Integration von Kameras und Framegrabbern in industrielle Werkzeugmaschinen
Die Integration von Kameras und Framegrabbern in industrielle Werkzeugmaschinen wird immer häufiger, da die Nachfrage nach zunehmender Automatisierung und Inspektion im Fertigungsprozess wächst. Die Integration von Kameras und Framegrabbern in Werkzeugmaschinen bietet mehrere Vorteile, darunter eine verbesserte Prozesssteuerung, kürzere Inspektionszeiten und eine verbesserte Produktqualität.
Kameras können für verschiedene Anwendungen in industriellen Werkzeugmaschinen verwendet werden, einschließlich In-Prozess-Inspektion, Messung und Überwachung des Produktionsprozesses. Die Bildsensoren in diesen Industriekameras für maschinelles Sehen reichen vom gesamten sichtbaren Spektrum bis hin zu Infrarot und nahem Infrarot (NIR-Bildsensoren). Das Computersystem wird dann verwendet, um die Bilder zu verarbeiten, relevante Informationen zu extrahieren und eine Rückmeldung an die Werkzeugmaschine zur Prozesssteuerung und -optimierung zu liefern. Viele Hersteller produzieren derzeit Industriekameras für den Machine-Vision-Markt, darunter Kaya Instruments, Allied Vision, Zeiss, Matrox & Basler, um nur einige zu nennen.
Framegrabber sind wichtige Komponenten bei der Integration von Kameras und Werkzeugmaschinen, da sie die Bilddaten von der Kamera an das Computersystem übertragen. Unter den vielen Industriestandardschnittstellen (oder Bildverarbeitungsstandards und -protokollen) erfordern die fortschrittlichen Schnittstellen CoaXPress (CXP), CameraLink (CL-Kameras) und Camera Link High Speed (CLHS) Framegrabber, während Ethernet- und USB-basierte Kameras wie USB3 Kameras und GigE-Vision-Kameras, können in der Regel ohne Framegrabber angeschlossen werden. HD-SDI-Kameras und sogar GigE-Vision-Kameras profitieren von Framegrabbern, da die rechenintensive Bildvorverarbeitung, die das Bild kuratiert, die Rechenlast der Host-CPU entlastet. Häufig verfügt der Host zusätzlich über eine GPU (Graphics Processing Unit), die zur weiteren Verarbeitung von Bildern aus dem Bilderfassungssystem für maschinelles Sehen verwendet wird. Framegrabber werden unter Verwendung von Industriestandards wie PCI Express (PCIe) für CameraLink, CLHS und CoaXPress, Ethernet-Karten oder USB sowie SFP+-Cages und -Anschlüssen für eine Glasfaserverbindung in das Host-Bildverarbeitungssystem integriert.
Die CoaXPress-Bildverarbeitungsschnittstelle in industriellen Werkzeugmaschinen
CoaXPress ist ein Industriestandard für Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitungskameras und Datenübertragung, der in industriellen Werkzeugmaschinen und vielem mehr Anwendung findet. Abgekürzt CXP, ist es jetzt in der 2. Generation, obwohl alle CoaXPress-Versionen CXP1.0, CXP1.1 und CXP 2.0 verfügbar sind. Besser noch, sie sind sowohl aufwärts- als auch abwärtskompatibel, was bedeutet, dass nur Komponenten hinzugefügt oder ersetzt werden müssen, sodass alle installierten Systeme und Infrastrukturen nahtlos weiterarbeiten können.
CoaXPress bietet Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsraten von bis zu 12,5 Gigabit pro Sekunde (Gbps, oder oft einfach „CoaXPress 12G“) pro Kanal, wodurch es möglich ist, große Mengen an Bilddaten von einer Bildverarbeitungskamera über einen Framegrabber zu einem zu übertragen Computersystem nahezu in Echtzeit.
In industriellen Werkzeugmaschinen werden CoaXPress-Kameras für verschiedene Anwendungen wie Optimierung, Prozesskontrolle, Inspektion und Messung eingesetzt. Einige Bildverarbeitungslösungen Anbieter haben sich darauf spezialisiert die zukunftsorientierte, nach vorne gerichtete CoaXPress-Schnittstelle für Kameras und Framegrabber aufgrund der Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit von CXP für Datendurchsatz und Bildverarbeitung.
Die Kameras sind mit einem Framegrabber verbunden, der dabei hilft, die Bilddaten von der Kamera an ein Computersystem zu übertragen. Das Computersystem wird dann verwendet, um die Bilder zu verarbeiten, relevante Informationen zu extrahieren und eine Rückmeldung an die Werkzeugmaschine zur Prozesssteuerung und -optimierung zu liefern.
CoaXPress bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Bildverarbeitungsschnittstellen wie USB und Firewire. Einer der Hauptvorteile ist die hohe Datenübertragungsrate, die es ermöglicht, große Mengen an Bilddaten in Echtzeit zu verarbeiten. Darüber hinaus unterstützt CoaXPress lange Kabellängen von bis zu 40 Metern, wodurch es möglich ist, Kameras weit entfernt vom Computersystem zu platzieren und gleichzeitig hohe Datenübertragungsraten aufrechtzuerhalten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CoaXPress ein weit verbreiteter Schnittstellenstandard für Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitungskameras in industriellen Werkzeugmaschinen ist. Es bietet Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, lange Kabellängen und Echtzeit-Bildverarbeitungsfunktionen, was es zu einem leistungsstarken Werkzeug für verschiedene Anwendungen wie Prozesssteuerung, Inspektion und Messung macht.
