AxCIS-Module eignen sich hervorragend für zahlreiche Anwendungen, darunter die Roll-to-Roll-Inspektion bei der Herstellung von Plastiktüten
Contact Image Sensoren (CIS) haben sich in den vergangenen Jahren insbesondere für Anwendungen mit eingeschränktem Einbauraum zunehmend als ernstzunehmende Alternative zu Zeilenkameras etabliert. Teledyne hat seine CIS-Produktfamilie kürzlich um zusätzliche Längen und trilineare Farb-Varianten erweitert. Die Experten Matt Moser, AxCIS-Entwicklungsleiter, und Georg Schelle, Business Development Manager Europe, erläutern die Vorzüge dieser Technologie und der damit verbundenen neuen Generation.
Matt Moser: „Teledyne nimmt in der CIS-Technologie aktuell eine führende Position ein, die wir durch diverse Weiterentwicklungen halten und ausbauen wollen“
Worin unterscheiden sich die neuen AxCIS-Modelle von den bereits früher eingeführten CIS-Produkten von Teledyne?
Matt Moser: Die erste Generation der CIS-Sensoren von Teledyne war insbesondere in Asien ein immenser Erfolg und hat vor allem bei der Inspektion von Batterie-Komponenten und -Systemen die Leistungsfähigkeit unserer Technologie bewiesen. Mit den Erkenntnissen aus diesem Markt gehen wir jetzt den nächsten Schritt und offerieren neue CIS-Module mit verschiedenen Längen und trilinearen CIS-Sensoren, die speziell für Anwendungsbereiche ausgelegt sind, in denen es auf sehr schnelle und hochgenaue Aufnahmen in bester Farbqualität ankommt. Diese Anforderungen gibt es unter anderem bei der Druckinspektion, bei der Qualitätsprüfung von Materialien wie Holz oder Leder sowie in vielen anderen Bereichen. Unsere neuen AxCIS-Module spielen ihre Stärken in diesen Einsatzfeldern optimal aus.
Was sind die besonderen Stärken der neuen Generation?
Georg Schelle: Zunächst muss man festhalten, dass AxCIS viel mehr ist als „nur“ eine Kamera: Optik und Beleuchtung sind bereits von Haus aus in diese Module integriert, daher handelt es sich bei diesen Produkten eher um komplette Sub-Systeme, die sich unter anderem durch ihre kompakte und robuste Bauform auszeichnen. Zur bestmöglichen Anpassung an die jeweiligen Einsatzszenarien unterstützen unsere Distributoren interessierte Anwender bei der individuellen Auslegung der Beleuchtung über den Standard hinaus. Außerdem bauen wir in diesem Bereich unser Partnernetzwerk ständig weiter aus, um für die Lösung komplexer Aufgaben das optimale Beleuchtungs-Setup mit Produkten von derzeit CCS oder Aitek zu gewährleisten. Hinzu kommt, dass Teledyne geeignete Frame Grabber sowie die Software-Suites Sapera und Spinnaker im Portfolio hat, um leistungsfähige Systeme aus einer Hand zu realisieren. Aufgrund der nativen GenTL-Unterstützung ist jedoch auch der Einsatz jedes GenTL-kompatiblen SDKs wie Halcon oder Aurora möglich. Der integrierte Multiline-Sensor aus eigener Produktion bietet eine am Markt einmalige Performance mit einer bis zu 40 % besseren Leistung in Bezug auf den Dynamikbereich als Sensoren von Wettbewerbern. Darüber hinaus haben Anwender die Wahl zwischen Systemen mit derzeit 300 bis 900 dpi Auflösung, die im Falle eines Applikationswechsels Online umgeschaltet werden kann, um die Bildqualität sowie Geschwindigkeit und Datenrate bei Bedarf anzupassen.
Georg Schelle: „AxCIS-Module sind komplette Sub-Systeme, die sich unter anderem durch ihre kompakte und robuste Bauform auszeichnen“
Bei der Entwicklung der AxCIS-Module hat Teledyne zudem auf eine robuste mechanische Auslegung geachtet: Sie sind IP 60-tauglich und somit staubgeschützt, verfügen über ein optimiertes Thermomanagement und können daher auch in rauen Industrieumgebungen eingesetzt werden. Dank ihres hervorragenden Preis‑Leistungsverhältnisses und der einfachen, schnellen sowie präzisen Justierung ermöglichen AxCIS‑Systeme eine äußerst effiziente Implementierung leistungsstarker Inspektionslösungen. Sie reduzieren Inbetriebnahme‑ und Servicezeiten spürbar, kommen ohne tiefgehendes Bildverarbeitungs‑Know‑how aus und senken damit die Gesamtbetriebskosten (TCO) nachhaltig.
Matt Moser: Hinzu kommen weitere Vorteile wie die verlustfreie, leicht überlappende Anordnung mehrerer AxCIS-Module in Einsatzfällen, bei denen ein einziges Modul nicht die gesamte Inspektionsbreite abdecken kann. Für solche Anwendungen kann die Software selbst von Anwendern mit geringerem Bildverarbeitungs-Know-how auf einfache Weise so eingestellt werden, dass bei der Bildauswertung keine Bildinformationen an den Nahtstellen verloren gehen. Dies ist bei anderen CIS-Produkten in der Regel nicht der Fall.
Wann ist der Einsatz der neuen Module sinnvoll?
Matt Moser: Prinzipiell müssen zwei Grundvoraussetzungen erfüllt sein, um AxCIS-Produkte einzusetzen: Der Arbeitsabstand ist auf 13,9 mm festgelegt und die Tiefenschärfe muss im Bereich von +- 0,5 mm liegen. Wenn einer dieser beiden Punkte nicht zutrifft, ist AxCIS keine Option. In diesen Fällen können Zeilenkameras aus dem umfangreichen Portfolio von Teledyne jedoch häufig eine leistungsfähige Alternative bieten.
Gut geeignet sind AxCIS-basierte Systeme außerdem dann, wenn große Entfernungen zwischen der Bildaufnahme und der Bildauswertung überbrückt werden müssen. In derartigen Anwendungen ermöglicht die bewährte Camera Link HS-Schnittstelle der AxCIS-Module den Einsatz von Glasfaserkabeln, die komplett unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen sind, über bis zu 300 m.
In welchen Einsatzfeldern und Branchen spielt AxCIS seine Stärken besonders gut aus?
Georg Schelle: Die Technologie eignet sich zur Inspektion von flachen Objekten, wenn diese während der Untersuchung gut kontrolliert werden können bzw. keine Schwingungen auftreten. Roll-to-Roll-Anwendungen und Applikationen, die hohe Anforderungen an die Telezentrie stellen, sind weitere AxCIS-Paradedisziplinen. Aufgrund der bereits während der Fertigung durchgeführten Kalibrierung eignen sich AxCIS-Systeme sogar für die Lösung anspruchsvoller Messaufgaben. Derartige Anwendungen finden sich unter anderem in Industriefeldern wie der Herstellung von Solarzellen und Batterien, in der Druckindustrie, bei messtechnischen Anwendungen, bei der Produktion von Kunststoffen, Folien oder Textilien, der Herstellung von Stahl, Glass oder Carbonfasern in der Elektronik- und Halbleiterindustrie oder auch bei Prozessen in der Additiven Fertigung von Bauteilen. Es existieren also sehr vielseitige Einsatzmöglichkeiten in zahlreichen Industriebereichen.
Die AxCIS-Module von Teledyne sind speziell für Anwendungsbereiche ausgelegt, in denen es auf sehr schnelle und hochgenaue Aufnahmen in bester Farbqualität ankommt
Um einige konkrete Beispiele zu nennen: Die Prüfung von Elektroden oder Beschichtungen in der Batterieherstellung, das Erkennen fehlerhafter Halbleiter und Wafer in der Elektronikfertigung, die Kontrolle von Versatz und Farbabweichungen auf Druckerzeugnissen bei hohen Geschwindigkeiten oder die Prüfung hochwertiger Furniere auf Kratzer, Risse und andere Fehler sind typische Anwendungen für AxCIS-Module.
Welche Entwicklungen plant Teledyne für die Zukunft?
Matt Moser: Aus unserer Sicht nimmt Teledyne in diesem Technologiesegment aktuell eine führende Position ein, die wir durch diverse Weiterentwicklungen halten und ausbauen wollen. Wir planen, die Bandbreite der aktuell in den Standardlängen von 400, 600 und 800 mm verfügbaren AxCIS-Module um weitere Modullängen zu ergänzen. Bei den Auflösungen sind derzeit 300, 600 und 900 dpi wählbar. Hier entwickeln wir neue Module mit noch höheren Auflösungen von bis zu 3600 dpi, die die Aufnahme hochwertiger Bilder ermöglichen werden. Wir entwickeln außerdem einen neuen Schnittstellenansatz. Durch die Unterstützung von GenTL ermöglichen wir unseren Kunden, flexibel zu bleiben, welche Schnittstelle sie verwenden. Dies trägt dazu bei, ihre Software-Investitionen in einer sich wandelnden Landschaft zu schützen, insbesondere da wir für unsere nächste Generation an CIS-Produkten auf RoCEv2 umstellen. Insbesondere im Bereich der Elektronik- und Halbleiterfertigung erschließt AxCIS dann ganz neue Möglichkeiten.
Bilder: Aufmacher Teledyne Vision Solutions / Shutterstock/Pixel B., sonstige Teledyne Vision Solutions
