Beckhoff uvoľnil softvérový produkt TwinCAT Vision už v roku 2017 a odvtedy ho neustále vylepšuje. Na rozdiel od black-box vision systémov, Beckhoff ponúkol svojim zákazníkom otvorenú platformu, programovanie v známom vývojovom prostredí TwinCAT 3 a naplno využíva výkon IPC, pretože program Vision beží priamo v TwinCAT Runtime. Tento plne integrovaný prístup poskytuje programátorovi úplnú kontrolu nad spracovaním obrazu, skracuje reakčný čas riadiaceho systému a v neposlednom rade poskytuje dokonalú synchronizáciu procesov. Všetky tieto výhody robia zo softvéru Beckhoff Vision ešte pôsobivejší a komplexnejší produkt.

Beckhoff aktuálne ponúka výrobcom zariadení a koncovým zákazníkom kompletné portfólio na riešenie úloh strojového videnia, ktoré pokrýva všetky potrebné komponenty od softvéru cez kamery, objektívy, svetlá až po držiaky a príslušenstvo. Veľkú konkurenčnú výhodu predstavuje integrácia technológie EtherCAT-P. Prítomnosť real-time zbernice EtherCAT-P v kamerách a svetlách umožnila dosiahnuť presnú synchronizáciu úloh Vision s ostatnými procesmi a systémami. Priemyselné počítače Beckhoff vynikajú vysokou konektivitou a táto vlastnosť sa premieta aj do spracovania obrazu. Zachytené snímky môžu byť archivované na HDD počítača a celý systém môže byť napojený na cloudové služby a prístupný odkiaľkoľvek. Kombinácia jedného vývojového prostredia a real-time zbernice EtherCAT-P výrazne šetrí náklady na vývoj, nasadenie a servis aplikácie a zároveň znižuje náklady na hardvér a uľahčuje jeho diagnostiku.

Aktuálny prehľad hardvérových produktov pre aplikácie Vision:

  • 2D kamery VCS2000,
  • odolné objektívy VOS2000 a VOS3000,
  • farebné líniové, plošné, kruhové LED svetlá (VIB2000, VIP2000, VIR2000),
  • VUI (Vision Unit Illumination) kompaktnú kameru s integrovaným svetlom a objektívom,
  • príslušenstvo.

Počas vývojového procesu hardvéru sa od začiatku kládol dôraz na spoľahlivosť, stabilitu a vysokú odolnosť produktov. Tento prístup sa premietol do odolného dizajnu, ale tiež do použitých materiálov a ich povrchovej úpravy.

Významné konštrukčné prvky a vlastnosti:

  • chránič objektívu, s ktorého použitím je celý systém – konektory, kamera, objektív – v krytí IP65/IP67,
  • telo z eloxovaného hliníka s vyššou mechanickou odolnosťou,
  • hladké a čisté línie s ohľadom na jednoduchú údržbu,
  • zemniaca skrutka,
  • tepelne tvrdené antireflexné sklo,
  • signalizačné LED na okamžitú diagnostiku.

Výkonné kamery

Obraz 2D kamier z rodiny VCS2000 zachytáva farebný alebo monochromatický CMOS snímač s maximálnym rozlíšením až 24 megapixelov. Za širokou škálou snímačov stojí stabilný a kvalitný výrobca Sony. Na rôzne úlohy strojového videnia tak môžeme vybrať vždy ten najvhodnejší. Na výber sú čipy s veľkosťou pixelu 3,4 x 3,4 µm pri rozlíšení od 1,6 do 5 MP alebo 2,74 x 2,74 µm pri vyššom rozlíšení. Frekvencia snímkovania 167 fps a vysoká prenosová rýchlosť 2,5 Gbit/s rozširuje možnosti aj na sledovanie rýchlych a dynamických dejov. Vďaka integrovanému EtherCAT-P dokážu kamery tvoriť jeden synchronizovaný celok spolu s osvetlením a pohonmi. Takáto sústava vyniká nízkou latenciou a rýchlym poskytnutím výsledkov pre PLC a výrazne tak prispieva k znižovaniu taktu výrobného procesu.

Kamery Beckhoff využívajú na prenos snímok zavedený medzinárodný štandard GigE Vision, na uchytenie objektívu slúži montážny závit C-moutn a kamery možno používať v širokom teplotnom rozsahu. To z nich robí ešte univerzálnejší produkt. Malá montážna hĺbka 38,4 mm a konektory vyvedené do strany spolu vytvárajú väčší voľný priestor v optickej osi objektívu. Zmestia sa aj do veľmi zle prístupných miest.

Odolné objektívy

Objektívy z radu VOS2000 a VOS3000 sú vďaka svojim vlastnostiam ideálne na použitie v priemysle, a to hlavne pre ich špičkové optické vlastnosti, jednoduchú montáž a odolnosť proti vibráciám až 10 g. Rovnako ako kamery, aj objektívy disponujú montážnym závitom C-mount. Okrem toho majú samostatný ostriaci a clonový krúžok. Oba krúžky možno zaaretovať pomocou aretačných prstencov. Vďaka tomu sa nastavenie nezmení ani pri neúmyselnom dotyku alebo pri umiestnení na pohyblivej konštrukcii, napr. na osi robota. Objektívy majú na prednom sklíčku širokopásmovú antireflexnú vrstvu na elimináciu reflexií v rozmedzí vlnovej dĺžky od 420 do 1 050 nm.

Flexibilné, presné a energeticky úsporné svetlá

Farebné LED svetlá v troch vyhotoveniach – líniové (VIB2000), panelové (VIP2000) a kruhové (VIR2000) – generujú konštantné svetlo a vytvárajú nemenné svetelné podmienky, ideálne na zachytávanie veľmi presných a kontrastných snímok. Takto získané kvalitné informácie pozitívne ovplyvnia schopnosť dosahovať presnejšie výsledky behom následného softvérového spracovania obrazu. To samozrejme platí aj v nastaviteľnom impulznom režime. O vybudenie LED sa stará výkonová elektronika integrovaná priamo vo svetle.

Všetky svetlá disponujú LED vo farbách OGB (orange: 612 nm, green: 545 nm, blue: 452 nm) a tiež IR (853 nm). Farbu svetla možno počas procesu neustále meniť a upravovať jednotlivé zložky tak, aby bol objekt na snímanej scéne ideálne nasvietený. Pomocou EtherCAT-P dokážeme priamo z PLC nastavovať farbu, intenzitu a riadiť impulzný režim. Obrovskú úsporu energie dosiahneme v momente, keď synchronizujeme kameru a svetlo a zabezpečíme, že scéna bude nasvietená len počas veľmi krátkeho a presného okamihu, keď kamera sníma obraz. Takto vyladený proces zároveň znižuje zahrievanie svetla a značne zvyšuje jeho životnosť.