vision-Sensor FQ-Motion von Omron ist speziell für den Einsatz in Pick&Place-Anwendungen entwickelt worden und mit einer Ethercat-Schnittstelle ausgestattet. Alle implementierten Funktionen, wie z.B. die Kalibrierung oder der Algorithmus ECM Search Motion, unterstützen die einfache Maschinenintegration sowie die schnelle Bildverarbeitung und Kommunikation des Sensors. Mit der kantenbasierten Suchfunktion ECM Search Motion berechnet der Sensor die X-Y-Koordinaten, die Drehlage sowie die Korrelationsdaten von bis zu 32 Objekten gleichzeitig. Damit die Messwerte mit dem Koordinatensystem des Roboters übereinstimmen, muss der Sensor kalibriert werden. Dafür werden Referenzobjekte im Sichtfeld des FQ-Motion platziert und die Objektkoordinaten erfasst. Anschließend werden die Referenzobjekte im Arbeitsbereich des Roboters positioniert und angefahren. Die daraus resultierenden Koordinatendaten werden ebenfalls in den Vision-Sensor übertragen, der die Kalibrierung durchführt und im Anschluss alle Positionsdaten im Roboterkoordinatensystem ausgibt.

Integrierte Objektverfolgung

Eine Besonderheit des Vision-Sensors liegt im Conveyor Tracking. Das heißt, der Sensor verknüpft die Positionsdaten des Drehgebers mit den Bildverarbeitungskoordinaten der Objekte auf dem Transportband. Somit erkennt er bei der nachfolgenden Bildaufnahme bereits detektierte Objekte und gibt nur die Koordinaten der neu hinzugekommenen Objekte aus. Ein weiterer Vorteil des Sensors ist das flexible Datenausgabeprotokoll, um diesen direkt an Steuerungen anzubinden. Der Anwender definiert die Form des Datenstrings nach Vorgabe der verwendeten Steuerung und kann ohne weiteren Aufwand die Daten des FQ-Motion direkt in die Steuerung einlesen. Als Datenschnittstelle kann der Anwender zwischen Ethercat und Ethernet wählen. Die Parametrierung des Sensors erfolgt mittels PC-Software oder Touchfinder, einem portablen Monitor mit integriertem Touchscreen.
Der Sensor eignet sich durch die stabile Objekterkennung und schnelle Datenausgabe über Ethercat für Anwendungen, in denen ein Scara- oder Deltaroboter Objekte aufnehmen und positionieren muss. Hierbei können die Objekte entweder auf einem Förderband transportiert werden oder in einem Behälter positioniert sein. Zudem eignet sich der Sensor für den Einsatz an Linearsystemen, die in Hochgeschwindigkeit Sortier- oder Positionieranwendungen ausüben.