Intelligente Kameras haben ein breites Einsatzgebiet in den unterschiedlichsten Branchen und für eine Vielzahl an Applikationen. So hat der Bildverarbeitungsexperte Bi-Ber auf der Basis einer VC-Kamera ein Kontrollsystem für die Produktion von profiliertem Bandstahl implementiert. Das überaus leistungsfähige Vision-System ist direkt hinter einer Schleifmaschine installiert und liefert fortwährend und in Echtzeit Informationen für die optimale Einrichtung der Werkzeuge.

Der Bandstahl mit trapezförmigem Querschnitt durchläuft die Anlage mit 500 mm/min. Kontrolliert werden die obere und untere Breite sowie die Breite der Flanken des Materials. Die Maße müssen in Echtzeit auf dem Kontrollmonitor ausgegeben werden und für die Korrektur der Werkzeugpositionierung verfügbar sein.
Die Prüfung erfolgt mittels einer intelligenten Kamera von Vision Components, die über einen 400 MHz-TI-Prozessor mit einer Rechenleistung von 3.200 MIPS verfügt. Die für industrielle Umgebungen geeignete Kamera wird mit vertikaler Sicht nach unten angebracht. Um die Maße kameratechnisch erfassbar zu machen, sind ober- und unterhalb des Bandstahls LED-Beleuchtungen installiert, die die Außenkontur des Bandstahls im Durchlicht und die Oberseite in der Reflexion sichtbar machen. Die Kamera ist mit einem telezentrischen Objektiv ausgestattet, das unabhängig von der Entfernung des Objekts einen konstanten Abbildungsmaßstab gewährleistet. Sie übermittelt die Messwerte zur Darstellung an einen angeschlossenen Monitor.

Signalauswertung und Bedienung
Das Kontrollsystem wird mittels einer von Bi-Ber für die Applikation zugeschnittenen Software betrieben. Diese gibt bei Abweichungen vom eingestellten Sollwert ein Warnsignal aus. Der Monitor zeigt die aktuellen Werte sowie die Mittelwerte einer beliebigen Anzahl vorangegangener Messungen. Werte außerhalb der Toleranzen werden rot dargestellt, gelbe Werte überschreiten die Warngrenzen, grüne Werte sind in Ordnung. Die Bedienung erfolgt mittels eines übersichtlichen Tastaturfelds und des Monitors. Ein Bedienmenü erlaubt es, verschiedene Bandstahltypen einzurichten und Sollwerte und Toleranzen individuell festzulegen und zu speichern. Die Auswahl des Stahltyps kann sowohl über das Menü als auch automatisch über die Beschaltung der Digitaleingänge der intelligenten Kamera erfolgen.

Lösung mit langem Atem
Die Kamera ist etwa eine Sekunde nach dem Anlegen der Spannung messbereit und startet automatisch das Prüfprogramm. Die einzelnen Messungen laufen fortwährend, bis eine andere Funktion aktiviert wird. Das System kann bis zu fünf Messungen in der Sekunde durchführen und liefert sehr stabile Mess- ergebnisse mit einem Messfehler von weniger als 10 µm.

VC4038
Die intelligente Kamera VC4038 erreicht dank ihres 400 MHz-Prozessors von Texas Instruments eine Rechenleistung von 3.200 MIPS. Ihr 1/3"-Sensor bietet eine Auflösung von 640 x 480 Pixeln und erfasst bis zu 63 Bilder je Sekunde (126 fps im Binning-Modus). Die VC4038 verfügt über 32 MB DRAM und 4 MB Flash EPROM zur Programm- und Datenspeicherung; zudem lässt sich die Flashkapazität mit einer SD-Karte um 128 MB erweitern. Zur Standardausstattung gehören außerdem ein SVGA-Monitorausgang, je vier digitale Ein- und Ausgangskanäle sowie ein High-Speed-Triggereingang, der selbst bei sehr hoher Abfragefrequenz jitterfreie Bildaufnahmen ermöglicht. Für die Einbindung in Automatisierungsumgebungen stehen eine RS232- und eine Ethernetschnittstelle zur Verfügung. Dank des Echtzeit-Betriebssystems VCRT sind die Kameras multitaskingfähig. Die frei programmierbaren, kompakten Geräte lassen sich als selbstständige Bildverarbeitungssysteme in nahezu alle Anlagentypen integrieren.

Bandstahlherstellung
Zur Herstellung von Bandstahl werden aus Stahlbrammen Bleche in der gewünschten Stärke gewalzt, die dann auf die passende Breite zugeschnitten und gegebenenfalls mit Profilen versehen werden. Breitentoleranzen und Maximalabweichungen von der Seitengeradheit sind in EN-Normen definiert; wegen der vielfältigen Anwendungsgebiete werden eingeschränkte Toleranzen üblicherweise zwischen dem Hersteller und dem Anwender vereinbart. Weitergehende qualitative Anforderungen an Bandstahl betreffen u. a. Bruchfestigkeit, gleichmäßige Beschichtung (um z. B. vollständigen Korrosionsschutz und Farbechtheit zu gewährleisten) und Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse. Je nach Werkstoff und Messziel eignen sich verschiedene Messverfahren; so wird z. B. die Schichtdicke der Lackierung berührungslos gemessen, um die Oberfläche nicht zu zerstören. Neben mechanischer Prüfung und Bilderfassungssystemen werden mittels Sensoren thermisches und radiometrisches Verhalten gemessen. Da alle Produktionsschritte durch hohe Durchlaufgeschwindigkeiten gekennzeichnet sind, müssen die Messwerte in Echtzeit erfasst und ausgewertet werden. Vorteil einer Bildverarbeitungslösung ist, dass sie industriesicher, schnell und flexibel im Einsatz ist: exakte Messungen können mit einiger Entfernung vom Prüfling ausgeführt werden.