Die Datenverarbeitung von vielen Sensoren, die ein einzelnes Objekt scannen, nennt man Multi-Sensor-Vernetzung. Dies ist eine wichtige Funktion für Anwendungen mit großen Messobjekten. Mehrere Sensoren werden erforderlich, wenn das Messobjekt größer ist als der Messbereich eines einzelnen Sensors oder wenn mehrere Ansichten nötig sind, um Hauptmerkmale eines Objekts zu erfassen.
Es gibt vier Hauptherausforderungen bei der Multi-Sensor-Vernetzung: (1) Sensorverkabelung und (2) Sensorerkennung, -kartierung und -zuweisung, (3) Sensorausrichtung auf ein gemeinsames Koordinatensystem und (4) weitmaschige oder dichte Netzwerkverarbeitung.
Im ersten Teil werden wir uns mit den ersten beiden Herausforderungen befassen.
Sensorverkabelung
Eine erfolgreiche und robuste Sensorvernetzung erfordert sorgfältiges Design um eine Sterntopologie herum. Im Gegensatz zu Bus-Topologien wie USB oder Firewire, funktioniert ein sternförmiges Netzwerk wie Ethernet auch dann, wenn ein Netzknoten nicht mehr funktioniert. In einer Bus-Topologie führt eine Fehlfunktion entlang der Hauptverbindungsknoten zu einem Ausfall des gesamten Netzwerks.
In einer Sterntopologie müssen die Kabel zwischen Sensor und Zentralcomputer, Stromzufuhr, Daten, Synchronisation und Lasersicherheit unterstützen. Dies kann mithilfe eines LMI-Master-Hubs und einer einfachen CAT5e-Verkabelung erreicht werden.
Ein Master-Hub steuert Stromzufuhr, Mikrosekunden-Synchronisation und Lasersicherheit in einem Multi-Sensor-Netzwerk. Die Synchronisationsdaten werden an alle Sensoren gesendet und enthalten einen Zeitstempel, einen Encoderstempel und den Status direkter Produktionseingänge (wie Fotozellen), die mit dem Hub verbunden sind. Sensordaten werden über einen Gigabit-Ethernet-Switch zur Verarbeitung an einen zentralen PC übertragen.
Sensorerkennung und -Zuordnung
Sobald ein Sensor-Netzwerk verkabelt und hochgefahren ist, wird Software für die Auflistung, Identifikation (durch Seriennummer) und Layout-Ausrichtung der Sensoren im Netzwerk benötigt. (Abb. 1).
Typische Layouts sind “Weit”, “Ring” oder “Gegenüber”. Jedem Sensor wird eine Position in einem Layout zugewiesen und seine physische sowie logische Kartierung wird aufgezeichnet. Diese Kartierung ist wichtig, um Daten später auszurichten und zusammenzufügen oder um einfach einen Sensor zu ersetzen, der nicht mehr funktioniert.
Im Folgenden finden Sie Beispiele für die gängigsten Sensorlayouts:
Weite Anordungen für das Scannen von großen Objekten (Abb. 2) – Mehre Sensoren werden für das Messen von großen Objekten verwendet, die breiter sind als das Sichtfeld eines einzelnen Sensors z.B. Automobilteile und Baugruppen.
Gegenüberliegende Anordung für die Bestimmung von Objektdicke (Abb. 3) – Zwei Sensoren führen obere und untere Differentialmessungen durch, um die tatsächliche Dicke zu berechnen, wenn das Objekt nicht auf eine bekannte Oberfläche wie ein Förderband bezogen werden kann.
Winkel- oder Ringanordnung zur Messung des gesamten Objektumfangs (Abb. 4) – Mehrere Sensoren sind in einem Winkel oder in einem Ring angeordnet, um Okklusionen zu eliminieren und den gesamten Umfang eines Objekts zu scannen, wie z.B. bei Holzverarbeitungsanwendungen.
Der zweite Teil für die Herausforderungen bei Multi-Sensor-Vernetzung folgt Ende Juni (mit Sensorausrichtung auf ein gemeinsames Koordinatensystem und weitmaschige vs. dichte Netzwerkverarbeitung).
In der Zwischenzeit können Sie auf unserer Technologieseite die Datenblätter für die Multi-Sensor-Vernetzung und LMI-Master herunter.