Ob Inhalt und Qualität von 1D/2D-Codes bzw. Klarschrift, Positionen, Abstände, Vollständigkeit oder die Kontur von Objekten – visuell prüfen lässt sich eine ganze Menge. Dabei können zeitgleich mehrere sehr unterschiedliche Merkmale anhand eines einzigen Bildes ausgewertet werden. Vereint in einem Vision-Sensor steht damit ein universelles Werkzeug zur Verfügung, das an Beliebtheit in den letzten Jahren branchenübergreifend stark dazugewonnen hat.
Dank ihrer Universalität sind sie für die Pharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie prädestiniert, doch sind weitreichende Hygieneanforderungen einzuhalten. In sensiblen Bereichen müssen Vision-Sensor und Untersuchungsobjekt gleichermaßen voreinander geschützt werden. Bei den Sensoren geht es vor allem um den Schutz vor dem Eindringen von Staub und Wasser, selbst im kurzzeitigen worst case unter dem Einfluss von Hochdruckreinigern mit bis zu 80 °C und 100 bar.
Die heute typischerweise vorliegenden Schutzarten für Kameras (ab IP 30) und Vision-Sensoren (IP 54 und höher) genügen hier nicht, da sie den Hygieneanforderungen entsprechenden Reinigungen auf kurz oder lang nicht überstehen. Auch würden sich bauartbedingt viele Angriffspunkte für Verunreinigungen bilden, die das Untersuchungsobjekt potenziell kontaminieren können.
Sensible Bereiche mit hohen Anforderungen
Normen, Richtlinien und Empfehlungen zum Maschinendesign in den verschiedenen Branchen sind vielfältig. Für Nahrungsmittelmaschinen unterteilt die DIN EN 1672-2 relevante Bereiche in Lebensmittelbereich, Spritzbereich und Nicht-Lebensmittelbereich mit jeweils eigenen Einschränkungen – hier konkret abgeleitet vom potenziellen Kontakt mit Lebensmitteln und deren mögliche Rückkehr in den Hauptproduktstrom.
Für die Hygiene, Reinigung und Desinfizierbarkeit im Prozess stehen Maschinenbauer und Lebensmittelhersteller in der Verantwortung. Dies schließt auch geeignete Sensorik im hygienegerechten Design ein.
Typische Anforderungen sind hier unter anderem:
Glatte Oberflächen (Ra=0,8 µm oder besser) o.Toträume
Widerstandsfähige Materialien für Reinigung und Desinfektion
Flüssigkeiten müssen ablaufen können
Einsatz von Edelstahl 1.4404 (316L)
Minimaler Radius von 3 mm.
IP 69K Vision-Sensoren im „edlem“ Stahl
Schlüsselpunkt bei Sensorik ist die „kärcherfeste“ Ausführung in Schutzart IP 69K. Prinzipiell gibt es zwei Wege, dies zu erreichen: Eine zusätzliche Einhausung mittels Umgehäuse oder – als sicher deutlich einfacherer Weg – der Einsatz eines bereits für diese hohe IP-Schutzart ausgelegten Vision-Sensors. Und genau diesen Weg ist Baumer gegangen. Mit den neuen XF-Modellen stehen für VeriSens die am Markt einzigen Vision-Sensoren im IP 69K-Design zur Verfügung. Erhältlich sind sie mit weißer und IR-Beleuchtung; bis zu 32 Merkmale können gleichzeitig geprüft werden – einschließlich Code lesen und Texterkennung (OCR/OCV). Auf diese Weise sind auch komplexe Applikationen in sensiblen Bereichen unkompliziert zu lösen.
VeriSens Vision-Sensoren arbeiten lageunabhängig und konturbasiert, das heißt die Produkte müssen nicht exakt positioniert werden, um zuverlässige Ergebnisse auch unter schwierigen Lichtbedingungen zu erhalten. Bei einem Loswechsel können neue Prüfaufgaben flexibel und einfach per Softwareumschaltung ausgewählt werden.
Zur Visualisierung (und Nachparametrierung) dient vorzugsweise das Web-Interface, das über die in den Anlagensteuerungen vorhandenen Browsern genutzt werden kann. Einfachheit bietet zusätzlich die nutzerfreundliche Parametriersoftware, um Bildverarbeitungstechnologie auch mit wenig Erfahrung schnell zu implementieren.
Gegenüber einer Umhausungsvariante, stellen die IP 69K Vision-Sensoren eine sichere Wärmeableitung bei einem vergleichsweise geringen Komponentenvolumen sicher. Gleichzeitig sind alle Anzeigen, die Fokussierung oder auch die Verkabelung jederzeit einfach zugänglich.
Neue Wege zu beschreiben und von den Vorteilen visueller Prüfungen zu profitieren, ist somit für Branchen mit hohen Hygieneanforderungen deutlich einfacher geworden. Eine erste Abschätzung der Möglichkeiten bieten Produktsimulatoren der Parametriersoftware „VeriSens Application Suite“, die kostenlos auf der Baumer Webseite heruntergeladen und ohne vorherige Installation genutzt werden kann.
