TwinCAT Vision: Integriert die Bildverarbeitung in die Automatisierung.
2 Technische Änderungen vorbehalten
Vision integriert. Maschine optimiert.Produktqualität erhöht.
Beckhoff als Spezialist für PC-based Control ergänzt mit TwinCAT Vision die seit vielen Jahren erfolgreiche TwinCAT-Welt um die integrierte Bildverarbeitung. Die Bildverarbeitung nimmt einen immer größeren Stellenwert ein und wird für Maschinenbauer und deren Kunden zuneh-mend zum entscheidenden Qualitätskriterium: bei Industrie-4.0-Anwendungen, für die Qualitätsop-timierung oder für Track-and-Trace-Funktionali-täten. Der Ansatz der PC-basierten Steuerungs-
Erhöhte Wettbewerbsfähigkeit. Mit einer in die Gesamtsteuerung integrierten Bildverarbeitung lassen sich Maschinen effizienter gestalten. Überlegene Echtzeit- anwendungen werden um Vision erweitert.
Vereinfachte Industrie-4.0- Anwendungen. Die Integration aller Funktio- nalitäten von SPS, Motion, Messtechnik und Vision mit IoT und Analytics auf einer Steue-rungsplattform vereinfacht die Umsetzung von Industrie 4.0.
3Technische Änderungen vorbehalten
technik bietet hier die ideale Lösung: Neben SPS, Motion Control, Robotik, Highend-Messtechnik, IoT und HMI wird mit TwinCAT Vision nun auch die Bildverarbeitung auf einer einheitlichen Steu-erungsplattform integriert. Das vereinfacht das Engineering deutlich, weil die Konfiguration bzw. die Programmierung in der gewohnten Umgebung erfolgt. Zugleich lassen sich alle aus der Bildver-arbeitung abgeleiteten Steuerungsfunktionen in einer Runtime exakt in Echtzeit synchronisieren.
Latenzzeiten entfallen; alle Bildalgorithmen werden in Echtzeit ausgeführt. Hier zeigt sich der enorme Qualitätsvorsprung gegenüber herkömm-lichen Vision-Lösungen: Maschinenbauer können mit TwinCAT Vision alle Bildverarbeitungsaufga-ben direkt in die Gesamtsteuerung integrieren. Das Ergebnis sind zeitgemäße Maschinenkonzepte, die künftigen Marktanforderungen entsprechen und die Wettbewerbsfähigkeit und Investitions- sicherheit der eigenen Produkte erhöhen.
Vorsprung durch TwinCAT Vision: � erhöhte Wettbewerbsfähigkeit � einfachere Industrie-4.0-Umsetzung � erhöhte Produktionseffizienz � optimierte Produktqualität � vollständige Synchronität
ErhöhteProduktionseffizienz. Hochpräzise Vermessung sowie eine exakte optische Inspektion sichern die Einhaltung der Prozess- parameter. Qualitätssicherung.
Anwendungen wie Track & Trace ermöglichen die Nachverfolgbarkeit der Produktqualität.
TwinCAT Vision in der Anwendung.
Data M atr i x CoDe:
4 -343399 -876228
DURCHMESSER :
10 mm
10 mm
4 Technische Änderungen vorbehalten
Measurement � Abstände � Durchmesser � Rundheit
Identification � Data Matrix Code � Barcode � QR-Code
Prozess- v isualisierung
Objek terkennung
5Technische Änderungen vorbehalten
Monitoring � Blick in die Maschine � vereinfachter Service � vereinfachte Wartung
Detection � Mustererkennung � Lageerkennung � Farberkennung
PowerHardwareTrigger
Offenheit
Mit TwinCAT Vision setzt Beckhoff das Prin-zip der offenen Steuerungstechnik konse-quent fort. Das beginnt mit der Hardware- unabhängigkeit: TwinCAT Vision unterstützt sowohl Zeilen- als auch Flächenkameras mit „GigE Vision Schnittstelle“. Offenheit besteht auch in Bezug auf Softwareerwei-terungen: Auf die Rohdaten der Kamera kann jederzeit zugegriffen werden. Eigene Bildverarbeitungsalgorithmen sind somit einfach integrierbar.
Durchgängig: die Vision-Lösung für Automatisierer.
6 Technische Änderungen vorbehalten
Echtzeit
Die Integration von SPS, Motion Control, Robotik, Highend-Messtechnik und Vision auf einer Plattform ermöglicht überlegene Echtzeitanwendungen, mit denen die Effizienz der Maschine deutlich erhöht wer-den kann. Unnötige Wartezeiten für Motion oder Robotik werden vermieden.
Cloud-Anbindung
Die Vision-Integration auf der Steuerungsplattform TwinCAT ermöglicht eine direkte Verknüpfung mit TwinCAT IoT und TwinCAT Analytics. Dies stellt eine einfache Cloud-Kommu- nikation sicher, erlaubt den Zugriff auf cloudbasierte Dienste und vereinfacht Industrie-4.0-Anwendungen.
7Technische Änderungen vorbehalten
Modular strukturiert: vom Engineering bis zur Runtime.
ADS
System Manager
TwinCAT Vision Library
ADS Image Watch
Programming– IEC 61131-3– object-oriented extensions– C/C++
System Manager– Configuration
– TcVision Resource Management – Camera – Configuration – Calibration – Simulation – File Source Control
– TwinCAT Vision Library
TwinCAT 3 Engineering Environment based on Visual Studio®
8 Technische Änderungen vorbehalten
TwinCAT Vision ist direkt in die Engineeringum- gebung von TwinCAT integriert. Unter dem neuen Knoten Vision können Kameras einfach eingebun- den und konfiguriert werden. Auch die Kalibrierung der Kamera kann hier erfolgen. Zudem ist es möglich, einen Kamera-Stream aufzuzeichnen und anstelle des Live-Streams der Kamera wieder ein- zuspielen. Alternativ können auch Bilder verschie- denster Formate geladen werden. Der Entwicklung des Bildverarbeitungsablaufs steht somit auch
Modular strukturiert: vom Engineering bis zur Runtime.
TwinCAT 3 runtime
Real-time KernelADS
TwinCAT Automation Device Driver – ADD GigE Vision Driver
TcCO
M PLC
TcCO
M Safety
TcCO
M Motion
TcCO
M Vision
TcCO
M CNC
TcCO
M Simulink® Module
TcCO
M C++ Module
TcCO
M I/O
TwinCAT HMI Integration
Fieldbus
9Technische Änderungen vorbehalten
ohne Kamerazugriff nichts im Wege. Der Ablauf der Bildverarbeitung wird direkt in der SPS in den SPS-Programmiersprachen implementiert. Eine umfangreiche Bibliothek mit verschiedensten Bildverarbeitungsalgorithmen steht hierfür zur Verfügung. Durch die Integration in die SPS erfolgt die Ausführung der Analysekette in der TwinCAT- Laufzeit. Dies ermöglicht eine verzögerungs-freie Kommunikation zu anderen Teilen der SPS, wie den Motion-Komponenten. Alle bekannten
Vereinfachtes Engineering, optimierte Runtime:
� einfache Kamerakonfiguration � Programmierung in
SPS-Programmiersprachen � Analysekette komplett in der SPS � verzögerungsfreie Weiterverarbeitung
Möglichkeiten des Debuggings in der SPS können genutzt werden. Jederzeit lassen sich Zwischen- ergebnisse im Engineering oder im TwinCAT HMI anzeigen.
Kamerasimulation: Einfaches Wechseln zwischen dem Livebild der Kamera und einem aufgezeichneten Stream, bzw. der Aktivierung der Stream-Aufzeichnung, ohne eine Zeile Code zu ändern.
Width
Height
10 Technische Änderungen vorbehalten
Einfache Vision-Konfigurationin gewohnter Umgebung.
Offset Y
Offset X
Live View: Kamera-Livebild zur direkten Kontrolle der Konfigurationsänderungen.
Kamerakalibrierung: Bei der Kamerakalibierung wird der Abbildungsvorgang rekonstruiert und anschließend über extrinsische, intrinsische und Verzeichnungspa-rameter beschrieben. Präzise Positionsbestimmungs- und Vermessungs-aufgaben werden dadurch möglich. Die Kalibrierung kann sowohl im Engineering als auch in der Runtime erfolgen.
Kamerakonfiguration: Integration der Kamerakonfiguration entsprechend des GenICam-Standards ins TwinCAT-Engineering, sodass kein weiteres Tool benötigt wird. Definieren der Region of Interest im Bild.
Height
11Technische Änderungen vorbehalten
Neben der Konfiguration von Motion und I/O kann mit TwinCAT Vision auch die Konfiguration von Kameras im TwinCAT-Engineering erfolgen. Unter dem neuen Vision-Knoten können GigE- Vision-Kameras eingebunden und entsprechend des GenICam-Standard konfiguriert werden. Alle Kameraeinstellungen sind so möglich und kön-nen direkt im Kamera-Livebild überprüft werden. Darüber hinaus kann auch die Kalibrierung der Kamera im Engineering erfolgen. Dabei kann
zwischen unterschiedlichen – auch selbstde-finierten – Kalibriermustern gewählt werden. Auch hier lässt sich das Ergebnis direkt kontrol-lieren. TwinCAT Vision ist vollständig in TwinCAT und Visual Studio eingebunden. Alle Features, wie Docking Windows und Sourcecode-Verwal-tungssysteme, können genutzt werden.
Konfiguration und Programmierung in einem Tool:
� Verwaltung der Vision-Ressourcen � Kontrolle der Konfigurationsänderungen � integrierte Kamerakonfiguration � Kalibrierung in Engineering und Runtime � einfache Stream-Ansteuerung
Vorverarbeitung des Eingangsbildes
Obj
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Erge
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Konturermittlung
Erkennung werkstückrelevanter Konturen
Vermessung der äußeren Kontur
Vermessung der Augen
Berechnung der Augendistanz
Berechung des Mittelpunktes der Smiley-Augen
Zeichnen der Ergebnisse in ein Bild
12 Technische Änderungen vorbehalten
Vision und alle Steuerungsfunktionen:für eine Plattform programmiert.
Kamerabild
Wenn erkanntes Werkstück = Smiley , dann…
Ergebnisbild
13Technische Änderungen vorbehalten
Die Programmierung der Bildauswertung erfolgt innerhalb der SPS. Aus einer umfangreichen Bib-liothek können verschiedene Funktionsbausteine und Funktionen ausgewählt werden: Es stehen Funktionen für Konturerkennung, Farberkennung, Keypointfeatures und Messauf-gaben zur Verfügung. In der SPS können den Bildern auch weitere Informationen, wie z. B. eingebettete Linien oder Texte, hinzugefügt wer-den. Zu jedem Zeitpunkt der Analysekette kann
ein Zwischenstand als Bild in der Engineeringum-gebung oder im TwinCAT HMI angezeigt werden. Natürlich können auch die aus der SPS bekannten Debugmöglichkeiten genutzt werden. Monitoring von Variablen und das Setzen von Breakpoints gehören dazu. Daneben können Änderungen des Codes über einen Online-Change auch für Bild-verarbeitungsalgorithmen durchgeführt werden.
Alle Funktionen kombiniert: � Objekterkennung � Vermessung inkl. Überwachung
der Verarbeitungszeit � Ergebnisdarstellung
14 Technische Änderungen vorbehalten
Alle Anwendungen in Echtzeit synchronisiert: Motion, Robotik, Vision.
Station 2: Teileerkennung
� Zeilenkamera, Hellfeldbeleuchtung � Objekterkennung (Detektion
und Typbestimmung) � Lageerkennung (Position und Orientierung) Station 1: Scannen der
Mover-/Tablett-ID
� Flächenkamera, Hellfeldbeleuchtung � Auslesen des Data Matrix Code
15Technische Änderungen vorbehalten
Durch die Ausführung der Bildverarbeitungsalgo-rithmen in derselben Umgebung wie SPS, Motion und Robotik, lassen sich Aufgaben einfach synchro-nisieren. Der Zeitpunkt einer Bildaufnahme ist genau bekannt – eventuell durch einen Trigger – und kann einfach in einen zeitlichen Zusammen-hang mit der Position einer Achse oder eines Roboters gebracht werden.
Durch die Integration der Bildverarbeitung in TwinCAT kann das Engineering vereinfacht werden.
Alles kann in einem Tool komfortabel konfiguiert und programmiert werden. Damit bleibt das Know-how für die Bildverarbeitung beim Maschi-nenbauer. Durch die Abarbeitung der Bild- verarbeitungsalgorithmen in der gleichen Laufzeit, im gleichen Takt werden Verzögerungen durch die Kommunikation vollständig eliminiert. Dadurch können Prozesse deutlich optimiert werden.
Bildverarbeitung integriert: � Identifikation � Detection � Vermessung � Qualitätssicherung � verkürztes Time-to-Market
Station 3: Inspektion (Maßhaltigkeitsprüfung)
� Flächenkamera, Dunkelfeldbeleuchtung � Lagekorrektur � Vermessung teilspezifischer Größen � Vergleich mit Referenzmaßen
� Zeilenkamera � Flächenkamera
I/OIPCAutomation
16 Technische Änderungen vorbehalten
Mit dem Konzept der PC-basierten Steuerungs-technik gibt Beckhoff die maximal skalierbare Antwort auf alle Fragen der Automatisierung. Ausgehend vom Grundgedanken der Bündelung aller Automatisierungsfunktionen auf einer zentra-len Steuerungsplattform steht ein umfangreiches Portfolio leistungsstarker Komponenten zur Verfü-gung, mit denen sich modulare Steuerungskonzep-te für unterschiedlichste Anforderungen umsetzen lassen. Dies beginnt bei den Industrie-PCs: vom
Absolut offen, maximal skalierbar:das Beckhoff-Steuerungssystem.
� Linienbeleuchtung � Flächenbeleuchtung � Hellfeld-Ringleuchte � Dunkelfeld-Ringleuchte
Motion
17Technische Änderungen vorbehalten
Ultra-Kompakt-IPC bis hin zum Multicore-Server stehen hinsichtlich Bauform und Leistung exakt skalierbare Lösungen zur Verfügung. Hinzu kom-men Feldbuskomponenten für alle gängigen I/Os und Feldbussysteme, hochdynamische Antriebs-lösungen in allen Leistungsklassen sowie die bewährte, modulare Steuerungssoftware TwinCAT. Darüber hinaus bietet Beckhoff als Erfinder von EtherCAT umfassendes Know-how für die optimale EtherCAT-Anbindung aller Steuerungskomponen-
ten. Kurz: Beckhoff verfügt über das komplette Technologiewissen für alle Produktbereiche – und zudem über ein umfassendes Verständnis der spezifischen Automatisierungsanforderungen von über 25 Branchen.
Breites Portfolio anSteuerungskomponenten:
� hoch skalierbare Industrie-PCs � Feldbuskomponenten für
alle gängigen I/Os � hochdynamische Motion-Lösungen � etablierte Steuerungssoftware TwinCAT
Absolut offen, maximal skalierbar:das Beckhoff-Steuerungssystem.
AucklandMelbourne
Denver
Minneapolis
RaleighCharlotte
AtlantaAustin
San DiegoLos Angeles
San Luis Potosí
CampinasSão Paulo
MontevideoBuenos Aires
Johannesburg
YokohamaSeoul
Peking
Shanghai
Taipeh
Wuhan HangzhouChengdu
Guangzhou
Bangkok
SingapurKuala Lumpur
Jakarta
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Dubai
Kairo
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Moskau
Samara
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St. Petersburg
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Novo Hamburgo
Novosibirsk
Chennai
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Boston
Mechanicsburg
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DetroitLondon
ChicagoMilwaukee
Seattle
San Jose
DallasHouston
NashvilleRogersPhoenix
Ankara
Zhengzhou
Kunming
Cleveland
TorontoRochester
CincinnatiIndianapolis
Port Elizabeth
Tianjin
Suzhou
AUS TRA L I EN
NORDAMER I KA
A FR I KA
EUROPA
AS I EN
SÜDAMER I KA
In DIESER Datei NIEEEEEE (!!!!) Korrekturen machen!
IMMER die Karte “Europe” nutzen und entsprechend unterspeichern!!!!!
Kommentar für untergespeicherte Karten... :-)
Seinäjoki
Tampere
Hyvinkää
Kaunas
PiasecznoBerlin
Dresden
MalmöSolrød
Tønsberg
Hobro
Kolding
LübeckHannover
VerlMoers
Brno
Cluj-Napoca
Sofia
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Athen
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PaduaZagreb
MedvodeInnsbruck
BürsLosone
Mailand
Frankfurt Nürnberg
Balingen
LummenKortrijk
Haarlem
Montagny-près-YverdonLyssach
ParisSchaffhausen
Barcelona
MadridAveiro
Oeiras
Zürich
Göteborg
Stockholm
Mosta
Metz-Tessy
Budapest
İzmir
Hagenberg
München
Bursa
Glasgow
Bras-sur-Meuse
Marktheidenfeld
Orvault
Bilbao
AnifKottingbrunn
MünsterMonheim
Henley-on-ThamesHuntingdon
Oulu
Headquarters Distributor
Niederlassung Distributor
Headquarters
Niederlassung
Global abrufbar: die BeckhoffAutomation-Kompetenz.
Beckhoff – New Automation TechnologyBeckhoff realisiert seit über 30 Jahren offene Automatisierungssysteme auf der GrundlagePC-basierter Steuerungstechnik. Das Produkt- spektrum umfasst die Hauptbereiche Industrie-PCs, I/O- und Feldbuskomponenten, Antriebs- technik und Automatisierungssoftware. Für alleBereiche sind Produktlinien verfügbar, die als Einzelkomponenten oder als vollständigeSystemlösung zum Einsatz kommen.
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AucklandMelbourne
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San DiegoLos Angeles
San Luis Potosí
CampinasSão Paulo
MontevideoBuenos Aires
Johannesburg
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Wuhan HangzhouChengdu
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Umsatz entwicklung
Die „New Automation Technology“ von Beckhoff steht für innovative, branchenunabhängige Steuerungs- und Automatisierungslösungen, die weltweit in den verschiedensten Anwendungen, von der CNC-gesteuerten Werkzeugmaschine über die Windkraftanlage bis zur intelligenten Gebäudesteuerung, zum Einsatz kommen.
Beckhoff im Überblick � Headquarters: Verl, Deutschland � Umsatz 2016: 679 Mio. € (+9,5 %) � Mitarbeiter weltweit: über 3.350 � Niederlassungen Deutschland: 18 � Tochterunternehmen/Repräsentanzen
weltweit: 34 � Vertretungen weltweit: in über 75 Ländern
(Stand 04/2017)
O www.beckhoff.de
Weltweite Präsenz auf allen KontinentenDurch die Präsenz von Beckhoff in über 75 Län-dern erhalten global aktive Beckhoff-Kunden welt-weit schnellen Service und technischen Support in der jeweiligen Landessprache. Darüber hinaus ist die geographische Nähe zum Kunden für Beckhoff die Grundvoraussetzung für das tiefe Verständnis der technischen Herausforderungen, vor denen die Kunden stehen.
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Optimieren Sie Ihre Maschinen mit TwinCAT Vision: Alle Informationen unter
www.beckhoff.de/twincat-vision
DK3
391-
1117
Beckhoff Automation GmbH & Co. KGHülshorstweg 2033415 VerlGermanyTelefon: + 49 5246 [email protected]
Beckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, EtherCAT P®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE®, XFC® und XTS® sind eingetragene und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH. Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kann zu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Kennzeichen führen.
© Beckhoff Automation GmbH & Co. KG 11/2017
Die Informationen in dieser Druckschrift enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsabschluss ausdrücklich vereinbart werden.
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