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Vision-Doctor

Kamera

Das Auge des Inspektionssystems

Verwendung von Encodern

Industrielle Zeilenkameras nehmen das Bild zeilenweise auf.
Mit Hilfe eines Encoders ist es möglich, das Bild nicht nur mit einer festen Bildfrequenz aufzunehmen, sondern synchron zur zurückgelegten Wegstrecke. Die Bildaufnahme erfolgt also wegbezogen und nicht zeitbezogen.

Auf diese Weise ist es möglich, verzerrungsfreie Bilder zu erzeugen, die in Transportrichtung den gleichen Abbildungsmaßstab aufweist wie in Querrichtung zum Band.
Der Einsatz eines Drehgebers ist beim Einsatz von Zeilenkameras fast immer unumgänglich.

Einsatz eines Drehimpulsgebers

  •  Die Drehbewegung erzeugt Encoder-Impulse
  • Je nach Typ können bis zu 32.000 Impulse pro Umdrehung erzeugt werden.
  • In der Konfigurationssoftware der Zeilenkamera oder des Framegrabbers kann über Faktoren eingestellt werden, wie viele Encoder-Ticks einem Pixel entsprechen sollen.
  • Programmierbare Drehgeber sind flexibler. Bei ihnen kann angegeben werden, wie viele Ticks eine Umdrehung sein soll, so dass eine spätere Umrechnung in der BV-Systemumgebung entfällt.
  • Die Übertragung der Signale erfolgt als Differenz- oder als TTL-Signal. Bitte beachten Sie bei der Auswahl des Encoders die Schnittstellen Ihrer Bilderfassungskarte oder Zeilenkamera.

Einsatz eines Linearimpulsgebers

  • Ein berührungslos messender Lesekopf eines Magnetsensors erzeugt Impulse.
  • Ein aufklebbares Magnetband im Leseabstand von einigen Millimetern stellt die Gegenseite des Systems dar.
  • Je nach Typ können bis zu 0,001 mm aufgelöst werden.
  • Auch hier sind programmierbare Typen erhältlich, die eine definierbare Anzahl Ticks pro Wegstrecke erzeugen.
  • Als Signal steht ebenfalls ein Differenzial- oder TTL-Signal  zur Auswahl.

Prinzip eines Inkrementalgebers

Im Normalfall solle ein Bild nur in der Vorwärtsbewegung des Förderbandes aufgenommen werden. Wird ein Förderband jedoch immer wieder angehalten, kann es dazu kommen, dass es ein kleines Stück zurück laufen kann. Auch hier hilft der Einsatz eines Encoders: Die Bewegungsrichtung lässt aus der Abfolge der Signale des Encoders ermitteln.

Gute Zeilenkameraprodukte sind in der Lage, diese Rückwärtsschritte zu zählen und starten erst wieder mit der Bildaufnahme, wenn der Zähler durch die nächste Vorwärtsbewegung wieder auf Null steht.

Außerdem liefern Quadratur-Encoder nicht nur einen einzelnen Impuls, sondern vier Ticks. Dadurch sind sie wesentlich hochauflösender.

Typische Probleme mit Encodern

Ist das Bild zu dunkel, wird gerne die Belichtungszeit der Kamera pro Zeile verlängert. Ab einem bestimmten Wert erscheint das Bild jedoch in Transportrichtung verzerrt, obwohl der Encoder diesen Effekt ja ausschließen sollte.

Die Ursache dieses Phänomens ist, dass jetzt die Belichtungszeit der Kamera länger als die Encoderzeit ist, das System wird quasi "übertriggert" und Zeilen bei der Aufnahme gehen verloren. Diese fehlenden Zeilen führen zu Bildstauchungen. Beispiel: Bei einer typischen Zeilenfrequenz von 18 KHz, also 18.000 Zeilen pro Sekunde sind das 55 Mikrosekunden, die pro Zeile maximal zur Belichtung zur Verfügung stehen!

Mögliche Lösungen

  • Reduktion der Bandgeschwindigkeit.
  • Mehr Licht ermöglicht wieder kurze Belichtungszeiten bei gleicher Bandgeschwindigkeit.
  • Die Verwendung einer besseren Kamera mit größeren Sensor-Pixeln oder eines Dual-Line oder TDI-Sensors steigert die Lichtempfindlichkeit enorm
  • Einsatz besonders lichtstarker Objektive

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Industrielle Kamera fuer Bildverarbeitung