Produkcja z wizją. Systemy wizyjne Balluff.

Automatyzacja, robotyzacja, przetwarzanie danych – to trendy rynkowe, które w obliczu zawirowań gospodarczych zyskują na wartości. Jednym z elementów, który dotyka każdego z tych obszarów i zasługuje na specjalną uwagę są systemy wizyjne popularne głównie w branżach automotive i spożywczej.

Choć systemy wizyjne nie są żadną nowością na rynku, większość firm przemysłowych nadal korzysta z tradycyjnych, standardowych narzędzi i prostych czujników. Te jednak, często okazują się niewystarczające, szczególnie w przypadku aplikacji, które potrzebują precyzyjnego odczytu danych. Rodzi to szereg problemów, dlatego zachęcamy naszych klientów do korzystania z systemów wizyjnych dając możliwość zrobienia usługi testów wizyjnych w siedzibie Balluff.

Test – raport – wdrożenie

Testy przygotowujemy pod konkretną aplikację, co pozwala dowiedzieć się w jakich warunkach powinno wykonywać się dany proces i jakich wymaga on narzędzi. Efektem tych działań jest raport, który wskazuje sposób rozwiązania problemu. Zaczyna się on od sprecyzowania celu testów i zastosowania systemu wizyjnego, a następnie przez pokazanie całego stanowiska oraz pełny spis sprzętu, prezentujemy wizualizacje z rezultatami, wynikami i kierunkami preferowanych działań.

Następnym krokiem jest wizyta naszego przedstawiciela w firmie klienta, który odtwarza test w rzeczywistych warunkach linii produkcyjnej w obecności osoby odpowiedzialnej za projekt. Jest to bardzo ważne, ponieważ dopiero w rzeczywistych warunkach można się w pełni przekonać jak będzie wyglądała praca systemu i rozwiązania wizyjnego. Po integracji tych dwóch elementów gotowe rozwiązanie możemy wdrażać na produkcji.

System wizyjny – czym się kierować?

Rozwiązania wizyjne są kolejnym krokiem w automatyzacji procesów produkcyjnych. Za ich pomocą można sprawdzić jakość, obecność elementów po pozycjonowaniu robotów, czy nawet wykonać pomiary metrologiczne z dużą dokładnością, bez korzystania z dotykowych pomiarów i wielkości mechanicznych.

Pierwszym krokiem do ich zastosowania jest jasne sprecyzowanie zadania, problemu, który system wizyjny ma realizować. Jest to kluczowe, ponieważ ze względu na skomplikowane algorytmy wiele czynników może wpływać na jakość jego działania i w efekcie na powodzenie aplikacji. Najważniejsze jest określić podstawowe parametry, takie jak wielkość pola widzenia, oczekiwana co do dokładności systemu wizyjnego i wpływ warunków otoczenia (na przykład dostęp maszyny do światła dziennego). Im więcej konkretnych informacji, tym łatwiej dostosować system do procesu.

Najczęstsze problemy

Jest wiele problemów i zadań, z którymi zgłaszają się do nas klienci pytający o systemy wizyjne. Od prostego czytania kodów 1D lub 2D, przez sprawdzanie obecności lub liczenie dużej ilości elementów na linii, po kontrolę jakości czy miary metrologiczne z dużą dokładnością.

Przeprowadzamy testy systemów wizyjnych w różnych obszarach gospodarki. W branży spożywczej czy kosmetycznej sprawdzamy jakość produktów i oferujemy rozwiązania z zakresu OCR, czyli czytania napisów, dat przydatności, numerów seryjnych z opakowań z systemem wizyjnym. W automotive, również badamy jakość, sprawdzamy obecności śrub, elementy budowy silnika i układów napędowych. Mamy też zapytania z branży medycznej.

Jednym z przykładów wdrożenia systemu wizyjnego jest odczyt znaków z opon. Jest to dosyć trudne do zrealizowania z systemem wizyjnym ze względu na to, że między wytłoczonymi napisami a oponą nie ma żadnej różnicy w kontraście. Jest to po prostu wytłoczenie, gdzie napis ma kolor czarny tak samo jak tło – opona na której się znajduje. Ale udało nam się znaleźć specjalną metodę, stworzyć odpowiedni algorytm do przetwarzania obrazów, dzięki któremu możemy uzyskać specyficzne zdjęcie, na którym te napisy było widać. I zastosowaliśmy później klasyczne metody odczytu i nauki znaków ze standardowej biblioteki wizyjnej.

Intuicyjne przetwarzanie obrazu – BVS Cockpit

Aby jak najlepiej przygotować się do zarządzania systemem wizyjnym stworzyliśmy oprogramowanie BVS Cockpit. Istnieje możliwość przetestowania go na dowolnej przeglądarce przed otrzymaniem kamery na testy, czy przed zakupem produktu. To wygodne rozwiązanie pozwalające zapoznać się z systemem informatycznym stosowanym później smart camerze czy kontrolerze wizyjnym.

BVS pozwala też wykonywać algorytmy i używać narzędzi bez podłączenia rzeczywistej kamery. Jeśli podczas naszej wizyty w firmie klienta zbierzemy dużo zdjęć, może on odczytywać narzędzia naszym oprogramowaniem z perspektywy własnego komputera, wykonując inspekcję offline. Jest to funkcjonalność, z której często korzystają osoby odpowiedzialne za utrzymanie ruchu, opiekunowie produkcji lub danego procesu. Zazwyczaj te osoby same integrują kamerę z naszą niewielką pomocą, dlatego ważna jest ich obecność przy projektowaniu całego programu, aby później mogły go spokojnie używać, czy też modyfikować. Na przykład osoba z utrzymania ruchu – jeżeli będzie wiedziała jak jest stworzony algorytm później będzie jej łatwiej na pewno minimalizować błędy, które mogą wyniknąć w trakcie trwania jakiegoś procesu.

Halcon – czyli cała wiedza w bibliotece

Halcon to zbiór algorytmów wizyjnych przygotowany przez firmę MV tec, na którym oparte są nasze produkty. To olbrzymi zbiór różnych algorytmów, którego używamy w celu dostarczenia rozwiązania wizyjnego dla klienta, między innymi do szukania kształtów na obrazach, odczytu kodów 1D, sprawdzania różnych intensywności na obrazie i przekształceń morfologicznych zdjęcia.

Razem z nim dostępne jest także środowisko programistyczne, które nazywa się HDevelop, w którym można szybko prototypować algorytmy wizyjne, a także tworzyć skrypty przeznaczone na naszą smart camerę lub kontroler wizyjny, poszerzając możliwości i wychodząc poza zbiór standardowych narzędzi dostępnych w oprogramowaniu BVS kokpit. Jest to więc rozwiązanie, dzięki któremu możemy rozwikłać bardzo dużo skomplikowanych aplikacji.

Klienci, którzy już używają naszych systemów wizyjnych dosyć często zwracają się do mnie z prośbą, czy mógłbym napisać w skrypcie coś, co zwiększy możliwości tego systemu, na przykład wyeliminuje określony zakres pracy. Pewne rzeczy można zrobić na kontrolerze wizyjnym – porównywania znaków, czy odczytywanych napisów. W innym przypadku odbywałoby się to tak, że odczytany napis wysłany byłby do sterownika PLC i tam porównywany z danym napisem. Natomiast my dzięki wykorzystaniu tych skryptów możemy zrobić to bezpośrednio na kontrolerze, nie obciążając sterownika PLC.

Nie przyszłość a codzienność

Zastosowanie robotów i systemu wizyjnego to doskonałe rozwiązanie dla nowoczesnej produkcji. Informacja zwrotna, którą robot otrzymuje z kamery jest też ważna w dzisiejszej produkcji i pojawia się coraz więcej realizacji, gdzie kamera jest umieszczona na stałe nad robotem, albo nawet na ramieniu robota, który zawsze podjeżdża w miejsce, gdzie dokonywana jest inspekcja. Jest to rozwiązanie dosyć elastyczne.

Trzeba też wspomnieć, że obecne systemy wizyjne działają już bardzo szybko. Zrealizowaliśmy projekt, w którym prędkość dochodziła do 50szt./s., więc system wizyjny działał tutaj w czasie około 20 milisekund, także to są naprawdę już bardzo szybkie linie produkcyjne, gdzie kluczowe znaczenie ma złożoność algorytmu.

Damian Grzegocki

Aplication Engeener Balluff



Balluff - sprzedaż i serwis