3.2.1 Modulbeschaffenheit - FuWa ® - IT · Egal welche Aufgabe nach der Kennzeichnung anvisiert wird, ist die Wahl der ... Bei der Nadelprägung gibt es keinen Materialabtrag,

3 Grundlagen DataMatrix-Code 42

3.2 Beispiele aus dem industriellen Umfeld

Im nachfolgenden werden verschiedene DMC-Bilder mitunterschiedlichen Qualitätsgraden gezeigt. Diese wurdenwährend der Dekodierung in bestehenden Prozessen vonden dort eingesetzten Lesegeräten aufgenommen. Damitsoll anhand von Praxisbeispielen aufgezeigt werden, wieunterschiedlich Hintergründe, Module und Randmuster beiverschiedenen Anwendungen sein können.

3.2.1 Modulbeschaffenheit

Die Module sind die Informationsträger eines DMC. Je nachAufbringung unterscheiden sich diese von der quadratischenSpezifikation. Bei Inkjet oder Nadelprägungen sind dieseZellen rund. Vorteile und Nachteile zwischen den einzelnenMarkierungsarten werden in Kapitel 4 besprochen. Dienächste Abbildung zeigt zur Verdeutlichung unterschiedlicheModule ohne speziell auf die Markierungsart einzugehen.

Abb. 16: Modulbeschaffenheit26

______________________________26 Quelle: FuWa Informationssysteme

43 3 Grundlagen DataMatrix-Code

3.2.2 Hintergrundbeschaffenheit

Die Hintergrundbeschaffenheit ist in vielen Fällen daseigentliche Problem der DMC Lokalisierung und der darauffolgenden Dekodierung. Inhomogene, sehr raue Ober-flächen oder Veränderungen des Hintergrundes durch Öleund Emulsionen erschweren die Dekodierung. Umsohomogener der Hintergrund ist, desto leichter ist auch derLeseprozess.

Bereits im Vorfeld sollte man prüfen, ob das Bauteil einegeeignete Fläche aufweist oder ob die Fläche einer Vor-behandlung unterzogen werden kann. Aus Kosten- undTaktzeitgründen können diese Flächen in der Praxis jedochmeist nicht zur Verfügung gestellt werden, so dass vor allemhier die Auswahl des richtigen Lesegerätes maßgeblich fürden späteren Leseerfolg verantwortlich sein wird.

Abb. 17: Hintergrundbeschaffenheit27


3 Grundlagen DataMatrix-Code 44

3.2.3 Ruhezone

Die Ruhezone erleichtert das Auffinden der Dekodierung imLesefeld. Wird die Ruhezone zerstört, wird auch oft dasRandmuster des DMC mit zerstört. Sehr gute Lesegerätehaben hierfür komplexe stabile Suchalgorithmen, die trotzder Zerstörung des Randmusters zu einer erfolgreichenDekodierung führen.

Abb. 18: Nicht eingehaltene Ruhezone28


45 4 Kennzeichnung mit DataMatrix

4 Kennzeichnung mit DataMatrix

Nachdem die Grundlagen des DMC nun detailliert erläutertwurden, beschäftigen wir uns in diesem Kapitel mit denverschiedenen Verfahren einen DMC auf ein Bauteilaufzubringen. Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile,die jeweils mit aufgezeigt werden. Egal welche Aufgabenach der Kennzeichnung anvisiert wird, ist die Wahl derAufbringung für den nachfolgenden Prozess der wichtigsteSchritt in der Prozessplanung und Einführung des DMC imUnternehmen. Zu diesem Zeitpunkt müssen bereitsmögliche Störgrößen erörtert und im nachfolgenden über-prüft werden, ob die gewählte Aufbringung mit denmöglichen Störungen umgehen kann. Sollte dies nicht derFall sein muss ein anderes, wenn auch kostenintensiveresVerfahren, angewendet werden.

4.1 Indirekte Verfahren

Bei den indirekten Verfahren wird der DMC immer mit Hilfeeines Trägermaterials aufgebracht. Das wohl bekanntesteTrägermaterial ist das Etikett. Jedoch ist es auch möglich,metallische Platten, Kunststoff usw. als Trägermaterial zuverwenden. Dieses Trägermaterial wird dann meistens mitdem DPM Verfahren beschriftet. Die erstellten Informations-träger werden dann mit unterschiedlichsten Verbindungs-techniken wie Kleben, Nieten, Schweißen, Schrauben usw.auf dem Bauteil befestigt. Den größten Anteil der indirektenBeschriftung macht aber der Etikettendruck aus, der mittelsindustriefähiger Etikettendrucker mit dem Thermotransferoder Thermodirektverfahren die DMC Etiketten erstellt. Jekleiner der DMC sein soll, desto höher muss die Auflösungdes Druckers gewählt werden. Diese Drucker verfügen in

4 Kennzeichnung mit DataMatrix 46

der Regel über eine eigene Intelligenz, die es ermöglicht denDMC allein mit den Nutz- und Druckdaten, wie Position undModulstärke, zu erzeugen ohne den DMC als Grafik an denDrucker senden zu müssen. Aus diesem Grunde ist dieDruckzeit eines Etikettes sehr schnell.

An dieser Stelle wird der Unterschied des Platzbedarfes beigleicher Strichstärke (Modulbreite) zwischen einem DMCund einem herkömmlichen Strichcode, wie den Code 39,dargestellt. In beiden Codierungen wurde die gleiche Anzahlvon Zeichen dekodiert. Die dekodierten Zeichen stehen alsKlartextzeile unter der Codierung.

Abb. 19: Platzbedarf von DMC und Code3929

Beim Aufbringen von Etiketten auf Bauteilen muss dasEtikett ganz exakt spezifiziert werden. Hierzu gehört dieLebensdauer, der Kleber und welche Eigenschaften erbesitzen muss, die Etikettengröße, das Trägermaterial -obperforiert usw. Die Vorteile der Beschriftung mittels Etikettliegen hauptsächlich in den Kosten und der im Vergleich zudem DPM Verfahren geringem Aufwand und Geräte-beschaffung. Der DMC selbst weist einen hohen Kontrastauf und ist mit günstigen und einfachen All-in-oneLesegeräten dekodierbar.


StrichCode

DataMatrix


4.2 Direkte Verfahren (DPM)

Die direkten Verfahren sind das einzige Mittel um eine 100%Bauteilrückverfolgung zu gewährleisten, da die Codierungdirekt auf das Bauteil aufgebracht und so auch nicht mehrablösbar ist. Um jedoch diese Verfahren einzusetzen, mussman sich mit den einzelnen Verfahren detailliert be-schäftigen. Viele Randbedingungen wie z.B. Absaugung,Lärmbelastung, Prozesssicherheit, Kosten, Wartung usw.sind zu berücksichtigen. In diesem Kapitel werden diegängigsten Verfahren mit Vor- und Nachteilen verglichenund die vielfältigen Möglichkeiten der Direktmarkierungaufgezeigt.

4.2.1 Nadelprägung

Die Nadelprägung ist vor allem auf metallischen Bauteilenein häufiges Verfahren, um den DMC direkt auf das Bauteilzu markieren. Bei der Nadelprägung wird mittels Druckluftoder elektromechanisch ein Nadelwerkzeug ähnlich einesKörners zur Oberfläche des Bauteiles hin beschleunigt. Jenach Beschleunigung und Kraftumsetzung dringt dasNadelwerkzeug mehr oder weniger tief in das Bauteil ein.Vor allem für die DMC Prägung liegt viel know-how in demNadelwerkzeug. Bei der DMC Markierung wird jedes Modulmit der Wertigkeit „1“ eingeschlagen, die Wertigkeit „0“ istreiner Verfahrweg der Nadel. Schon allein bei diesen Aus-führungen erkennt man, dass eine sehr genaue Ansteuerungder Motoren erforderlich ist, um die DMC Spezifikationeneinzuhalten.


Abb. 20: Pneumatische Nadelprägeeinheit mit motorischer Zustellachse30

Bedingt durch die geometrischen Abmessungen der Nadelwerden die Module im DMC als runde Zellen dargestellt. DiePrägung ist abhängig vom Winkel und dem Radius derNadelspitze. Da bei der Nadelprägung kein Kontrast derZellen entsteht, ist die spätere Dekodierung allein abhängigvon den Reflexionen der Nadellöcher, die durch die Licht-brechung entstehen. Bei starkem Einschlag in Metall ent-steht um die Nadellöcher ein Materialaufwurf.

Bei der Nadelprägung gibt es keinen Materialabtrag,sondern es entsteht eine Verdichtung der Oberfläche. Ausdiesem Grund wird auch bei sicherheitsrelevanten Bauteilender Flugzeugindustrie die Nadelprägung bevorzugt. Diefolgende Abbildung zeigt verschiedene Prägungen aus derIndustrie.

_________________________________30 Quelle: Borries Markiersysteme GmbH


Abb. 21: Nadelprägungen31

Im mittleren Bild werden, wie der Teilausschnitt zeigt, diePrägungen nur als Kreisring dargestellt. Dies kann durch einfalsches Nadelwerkzeug oder auch durch zu kräftigenEinschlag in das Material entstehen. Abhilfe kann durchVeränderung des Beleuchtungswinkels oder durch eineVerringerung der Einschlagtiefe erfolgen. Man kann sichvorstellen, dass ein Dekodiersystem Probleme bei derZuordnung von „1“-Wertigkeiten haben wird, da die Zellekeine ausreichende Füllung aufweist. Aufgrund von Prozess-vorgaben kann es aber sein, dass diese Prägungbeizubehalten ist. Eine weitere Abhilfe ist hier dann eineentsprechende Bildvorverarbeitung, die ein Schließen derKreisringe bewirkt.

Vorteile:

Permanente Kennzeichnung

Gute Reflexionseigenschaften

Kein Materialabtrag durch Verdichtung

Auf vielen Materialien anwendbar

Überlackierbar

...



Nachteile:

Geräuschentwicklung beim Nadeln

Nadelverschleiß

Kein Kontrast der Prägung zum Hintergrund

Stark beleuchtungsabhängig

...

4.2.2 Laserbeschriftung

Die Laserbeschriftung findet auf vielen unterschiedlichenMaterialien statt. Je nach Material kommen unterschiedlicheVerfahren zum Einsatz. Die CO2 Laser werden vor allem fürdünne organische Materialien wie Kunststoffe, Textilien,Holz, Glas usw. verwendet. Bei der Beschriftung vonmetallischen Oberflächen findet man im industriellen Umfelddie YAG Festkörperlaser und die FAYb Faserlaser. Diegenannten und weitere mögliche Laserverfahren werden indiesem Buch nicht näher behandelt, da es uns lediglich umdie Beschriftung und deren Vor- und Nachteile geht. Bei denmeisten Laserbeschriftungen entsteht beim Lasern ein guterKontrast zwischen Beschriftung und Hintergrund. Es gibtaber auch Verfahren und Materialien wie z.B. Glas-beschriftung mit CO2 Laser, bei denen - wie bei derNadelprägung - kein Kontrast zum Hintergrund entsteht.


Abb. 22: Lasereinheit mit Steuerung32

Es gibt somit nicht nur verschiedene Laserverfahren,sondern auch unterschiedliche Möglichkeiten derMarkierung mittels Laser, die nachfolgend kurz erläutertwerden.

AnlassbeschriftungBei der Anlassbeschriftung wird ausgenutzt, dass sich Metallbei Hitze verfärbt. Dieser Anlasseffekt entsteht aufgrund vonGefügeveränderungen in der Randschicht des Metalls.Weiterhin wird bei dieser Art der Beschriftung Material nur imBereich bis zu 5µm abgetragen. Je nach Anforderung ist zuüberprüfen, ob die Anlassbeschriftung als permanente Kenn-zeichnung ausreicht. Bei nachfolgenden Härteprozessenoder anderen Hitzeverfahren die auch zu einer Verfärbungdes Materials führen, ist hiervon abzuraten und ein anderesVerfahren zu verwenden.



FarbumschlagDiese Art der Markierung kann bei den meisten Kunststoffenund Lacken erfolgen. Durch Hinzufügen eines Additivs,bereits bei der Materialherstellung, können bestimmteEigenschaften beim Lasern hervorgerufen oder verbessertwerden, die einen hervorragenden Beschriftungskontrasterzeugen.

GravurDurch die thermische Energie des Lasers wird das Materialgeschmolzen und verdampft, dadurch entsteht eine bis zu50µm tiefe Gravur. Ein noch weiteres Eindringen in dasMaterial ist je nach Anwendungsfall möglich. Bei geeigneterWahl der Laserparameter kann abhängig vom Material einehelle oder dunkle Beschriftung erzielt werden. Die Gravurhat den Vorteil gegenüber der Anlassbeschriftung, dass sieunempfindlich gegen nachträgliches Erhitzen ist. EineSonderform der Gravur ist der Materialabtrag bei Eloxal-oder Lackschichten. Hier wird nur die darüber liegendeSchicht soweit abgetragen, dass die ursprünglicheOberfläche wieder zum Vorschein kommt.

AufschäumenBei Kunststoffen ist es möglich, definierte Stellen durch dieWärme des Laserstrahls thermisch zu zersetzen. DerKunststoff schäumt hierbei auf und es entstehen gasförmigeAbbauprodukte.


Bei der Laserbeschriftung besteht außerdem noch dieMöglichkeit den Hintergrund der Beschriftung vorzube-handeln. Diese Vorbehandlung, die auch Homogenisierunggenannt wird, ermöglicht einen weitaus gleichbleibendenHintergrund und dient einem besseren Kontrastverhältnisder Markierung (siehe zweites Bild von links, erste undzweite Reihe). Vor allem bei runden Oberflächen kanndadurch die Ausleuchtung des DMC extrem erleichtertwerden.

Abb. 23: Lasermarkierungen33

Da beim Lasern immer eine Materialabtrag stattfindet,können giftige Dämpfe entstehen, die in jedem Fall durcheine Absaugung abgeführt werden müssen. Weiterhin istdarauf zu achten, dass die Laserstrahlen Gefahren für dieGesundheit des Menschen mit sich bringen können. Ausdiesem Grunde muss jedes Unternehmen, die Laser ab derKlasse 3R in Verwendung haben, einen Laserschutz-beauftragten bestimmen und diesen entsprechend ausbildenlassen. Solche Ausbildungen können z.B. beim TÜV durch-geführt werden. Der Laserschutzbeauftragte hat die Aufgabe



auf Gefahren und richtige Verwendung des Lasers im Unter-nehmen hinzuweisen und auf Einhaltung der Vorschriften zuachten.

Im Folgenden werden kurz die Vor- / Nachteile der Laser-markierung genannt.

Vorteile:

Permanente Kennzeichnung

Hoher Kontrast

Beschriftung von verformbaren und nahezu allen

Materialien

Hohe Beschriftungsqualität

geringere Beleuchtungsabhängigkeit

...

Nachteile:

Entstehung von Mikrorissen durch Materialabtrag

Keine oder wenig Eigenreflexion

Gesundheitsgefährdung bei unsachgemäßer Hand-

habung

Aufwand für Absaugung und Strahlenschutz

Hohe Investitionskosten

Kontrastabhängigkeit durch verwendete Technik und

Material

...


4.2.3 Inkjet

Das Inkjet-Verfahren bringt den DMC mittels Tinte direkt aufdas Bauteil auf. Das besondere bei diesem Verfahren ist,dass der Druck eine Bewegung benötigt. Dies bedeutet,dass entweder das Bauteil oder der Druckkopf über der zubeschriftenden Fläche bewegt wird. Sollte der Druckkopfstarr befestigt sein, muss das Bauteil am Druckkopfvorbeigeführt werden. Hierzu ist eine Synchronisation mitder Fördertechnik erforderlich. Steht das Bauteil still wird derDruckkopf z.B. über eine motorische Achse bewegt. DieBewegung erfolgt nur in eine Richtung. Je nach Anwendunggibt es unterschiedliche Farben der Tinte. Es ist möglich fürden Druck unsichtbare Tinte zu verwenden. Diese Tintekann für das Lesegerät durch eine UV Beleuchtung wiedersichtbar gemacht werden. Hierfür ist es wichtig die Wellen-länge der Tinte zu kennen. Weiterhin müssen für dieBestimmung der Tinte auch die genauen Anforderungenerörtert werden.

Die Kennzeichnung mit Tinte gehört zu den kosten-günstigsten DPM Verfahren. Der Druckkopf selbst ist in derRegel sehr klein, so dass er problemlos an vielen Anlagennachgerüstet werden kann.


Abb. 24: Inkjet Drucker für DPM Aufgaben34

Bei guten Geräten kann die Tinte während des Produktiv-betriebes nachgefüllt werden, um Stillstandzeiten zu ver-meiden. Bei ungünstigen Kontrastverhältnissen ist esmöglich in einem vorgeschalteten Prozess den Hintergrundmit Tinte weiß einzufärben und erst danach einen kontrast-reichen schwarzen DMC aufzubringen (siehe erstes Bild vonlinks, Abb. 25). Hierbei sind aber in jedem Fall Trocknungs-zeiten zu beachten, damit die schwarze Tinte nicht verlaufenkann.

_________________________34 Quelle: KBA-MetronicGmbH


Abb. 25: Inkjet- Markierungen35

Die Inkjet- Markierung wird - wie die Laserbeschriftung -berührungslos aufgebracht. Durch den Prozess derDruckbewegung und nicht optimierter Synchronisation kannes beim Inkjet-Druck durchaus kleine Abweichungen bei derPositionierung der einzelnen Module geben. Der Tintendruckselbst lässt sich auf vielen verschiedenen Materialienproblemlos realisieren. Nachfolgend werden noch dessenVor-und Nachteile aufgezeigt.

Vorteile:

Hohe Druckgeschwindigkeit

Hoher Kontrast durch Auswahl der Tintenfarbe

Auf vielen Materialien anwendbar

geringere Beleuchtungsabhängigkeit

Kostengünstig

...



Nachteile:

Geringe Druckqualität

Begrenzte permanente Kennzeichnung

Möglicher Versatz im Druckbild

Trocknungszeiten

...

4.2.4 Weitere Möglichkeiten

Die oben genannten Verfahren sind die zur Zeit am meisteneingesetzten Techniken für die Direktmarkierung. Da aberder Aufbringung keine Grenzen gesetzt sind, gibt esinzwischen schon weitere Verfahren, wie das Bohren oderAusstanzen, die Chemische oder Laserätzung, der Ober-flächendruck usw. Hierbei handelt es sich meist um Spezial-anwendungen. Oft wird hier das DPM Verfahren auch wiederindirekt verwendet, d.h. die Markierung wird auf Kunststoff,Metallplättchen usw. mit dem DPM Verfahren aufgebrachtund der so erstellte Datenträger zu einem späterenZeitpunkt am zu kennzeichnenden Bauteil befestigt.

59 5 Lesegeräte

5 Lesegeräte

Der markierte DMC ist die Grundlage für die Auswahl desLesegerätes. Auf dem Markt befinden sich eine Vielzahlunterschiedlicher Hersteller von DMC Lesegeräten. AberVorsicht, nicht jedes Lesegerät ist gleichermaßen für DPMAnwendungen geeignet. Grundsätzlich gilt, je mehrStörungen in der Umgebung und auf der Markierungsflächeauftreten können, umso hochwertiger und flexibler muss dasLesegerät sein. Die Lesegeräte selbst lassen sich in zweiKategorien einteilen. Zum einen in die All-in-one Geräte undzum anderen in PC gestützte Geräte. In beiden Kategoriengibt es handgehaltene und stationäre Geräte. Die Leistungder Lesegeräte unterscheidet sich von Hersteller zuHersteller erheblich. Bei allen Geräten wird mittels CCD oderCMOS Technologie ein Bild aufgenommen. Die Bild-aufnahme wird entweder im Interlaced oder ProgressiveScan Verfahren durchgeführt. Das Interlaced oder auchZeilensprungverfahren setzt das Bild aus zwei zeilen-verschränkten Halbbildern zusammen. Dadurch könnenStörungen im Bild durch z.B. bewegte Objekte oderunterschiedlich belichteter Halbbilder auftreten. DasProgressive Scan Verfahren weist diese Problematik nichtauf, da das Bild als Vollbild aufgenommen wird. DiesesVerfahren ist daher für Anwendungen im Stillstand und in derBewegung gleichermaßen geeignet. Bei stationärenSystemen gibt es außerdem noch die Zeilenkameras, dieeine Bewegung des Objektes benötigen, da nur immer einehochauflösende Zeile aufgenommen wird und sich somit dasVollbild durch die Bewegung des Objektes zusammensetzt.Hierfür ist jedoch eine exakte Synchronisation der Förder-technik erforderlich.

5 Lesegeräte 60

Für alle Geräte gibt es je nach Hersteller unterschiedlichsteAuflösungen des Bildsensors. Je höher die Auflösung destoschärfer ist das Bild. Bei gleichem Bildausschnitt könnensomit eine Vielzahl von Pixeln in einem einzigen Modul desDMC untergebracht werden und damit die 0-1 Erkennungvereinfacht werden. Der Nachteil ist, dass sich mit Anstiegder Auflösung auch die Bildeinzugsgeschwindigkeit und dieDauer der DMC Auswertung erheblich verlängern. Auf denfolgenden Seiten werden im Detail die beiden Kategoriender Lesegeräte vorgestellt und im Anschluss deren Vor- undNachteile aufgezeigt.

5.1 All-in-one Systeme

Bei den All-in-one Systemen sind die komplette Dekodier-software und die Kommunikationsschnittstellen in einemkompakten Gerät untergebracht. Weiterhin befinden sich indiesen auch die Optik, die Beleuchtung und spezielleFeatures der Hersteller. Je nach Hersteller sind dieAlgorithmen der Dekodierung in einer eigens dafürentwickelten Firmware oder auch als Applikation in einemgrafischen auf dem Gerät befindlichen Betriebssystemimplementiert, wobei hier der Sprung zum PC gestütztenSystem nicht mehr weit ist. Diese mit grafischer Oberflächeausgestatteten Systeme werden auf dem Markt meist alsSmart-Kameras angeboten. Vom proprietären Betriebs-system über Linux bis zu abgespeckten Windows XP undWindows 7 Versionen ist hier alles zu finden. Allein diegeringere Performance und die kompakte Baugrößeunterscheiden sich noch von den High-End Bildver-arbeitungssystemen.

61 5 Lesegeräte

Abb. 26: All-in-one Systeme36

In der Abbildung wurden exemplarisch verschiedene All-in-One Geräte unterschiedlicher Hersteller gezeigt auf die imDetail nicht eingegangen wird. Alle Geräte weisen jedochtechnologisch gleiche Merkmale auf, die hier kurzangesprochen werden. Welches Gerät das geeignetste fürdie zu gewünschte Aufgabe ist, muss durch Machbarkeits-analysen oder auch entsprechende Testversuche und durchBeratung der Hersteller erörtert werden.

Die meisten Geräte dieser Kategorie besitzen eineintegrierte Beleuchtung. Wie wir bereits erfahren haben, gibtes DPM Verfahren die auch stark beleuchtungsabhängigsind, dazu wirken dann noch die zu beschriftendenOberflächen stark in den Prozess mit ein. Aus diesen

_________________________36 Quelle: FuWa Informationssysteme

5 Lesegeräte 62

Gründen kann es sein, dass die interne Beleuchtungabgeschaltet und durch eine externe Beleuchtung ersetztwerden muss. Dazu aber noch mehr im sechsten Kapitel.Da alle Geräte dieser Kategorie mit seiner Umweltkommunizieren müssen, bieten diese unterschiedlichsteHardwareschnittstellen dafür an. Die gebräuchlichsten sindhier die RS232, die USB und die Ethernetschnittstelle.Für diese Schnittstellen stehen dann in der Regel dieStandardprotokolle und oft noch benutzerdefinierteProtokolle zur Verfügung. Werden andere Schnittstellenbenötigt, wie z.B. ein Feldbussystem, müssen zusätzlichentsprechende Hardwarekonverter verwendet werden.

Die Auswahl der handgehaltenen Systeme ist in dieserKategorie die größte. Bei diesen Systemen besteht derVorteil durch die freie Beweglichkeit des Gerätes denBeleuchtungswinkel beliebig der Anforderung anzupassen.Bei der Vielzahl von Handgeräten auf dem Markt sind abernur einige für DPM Anwendungen geeignet. Um das richtigeGerät für die DPM Anwendung zu finden, sollte man sich injedem Fall von kompetenten Firmen mit viel Erfahrung imDPM Bereich beraten lassen.

63 5 Lesegeräte

5.2 PC gestützte Systeme

Die PC gestützten Systeme sind reine Komponenten-systeme. Hier wird die Bildaufnahme über einen eigenenBildaufnahmekopf durchgeführt. Diese Komponente wird oftauch als Lesekopf bezeichnet, obwohl er nur für dieAusleuchtung und Aufnahme des Objektes verantwortlich ist.Je nach Technologie wird das Bild zum dazugehörigenBildverarbeitungsrechner übertragen. Die Übertragung kannanalog oder digital erfolgen. Analoge Kameras übertragendas Videosignal meist über 75 Ohm Videoleitungen. OhneRepeater sind Kabellängen bis zu 100 Meter realisierbar. Beiden digitalen Kameras wird das Videosignal meist überEthernet, USB oder Firewire übertragen. Je nach ein-gesetzter Kommunikationsschnittstelle unterscheiden sichdie zulässigen Kabellängen. Auf dem Vormarsch sind vorallem Kameras mit Gigabit-Ethernetschnittstelle. Ein großerVorteil der Digitaltechnik ist, dass alle Parameter derKamera, wie z.B. Gain, Offset, Shutter usw., per Softwarevom entfernten Host bequem eingestellt werden können. Beiden analogen Kameras muss dies in der Regel überPotentiometer und kleinen Dip-Schalterbänken realisiertwerden. Der Nachteil hierbei ist, dass die Gehäuse dazugeöffnet werden müssen und dies oft eine Demontage desLesekopfes von der Produktionslinie mit sich bringt.

Im folgenden Bild werden einige Leseköpfe mit ver-schiedener Kameratechnologien der Firma Unglaube ge-zeigt.

5 Lesegeräte 64

Abb. 27: Analoge und digitale Leseköpfe37

Je nach Hersteller werden die Leseköpfe speziell auf diejeweilige DPM Aufgabe konzipiert. Dies hat den Vorteil, dassdie Beleuchtung, die Optik und der Lesewinkel exakt auf dieAufgabe abgestimmt wurden und somit die besteVoraussetzung für höchste Prozesssicherheit bieten. Dieabgebildeten Leseköpfe der Marke Unglaube erfüllen dieseAufgaben und bieten durch den modularen Aufbau iminneren des Gehäuses jederzeit die Möglichkeit derAnpassung und Erweiterung der Systeme. Ein gutesKamerakonzept reicht aber noch lange nicht aus um diegeforderte Leseraten > 99,9% zu erreichen. Das Herzstückder PC-gestützten Systeme ist die Applikation auf dem PCmit der die aufgenommenen DMC's dekodiert werden. DerVorteil dieser Systeme zu den All-in-One Geräten ist diehohe Performance die zur Verfügung steht und mit der auchkomplexeste Bildaufbereitungen durchgeführt werdenkönnen.

__________________37 Quelle: Unglaube GmbH

65 5 Lesegeräte

Der Bildverarbeitungsrechner bietet unter anderem noch dieMöglichkeit die Daten direkt weiterzuverarbeiten. Zuintegrierende Schnittstellen sind durch moderne Steckkartenauch keine Grenzen gesetzt, so dass diese Systeme überdie größtmögliche Flexibilität verfügen.

Um die Kosten solcher Systeme zu senken wird nachMöglichkeit versucht mehrere Leseköpfe an einen Rechneranzuschließen. Je nach Performance und Aufgabe könnenz.B. an die Systeme der Firma Unglaube bis zu 12 Lese-köpfe angeschlossen und damit oft schon ein ganzer An-lagenstrang mit DMC Lesegeräten ausgestattet werden.

Grundsätzlich ist zu prüfen welche Kategorie an Lese-geräten am besten für die Anforderungen der Leseaufgabegeeignet ist. Ein Sparen am falschen Ende zieht meisterhebliche Kosten nach sich, die man durch geeignete Wahlder Lesegeräte vermeiden hätte können und der höhereInvest hätte sich schnell amortisiert.

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5.3 Vor- und Nachteile

MerkmaleAll-in-one PC-gestützte Systeme

Vorteile Nachteile Vorteile Nachteile

BaugrößeKompakt, sehr klein

keineAusführung nach Wunsch

Keine Auswerte-einheit im Lesekopf

Performance keineDurch die Baugröße begrenzt

Sehr hoch, entspricht technischen Stand

keine

Beleuchtung intern

Meist fest integriert, externe Be-leuchtung er-forderlich

Intern, auf die Aufgabe abgestimmt, tauschbar

Bauform meist größer

Schnittstellen keine begrenzt

Alle Schnitt-stellen be-finden sich im PC

keine

Optik keine

Oft nicht tauschbar, ggf. neues Gerät erforderlich

Tauschbar, auf die Aufgabe abgestimmt

Bauform meist größer

Software Standard

Änderungen bei großen Stückzahlen möglich

Änderungen ab ein Stück möglich

Benötigt höhere Performance

Leseleistung keineOft durch diePerformancebegrenzt

Keine Begrenzung

Benötigt höhere Performance

Tabelle 9: Vor- und Nachteile der Lesesysteme38

_________________________38 Quelle: FuWa Informationssysteme

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