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AUTOMATISIERUNG » Steuerungstechnik Integrierte Vision-Systeme ermöglichen ‚sehende‘ Maschine Auf dem Weg zur ‚adaptiven‘ Maschine IM ÜBERBLICK Vision-Systeme als integraler Bestandteil der Automatisierung unterstützen genauso wie die IT/OT-Konvergenz datenbasierte Ansätze im Maschinenbau. Ein wichtiger Schritt in Richtung der adaptiven Maschine der Industrie 4.0 sind Vision-Systeme als ‚Auge‘ der Maschine. Bei der B&R Industrial Automation GmbH, Eggelsberg, ist das Vision-System deswegen integraler Bestandteil des Steuerungssystems – bestehend aus Kameras, intelligenten Bildverarbeitungsalgorithmen und einem innovativen Beleuchtungssystem. „Damit eine Maschine flexibel unterschiedliche Produkte in unterschiedlichen Losgrößen fertigen kann, braucht sie neben mechatronischen Transportsystemen wie unseren Trak-Systemen und Robotern für die flexible Handhabung auch ein Vision-System“, erläutert Andreas Waldl, Product Manager Integrated Machine Vision bei B&R. „Nur eine Maschine, die sehen kann, kann sich ohne großen Aufwand an sich ständig ändernde Produkte und Anforderungen anpassen.“ Aus der Integration des Visionin das Steuerungssystem ergeben sich einige Vorteile für den Anwender. „Das fängt beim Engineering an“, so Waldl weiter. „Es ist viel einfacher und weniger fehleranfällig, wenn das Entwicklungsteam in einem gemeinsamen Tool wie Eine adaptive Maschine passt sich selbstständig an neue Aufgaben und veränderte Randbedingungen an. Eine Voraussetzung dafür ist eine ‚sehende‘ Maschine. B&R integriert dazu das Vision-System in seine Steuerungstechnik – mit Vorteilen bei Engineering und Betrieb. Darüber hinaus wird zudem die Konvergenz von IT und OT (sprich der Automatisierungstechnik) eine wesentliche Rolle spielen. Andreas Waldl, Product Manager Integrated Machine Vision bei B&R »Nur eine Maschine, die sehen kann, kann sich ohne großen Aufwand an sich ständig ändernde Produkte und Anforderungen anpassen.« Bild: B&R unserem Automation Studio arbeitet – anstatt mit zwei oder noch mehr unterschiedlichen Werkzeugen.“ Im Betrieb ist ein großer Vorteil die Synchronisation der Bildaufnahme mit den sonstigen Maschinenabläufen. „Wenn alle Komponenten das exakt gleiche Zeitverständnis haben – und das auch noch mit einer Genauigkeit im Sub- Mikrosekundenbereich –, dann kann ich die Kamera mit der Achse synchronisieren oder eine Motorposition als Trigger nutzen“, betont der Vision-Experte. Das ist besonders für hochdynamische Anwendungen sinnvoll, um zielgenaue Aufnahmen zu ermöglichen, aber auch, um den Durchsatz nicht durch unnötige Halteperioden zu senken. Zudem forciert die Einbindung das Plug&Play. „Unsere Vision-Sensoren haben von Haus aus erstmal keine Funktion. Sie wissen gar nicht, ob sie Codes lesen sollen oder Muster erkennen“, fährt Waldl fort. Sobald der Vision-Sensor aber an die Maschine angesteckt wird, bekommt er von der Steuerung automatisch alle benötigten Funktionen und Parameter aufgespielt. Und wenn der Betreiber die Kamera oder die Beleuchtung austauschen muss, erfolgt auch die Neuparametrierung im Plug&Play. Dazu muss nicht einmal die Hardware neu kalibriert werden. Kameras und Beleuchtungen von B&R sind werkskalibriert. INFO Mehr zur Idee der adaptiven Maschine: hier.pro/wYtNu Herzstück der Vision-Lösung von B&R sind intelligente Kameras. Das Portfolio deckt ein breites Spektrum ab, welches am unteren Ende einfache Vision-Sensoren ersetzt und am oberen Ende die Leistungsfähigkeit von High-end-Smart-Kameras aufweist. Beleuchtung und Kamera sind in einem Smart-Sensor vereint. Bild: B&R 40 KEM Konstruktion » 06 | 2022
Über das Vision-System hinaus wird im Sinne der adaptiven Maschine und als Basis für Industrie 4.0 und IIoT ein konvergentes IT/ OT-Netzwerk erforderlich sein. Nur so ließen sich die Hürden beim Einsatz von Machine Learning und folgend Künstlicher Intelligenz (KI) überwinden, ergänzt Elmar Zimmerling, Product Manager Industrial IoT Network Solutions. Um diese Konvergenz zu erreichen, spielt nicht zuletzt OPC UA FX eine wichtige Rolle (siehe Kasten Interview). (ab/co) www.br-automation.com Konvergenz von IT und OT ist Basis für Industrie 4.0 und IIoT ROBUST UND MODULAR Bild: B&R KEM Konstruktion: Warum ist die IT/OT-Konvergenz von so großer Bedeutung? Elmar Zimmerling, Product Manager Industrial IoT Network Solutions, B&R Industrial Automation GmbH, Eggelsberg Elmar Zimmerling (B&R): Nur ein ‚new normal‘ eines konvergierten IT/OT-Netzwerks von cyber-physischen Systemen wird die heutigen und künftigen Anforderungen einer IT-Automatisierung sicher und durchgängig erfüllen können. Der Grund liegt auf der Hand: Ohne dieses neue Fundament wird es keine Industrie 4.0 geben und die Hürden beim Einsatz von Machine Learning und folgend Künstlicher Intelligenz (KI) werden nicht überwunden werden. KEM Konstruktion: Was bieten hier die ‚OPC UA FX (Field eXchange) Specifications‘? Zimmerling: Mehr als 300 Expert*innen sind an der Umsetzung, sprich den Spezifikationen der diversen OPC-UA- FX-Technologiebausteine beteiligt. Das umfasst bei OPC UA FX natürlich TSN, aber auch funktionale Sicherheit, Network Connection Management, Publisher/Subscriber Messaging, Antriebstechnik, Remote I/O und vieles mehr. Mit Blick speziell auf unser innovatives Automati- sierungsportfo- lio für Spitzenlösungen im Maschinenbau spielt vor allem der Determinismus eine wichtige Rolle. Etwa wenn man an schnelles Regeln im Bereich Antriebstechnik oder auch die integrierte kamera - basierte Bildkontrolle denkt. »Gerade mit Blick auf Machine-Learning-Projekte ist die Beschaffung von Daten guter Qualität die entscheidende Hürde – und die mit TSN mögliche Konvergenz ein großer Vorteil von OPC UA FX.« KEM Konstruktion: Welche Vorteile kann der Anwender nutzen? Zimmerling: OPC UA FX bietet dem Markt entscheidende Vorteile. Gateways zwischen den Echtzeit-Ethernet- Lösungen entfallen – eine der großen Hürden in Data-Science-Projekten, um qualitativ aussagekräftige Informationen zu erhalten. Zudem wird eine echte Semantik bis hinunter in die Feldebene möglich, in der smarte Sensoren in Leistungsfähigkeit und Anzahl in den nächsten Jahren explodieren werden. Jetzt Lösung anfragen: silver-line@odu.de ODU-MAC® Für automatisches Andocken > 100.000 Steckzyklen Hohe Ausfall- und Kontaktsicherheit Vibrationsbeständigkeit Flexible Übertragung durch Module Inklusive Kabelkonfektionierung www.odu.de KEM Konstruktion » 06 | 2022 41
