Kamerasysteme und die notwendigen Beleuchtungseinrichtungen müssen in Maschinen und Anlagen oft an den widrigsten Stellen montiert und justiert werden. Neben dem Schutz der Bildverarbeitungskomponenten kommt es dabei auf eine zuverlässige Befestigung an – nach Montage und Inbetriebnahme dürfen sich die Komponenten nicht verstellen oder gar wackeln. Realisieren lässt sich das ohne aufwendige Eigenkonstruktionen mittels justierbarer Fertigteile, die ausreichend robust für den Industrie-Alltag sind. Kompakte Gehäuse bieten Kameras und Optiken von Bildverarbeitungssystemen mechanischen Schutz vor nahezu allen denkbaren Extrembedingungen in industriellen Anwendungen.

Die Bandbreite reicht von Gehäusen für kompakte Kameras mit einem Querschnitt (Breite × Höhe) zwischen 29 mm × 46 mm und 36 mm × 36 mm (Serie Salamander) bis hin zur Orca-Reihe für Kamerasysteme mit einem Querschnitt bis 60 mm × 60 mm. Für Umgebungen mit erhöhten Hygiene-Anforderungen stehen zudem kor­rosionsbeständige Schutz­gehäuse in Schutzart IP 67 zur Verfügung. Sind die Vision-Systeme von sich aus den Umgebungsbedingungen gewachsen, können auch nur Montageblöcke genutzt werden. Anstatt die teilweise sehr kleinen Befestigungsgewinde der Kameras zu nutzen, werden diese in die Gehäuseprofile oder Montageblöcke eingeklemmt. Dadurch entsteht eine vibra­tionsfeste, flexible Halterung mit guter Wärme-Ableitung.

Durch die Kombination von Montageklemmen können Anwender Kamera und Beleuchtung in jedem gewünschten Freiheitsgrad verstellen. Für alle Standardbeleuchtungen bietet Autovimation zudem Montage-Adapter an, mit denen sich Beleuchtungen an Gehäusen, Montageblöcken oder direkt an der Anlage befestigen und justieren lassen. Passende Schwalbenschwanzprofile in verschiedenen Längen erlauben darüber hinaus den Aufbau von flexiblen Kamera-Halterungen. Das ergänzende Zubehör umfasst beispielsweise einen Windvorhang sowie Heiz- und Kühlsysteme. Diese Komponenten ermöglichen den Einsatz von Kameras bei Umgebungstemperaturen zwischen –45 °C und +120 °C.

Integration in Maschinen­rahmen sorgt für Halt

Mittels Adapterplatten und Montageblöcken lassen sich Kameras in T-Nut-Maschinenrahmen integrieren. Somit wird die Kamera Bestandteil der Maschine und ist nicht nur an dieser befestigt. Häufig müssen Kameras über Förderbändern oder anderen Maschinenteilen montiert werden. Für diesen Anwendungsfall steht ein Haltesystem aus Doppel-Schwalbenschwanzprofilen und Kreuzklemmen zur Verfügung, das sich ohne großen Aufwand an jede beliebige Förderbandbreite (bis 2 m) und Kameraposition anpassen lässt. Mit lediglich einer Schraube werden dabei zwei Profile exakt rechtwinklig positioniert. Die Anpassung an Breite oder Höhe des Haltebügels kann damit in einem Schritt erfolgen.

Die gleiche Kreuzklemme eignet sich auch zur Befestigung von Kameramontageblöcken oder Schutzgehäusen, wenn diese senkrecht nach unten gerichtet sein müssen. Zusammen mit stabilen 90°-Winkeln zur Bügelbefestigung entsteht so binnen Minuten eine flexible Kamera-Installation. Damit sind auch Testaufbauten beim Kunden oder im Prüflabor erschwinglich, da hierfür nicht spezielle Teile gefertigt werden müssen. Die Klemmen erreichen mit einer Schraube eine Verschiebefestigkeit von 1500 N Längskraft beziehungsweise 3000 N bei zwei Schrauben. Für den Schutz der Verkabelung zur Kamera und separaten Beleuchtung gibt es passende, aufrastbare Kabelkanäle.

Zum Dienstleistungsspektrum des Unternehmens zählen unter anderem die Bereitstellung kompletter, einbaufähiger mechanischer Lösungen für Kamera und Beleuchtung sowie die Integration von Spezialoptiken, Filtern, Lichtschranken, Drehgebern oder anderen Sensoren.

Bildverarbeitung huckepack

Das Montagesystem kommt beispielsweise bei Kameras an Robotern zum Einsatz. Die empfindlichen Systeme müssen zum einen oft bereits aufgrund widriger Umgebungsbedingungen abgeschirmt werden (zum Beispiel bei Schweißrobotern). Zum anderen sind die Schutzmaßnahmen erforderlich, um einen Ausfall bei einer versehent­lichen Kollision zu vermeiden. Ebenso bewähren sich die Komponenten in mehr und mehr 3D-Anwendungen.Hier besteht die Herausforderung darin, Kamera und Laser in definierter Position und Orientierung zueinander zu befestigen. Die verwendeten Komponenten müssen ausreichend Flexibilität für die jeweiligen Umgebungsbedingungen bieten und vor allem so robust sein, dass sich nach der Kalibrierung nichts mehr von selbst verstellt.

Anwendungen mit Lasertriangulations-Sensoren and Stereo-Vision-Aufgaben stellen ähnliche Anforderungen: Kamera und Laser können entweder flexibel mit einem Drehgelenk oder senkrecht an einer bis zu 2 m langen Montageschiene befestigt werden. 3D-Kameras der Firmen Automation Technology und Sick (Baureihe Ranger) lassen sich auch ohne Montageprofil an der Schiene befestigen. Eine spezielle Halterung im Montageblock nimmt Lasersen­soren mit einem Durchmesser bis 20 mm auf. Einbaufertige Lösungen sind hier für Lasiris- und Z-Laser erhältlich.

Auch beliebige Flächenkameras bis 60 mm × 60 mm Querschnitt lassen sich mit den entsprechenden Kameramontageblöcken zur 3D-Vermessung einsetzen. Eine aktuelle Anwendung ist die Vermessung von Schienen in Russland, die bei Temperaturen bis –45 °C mithilfe einer Ranger-Kamera der Firma Sick und eines Z-Lasers erfolgt. Für den unabdingbaren Kälteschutz sorgen dabei geregelte Heizplatten für die beiden Schutzgehäuse.

Autor: Peter Neuhaus ist Geschäftsführer der Firma Autovimation in Karlsruhe.