Beim Einsatz von Vision-Sensoren stellt die richtige Beleuchtung das A und O für eine ­stabile, prozesssichere Funktion dar. Dies gilt umso mehr bei anspruchsvollen Anwendungen wie dem Lesen von DataMatrix-Codes. Mit der Codeleser-Variante ihres Vision-Sensors FA45 realisierte die SensoPart Industriesensorik jetzt eine Anwendung, die in dieser ­Hinsicht eine besondere Herausforderung darstellte: das fehlerfreie Entziffern von auf spiegelnden Glasplatten aufgebrachten DataMatrix-Codes.

Die Anfrage an SensoPart kam vom niederrheinischen Maschinenbauunternehmen Gerold, das Anlagen für die Solarmodulproduktion herstellt. Im Produktionsprozess werden beschichtete Glasplatten auf- und abgestapelt und müssen dabei anhand von gelaserten DataMatrix-Codes identifiziert werden. Hierfür suchte der Anwender eine zuverlässige Automatisierungslösung: „100 % Erkennungsrate" lautete die Kundenvorgabe. SensoPart schlug den Einsatz der Codeleser-Variante des Vision-Sensors FA45 vor. Um garantieren zu können, dass die Codes auf den stark reflektierenden Glasplatten zuverlässig gelesen werden, wurde die optimale Anordnung von Sensor und Beleuchtung im Rahmen eines Feldtests ermittelt.

Reflexionen und Doppelkonturen ­eliminieren
Zur Detektion von Merkmalen auf spiegelnden Oberflächen wählt man in diesem Fall die sog. Dunkelfeldbeleuchtung. Dabei wird der Sensor um einen bestimmten Winkel aus der Senkrechten gekippt, sodass das vom Sensor ausgesandte und vom Objekt reflektierte Licht nicht direkt in den Sensor zurückfällt. So einfach ließ sich das Problem in diesem Fall jedoch nicht lösen: „Bei der Detektion erhabener oder vertiefter Strukturen auf transparenten Objekten erreicht man mit dieser Anordnung kein befriedigendes Ergebnis", weiß SensoPart-Produktmanager MarKus Koslik. „denn infolge der Überlagerung von Reflexionen an den verspiegelten Vorder- und Rückseiten der Platten können Doppelkonturen auftreten". Eine solche vertiefte Struktur lag hier in Form der gelaserten Codes vor.
Anhand der vom Anwender zur Verfügung gestellten Muster führte SensoPart deshalb Versuche mit einem seitlich angeordneten Flächenlicht und einem Ringlicht durch. Um das Problem der Doppelkonturen zu vermeiden, muss der FA45 genau senkrecht zur Glasplatte ausgerichtet werden. Es zeigte sich, dass bei dem gegebenen Messabstand von 120 mm ein Beleuchtungswinkel von 45° die besten Ergebnisse lieferte. Aus Kostengründen entschied sich der Anwender schließlich zur Realisierung der Flächenlicht-Variante (Rotlicht).

Hohe Lesesicherheit
Der Vision-Sensor FA 45 vereint in einem sehr kompakten (45x45x64 mm) und hochdichten (IP65/67) Aluminiumstrangguss-Gehäuse alles, was für eine professionelle Bildverarbeitung (BV) benötigt wird: CCD-Kamera, wahlweise Weißlicht- oder Rotlicht-LEDs zur Ausleuchtung des Mess­objekts, Standard-M12-Sensorsteckverbinder, SPS-kompatible I/O und Datenschnittstellen (RS 422, 100-Mbit-Ethernet) sowie einen leistungsstarken DSP für die Auswertung der Messdaten. Trotz dieser umfangreichen Ausstattung liegen die Anschaffungskosten des FA45 um eine Größenordnung unter denen einer klassischen BV.
Die Codeleser-Variante des FA45 liest DataMatrix-Codes vom Typ ECC200 sowie verschiedene Barcodes. Dank seines leistungsfähigen Lesealgorithmus erkennt der ­Vision-Sensor auch schwierig zu lesende Codes ohne Probleme - zu diesen gehören insbesondere direkt markierte Codes (z. B. genagelt oder gelasert, mit schlechtem Kon­trast, auf spiegelnden Ober­flächen oder mit ungleichmäßigem Hintergrund), aber auch beschädigte oder verschmutzte Codes. „Die hohe Lesesicherheit des FA45 sowie der günstige Anschaffungspreis waren für den Anwender ausschlaggebend", betont Markus Koslik. Auch die Anwendungskompetenz von SensoPart habe überzeugt: „Wir konnten mit unserem ­Beleuchtungs-Feldtest nachweisen, dass die von uns vorgeschlagene Lösung 100 %ig funktioniert."