Für die harten Fälle

In manchen Produktionsbereichen, wie etwa im Schwermaschinenbau, geht es recht robust zu. Auch sind die Umgebungsbedingungen wenig anheimelnd. Die dort eingesetzten Visionsysteme und ihre Komponenten müssen das aushalten.

08. Dezember 2011

Unter den vielen Kameraherstellern zählt die Kappa Optronics GmbH im niedersächsischen Gleichen zu den wenigen, die über das Know-how zur Entwicklung und Fertigung von besonders widerstandsfähigen Kamerasystemen für Applikationen unter außergewöhnlichen Umgebungsbedingungen verfügen.

Eingesetzt werden diese Kameras bereits seit mehr als 15 Jahren sowohl in der Indus-trie als auch in der Luft- und Raumfahrt sowie an Militärfahrzeugen und seit Neuestem auch im Bereich Automotive. Diese Umgebungen erfordern unbedingte Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen, klimatischen und elektromagnetischen Belastungen sowie gegen sie umgebende Stoffe und Umwelteinflüsse.

Aus Gründen der Bauteilverfügbarkeit und auch aus Kostengründen müssen häufig Komponenten im Industriestandard verwendet werden. Doch damit sind die Forderungen nach EMV, Temperatur- sowie Schock- und Vibrationsfestigkeit nur schwer zu erfüllen. Und auch Standardschaltungen oder Module genügen nur selten diesen Anforderungen. Daher muss von Anfang an auf diese Bedürfnisse ein entsprechendes technisches Design ausgerichtet sein, beispielsweise durch spezielle Kühl- und Schwingungsdämpfungskonzepte.

In jedem Falle sind Herkunftsnachweise für alle Bauteile erforderlich.

Beispiele für grenzwertige Belastungen, gegen welche die Entwickler von Kappa ihre Spezialkameras erfolgreich wappnen, sind:

-Temperaturbereiche von –55°C bis +85°C mit schnellen Temperaturwechseln von bis zu 10 K/min.,

-simulierter indirekter Blitzeinschlag mit Überspannungen und Strömen bis zu 1.600 V/107 A nach DO160,

-mechanische Schocks bis 20 g, 11 ms nach DO 160,

-Fremdkörper und Wasser/Salzwasser (Schutzart bis IP68),

-Mikroorganismen (sterilisierbar, autoklavierbar),

-konstante Beschleunigung gemäß ABD0100.1.2 §1.18 oder ISO 2669:1995,

-Flughöhen-Test bis 50.000 ft (116 mbar),

-Pilzresistenz gemäß DO160,

-Beständigkeit gegen Öl.

Alle technischen Eigenschaften werden analytisch bestimmt und später am Objekt messtechnisch verifiziert. Die Tests zum Nachweis dieser Eigenschaften an Prototypen erfolgen in entsprechenden Einrichtungen. Dazu gehören unter anderem Schock- und Vibrationstests auf sogenannten Shakern, Überspannungs- und EMV-Tests sowie Temperatur- und Klimatests in entsprechenden Klimakammern. Und Kappa führt für seine Kunden die genannten Analysen und Tests mit eigenen Mitteln durch oder in Zusammenarbeit mit externen Partnern.

Bei Bedarf erstellt Kappa geeignete Testkonzepte, erweitert das Portfolio um die gewünschten Testverfahren oder übernimmt kundenseitige Prüfschritte in der Produktion. Das Spektrum ist umfassend, ob automatische Kurztestverfahren für einen ökonomischen Qualitätsansatz oder HASS und Burn-in-Belastungstests mit dem Ziel, Frühstausfälle zu verhindern.

So sind die sogenannten Rugged Kameras entwickelt worden. Sie widerstehen dank ihres robusten Aufbaus Temperaturschwankungen, Schlägen und Erschütterungen und erfüllen zum Beispiel die MIL-Standards. Ihre technische Ausstattung hinsichtlich Sensor-Art, Signalaufbereitung, Schnittstellen, Übertragungsprotokoll, Elektronik-Design und so weiter, kann der Anwender bestimmen.

Bei der Entwicklung der zurzeit kleinsten High Definition Farbkamera Tauri-HD 02150 SDI standen auch Belastbarkeit und Signalqualität im Vordergrund. Die Kappa-typischen Qualitätseigenschaften in Bezug auf Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit geben Sicherheit auch für härteste Einsätze.

Die brillanten Bilder im 16:9-Format sollen künftig in vielen Industrieanwendungen überzeugen, wie etwa Fernhantierungstechnik, Fahrerassistenz und Verkehrsüberwachung, ob am Roboter, im Auto oder an Drohnen und Helikoptern und als Doppel bei 3D- Aufnahmen.

Große Nachfrage kommt aus der Broadcast-Industrie. Ausschlaggebend sind die kompakte Bauform (44 x 44 x 53 mm), die Robustheit und der Preis. Ein 2/3-CCD von Kodak mit automatischer Belichtung via Global Shutter, 14 Bit digitales Signal Processing und 64 dB Dynamik bilden die technische Basis für höchste Ansprüche an unkomprimierte Bilder in Echtzeit.

Trotz kleinster Bauform bleiben keine Wünsche an »industrielles Fernsehen« offen. Die HD-SDI-Schnittstelle bietet die volle HD-Auflösung mit dem HD-Format 1.080p/25 (optional 1.080p/30). Die Signal-Processing-Funktionen lassen sich über RS 485 oder RS 232 einstellen.z

Erschienen in Ausgabe: Industrie Handbuch/2011