Das fahrende Auge

Fertigungsautomation

Visionsensoren - Im Logistikbereich werden fahrerlose Transportsysteme (FTS) häufig induktiv oder magnetisch gesteuert. Eine teure Angelegenheit. Eleganter und preiswerter lösen lässt sich diese Aufgabe mit dem neuen Visionsensor PGV, einem kompakten All-inclusive-System von Pepperl+Fuchs, das auf die Detektion von Farbbändern und Data-Matrix-Codes spezialisiert ist.

22. April 2014

Das positioniersystem PGV (Position Guided Vision) besteht aus einem Visionsensor, einem Farbband und gegebenenfalls einem Data-Matrix-Band und/oder Control-Code. Mit dieser Auswahl steht der »freien« Navigation von FTS nichts mehr im Wege. Der PGV mit integrierter Beleuchtung detektiert jedes beliebig farbige Spurband mit fester oder frei einstellbarer Breite. Permanent wird an die Fahrzeugsteuerung der Wert »Y« gesandt. Das ist der Wert von Bildmitte PGV zur realen Mitte des Spurbandes. Wird in der Anwendung ebenso eine exakte X-Position benötigt, kann ein Data-Matrix-Band neben das Spurband oder direkt darauf geklebt werden. Jetzt sendet der PGV zusätzlich zu Y ebenso den X-Wert. Eine X-Position, das ist die absolute Position entlang des Spurbandes, bietet die Möglichkeit Haltepositionen, Bearbeitungspositionen, Übergabepositionen oder Parkpositionen in die Navigation einzubauen. Durch die hohe Auflösung des Systems kann beispielsweise ein Roboter autark ein FTS be- oder entladen.

In den meisten Anwendungen reicht ein Ring als Spur jedoch nicht aus. Es gibt Abzweigungen und Kreuzungen. Damit die Fahrzeugsteuerung den richtigen Weg findet, bietet es sich an, vor einer Abzweigung einen Control-Code zu kleben. Dieser kennzeichnet zum einen im Layout eine bestimmte Abzweigung und zum anderen auch eine bestimmte Position. Wenn der PGV einen Control-Code detektiert, übermittelt er die Control-Code-Nummer plus die Y-Position.

Die Daten X, Y und Control-Code-Nummer sind jene Daten, die generell übermittelt werden. Der Anwender bekommt zu diesen ebenso den Winkel mitgeteilt, in dem der PGV über der Spur steht, und bei Verwendung von Data-Matrix-Band ebenso die Geschwindigkeit plus generelle Statusmeldungen über die aktuelle Performance des Systems. Reicht eine Spur nicht aus, kann direkt ohne Anpassung des PGV eine zweite Spur parallel verlegt werden. In diesem Fall werden alle Daten doppelt, also für zwei Spuren, an die Fahrzeugsteuerung geliefert.

Dank der leistungsfähigen integrierten Signalverarbeitung des Kamerasystems werden sowohl die X- und Y-Position, die Geschwindigkeit, der Winkel als auch der Betriebsstatus jederzeit genau erfasst und kontinuierlich gemeldet. Das breite Lesefenster erlaubt beliebige Abzweigungen, Kreuzungen und selbst enge Kurven bei stets exakter Positionsrückmeldung. Auch Spurbandunterbrechungen oder -verschmutzungen werden toleriert und führen zu keinerlei Einschränkungen.

Seine Kameratechnik macht den PGV völlig unempfindlich gegen Umgebungslicht. Der Sensor lässt sich auch von Verschmutzungen oder Beschädigungen des Farbbandes oder der Codes nicht beirren. Glänzende Böden, wechselndes Umgebungslicht und starke Lichtreflexe stören herkömmliche optische Positioniersysteme, weil die Wahl von Blende, Objektiv und Verschlusszeit nicht ausgewogen ist.

Beim neuen Positioniersystem PGV ist die Optik rein auf die »Region of Interest« (RoI) ausgerichtet und die Wahl von Blende und Shutter-Zeit mit optimaler Beleuchtung abgestimmt. Damit ist eine Überbelichtung physikalisch ausgeschlossen, und das Umgebungslicht kann die Leseleistung nicht beeinträchtigen. Das Farbband zur Spurverfolgung, welches in Breite und Farbe beliebig wählbar ist, muss deshalb auch nicht mehr durch Kontrastbänder optisch vom Bodenbelag getrennt werden.

Kompaktes Gehäuse für kompakte FTS

Ob kleine oder große Fahrzeuge, genügend Raum zur Montage ist grundsätzlich ein Thema. Der PGV-Sensor wird immer unten am Fahrzeug mit direkter Blickrichtung zum Boden montiert sein, da dort das Spurband klebt. Der optimale Abstand von 100 Millimeter wurde bewusst gewählt, um genügend Bodenfreiheit zum Schutz gegen Zerstörung durch herumliegenden Gegenständen zu haben. Bedingt durch sein kompaktes, 70 x 70 x 51 Millimeter messendes Gehäuse bietet der PGV in Bezug auf Toleranz, Neigung oder Verkippung jede Freiheit, die sich der Monteur wünscht.

Einfache Montage und Inbetriebnahme durch Plug & Play

Mit seiner Hard- und Software sorgt der PGV für hohe Prozesssicherheit, flexibles Handling und Kosteneffizienz. Die integrierte universelle Schnittstelle zu allen gängigen Feldbussen und Leitsystemen ermöglicht die Einbindung des Positioniersystems nach dem Plug-and-Play-Prinzip. Damit ist der PGV eine ideale Lösung für fahrerlose Transportsysteme in der Intralogistik, der Lager- und Fördertechnik, der Automobilindustrie, der Druck- und Papierindustrie und in vielen weiteren Bereichen.

Mit dem PGV-Sensor sind Anwender an keine bestimmte Fahrzeugsteuerung gebunden. Folgende Schnittstellen stehen zur Verfügung: RS485, Profibus, Profinet, CANopen und Ethernet IP. Unabhängig von der gewählten Schnittstelle sind immer exakt die gleichen Ausgangsdaten der Fahrzeugsteuerung verfügbar. Ein Wechsel von einer zur anderen Peripherie ist somit sehr einfach und mit keinem großen Aufwand verbunden.

Einspareffekte

Über die technischen Hintergründe müssen sich die Anwender keine Gedanken machen. Sie werden nicht mit komplexer Vision-Technologie konfrontiert, sondern profitieren von den Stärken eines fortschrittlichen Systems. Zum Ausgleich unterschiedlicher Reflexionseigenschaften sowie von unterschiedlichen Farben des Untergrundes ist beispielsweise die automatische Belichtungsregelung verantwortlich. Positionierlösungen auf Basis der PGV arbeiten unabhängig von Alter und Zustand des Spurbandes hochgenau und sind weitgehend wartungsfrei sowie unempfindlich gegenüber Fehlereinflüssen. Der Vision-Sensor erlaubt sogar die Verwendung beliebig farbiger, geklebter oder gemalter Spurbänder.

Zahlen, Daten, Fakten

- Codebandlänge Farbband: unendlich

- Codebandlänge DM-Band: 10 km

- Code-Art: Data-Matrix-Code/Farbband

- Geschwindigkeit: 6 m/s

- Auflösung: ±0,2, ±1 oder ±10 mm

- Leseabstand: 100 mm

- Tiefenschärfe: ±20 mm

- Lesefeld: 120 x 80 mm

- Radius: ≥ 0,5 m

- Temperaturbereich: 20 bis 60°C

- Schnittstellen: RS485, Profibus, Profinet, CANopen, Ethernet IP

Erschienen in Ausgabe: 03/2014