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Schnell in der Linie

Zeilenkameras mit Erfassungsraten von 67.000 Zeilen/s

Mit der In-Sight 9902L lassen sich die Vorteile von Zeilenkameras heute sehr einfach nutzen. Mehrere Tausend Pixel/Zeile und Linienerfassungsraten von 67.000 Zeilen/s sind damit möglich.

 Bei der Zeilenkamera Cognex In-Sight 9902L führt ein interner Prozessor die einzelnen Zeilen zu einem 2D-zusammen. (Bild: Cognex Germany Inc.)

Bild 1 | Bei der Zeilenkamera Cognex In-Sight 9902L führt ein interner Prozessor die einzelnen Zeilen zu einem 2D-Bild zusammen. (Bild: Cognex Germany Inc.)

Zeilenkameras erreichen höhere Auflösungen als Kameras mit Flächensensoren. Zudem können sie zylindrische Objekte rundum erfassen und große Bilder zu deutlich niedrigeren Kosten erzeugen. Ihre Anwendung gilt zwar technisch gesehen als anspruchsvoller, jedoch sind mittlerweile leistungsfähige Kompaktsysteme verfügbar. Die Erstellung eines Zeilenbilds erfordert eine Bewegung zwischen Kamera und Objekt entlang eines Förderbands oder an einer rotierenden Welle. Zeile für Zeile werden die Pixel dabei erfasst und die Daten von der Software in einem Framegrabber oder, wie bei der In-Sight 9902L, bereits im internen Prozessor zu einem 2D-Bild zusammengefügt. Moderne Zeilenkameras liefern hochauflösende Bilder für detaillierte Teileprüfungen auch bei hohen Objektgeschwindigkeiten und Durchsatzraten. Mehrere Tausend Pixel pro Zeile und Linienerfassungsraten von 67.000 Zeilen pro Sekunde sind bereits möglich. Früher war für solche Anwendungen ein Cluster mit hochauflösenden Bildverarbeitungssystemen notwendig.

 

Bild 2 | Auch Rundum-Inspektionen bei rotierenden zylindrischen Objekten sind mit Zeilenkameras möglich. (Bild: Cognex Germany Inc.)

 Auch Rundum-Inspektionen bei rotierenden zylindrischen Objekten sind mit Zeilenkameras möglich. (Bild: Cognex Germany Inc.)

(Bild: Cognex Germany Inc.)

Anspruchsvolle Anwendungen

Ob für Lebensmittel und Getränke, Elektronik, Pharma-Produkte, Verpackungstechnik oder Logistik – Zeilenkameras zeichnen sich dadurch aus, dass sie schnell bewegte Einzelteile auf einem Förderband erfassen bzw. alle Seiten von zylindrischen Objekten prüfen können, z.B. zur Inspektion von Füllständen, Etiketten oder Sicherheitsplomben. Zeilenkameras können auch sehr breite oder lange Objekte in einem einzigen Durchlauf erfassen und kontinuierliche, lückenlose Bilder erzeugen, beispielsweise für eine 100%-Inspektion von Endlosmaterial wie Textilien, Papierbahnen, Metallbänder oder Kunststoffe. Da eine Zeilenkamera nur einen Teil eines Objekts erfasst, kann sie bei eingeschränkten Sichtfeldern oder in engen Platzverhältnissen integriert werden. Sie werden oft für Objekte eingesetzt, die eine verzerrungsfreie Darstellung benötigen, wo aber aus Platz- oder Beleuchtungsgründen kein telezentrisches Objektiv für die verzerrungsfreie Darstellung eingesetzt werden kann. Das ist z.B. bei großen, länglichen Objekten der Fall, wie bei Flachbildschirmen, Solarzellen oder Autoteilen (Türverkleidungen) oder Batterien.

Alle Pixel sichtbar machen

Wie bei allen Bildverarbeitungssystemen, ist auch bei Zeilenkameras die Wahl des richtigen Objektivs entscheidend für den Erfolg der Anwendung. Dabei ist es wichtig, ein hochwertiges C-Mount-Objektiv zu wählen, um die Auflösung der Zeilenkamera vollständig auszunutzen. Doch auch die Beleuchtung ist wichtig. Zeilenkameras benötigen aufgrund der schnellen Erfassungsgeschwindigkeit (typischerweise in Mikrosekunden pro Zeile) ein Beleuchtung mit höherer Intensität, denn die Belichtungszeit ist im Vergleich zu Flächenkameras erheblich kürzer. Andererseits lässt sich die Beleuchtung einer Zeilenkamera viel gezielter einsetzen als bei einer Flächenkamera. Bei dieser muss immer das komplette Objekt optimal ausgeleuchtet sein, bei einer Zeilenkamera hingegen ´nur´ ein kleiner Teil des Objekts für die Belichtung einer Zeile. Eine starke, gleichmäßige und fokussierte Linienbeleuchtung ist daher am besten geeignet. Das Linienlicht wird entsprechend der Kamera-Blickrichtung ausgerichtet, um die Intensität zu maximieren. Die Beleuchtung bleibt normalerweise immer eingeschaltet, es wird nicht geblitzt, d.h. keine stroboskopische Beleuchtung.

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