Témata
Reklama

Průmyslové zpracování obrazu

14. 12. 2010

Společnost Cognex měla v posledních desetiletích významný vliv na vývoj technologií průmyslového zpracování obrazu. Tato oblast zahrnuje PC systémy pro zpracování obrazu, kompaktní a soběstačné inteligentní kamery, kamerové senzory, systémy pro čtení identifikačních kódů či komplexní kontrolu povrchu výrobků. V nejrůznějších aplikacích se potom jedná o optimalizaci procesu zpracování 2D a 3D obrazu, zajištění jakosti, inspekce a kontroly přítomnosti až po komplexní zpětnou sledovatelnost produktů díky zařízením na čtení ID kódů a systémům verifikace.

Hospodářská krize vedla k tomu, že řada firem nově uvažuje o přehodnocení PC systémů strojového vidění. Proto je v této oblasti po nějaké době opět zaznamenán určitý rozvoj. To má zcela banální důvody. Zvyšující se výkonnost samotného softwaru pro strojové vidění dokáže zvládnout velmi náročné úlohy jako například použití několika barevných kamer s vysokým rozlišením při inspekci dílů podle velmi mnoha charakteristik nebo také složité 3D úlohy. I přes masivní zvýšení výkonu cena kamer - podobně jako u PC - významně poklesla. Nový a výkonnější software pro strojové vidění již tyto aspekty zohledňuje.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1a+b. Ze čtyř obrazů získaných z různých pozic kamer vytváří software OmniView dokonalý celkový pohled na etiketu lahve v rozsahu 360°.
1a+b

PC systémy zpracování obrazu

Automatizované paralelní zpracování a slučování velkých datových paketů při průmyslovém zpracování obrazu umožňuje zavádění nových aplikací. Vyšší komplexnost zpracovávaných úloh se podstatně zefektivňuje, a tím umožňuje zavádění nových přístupů k řešení. Pro náročné aplikace strojového vidění je účelnější rozdělit výpočetní procesy na několik jader než použít jen jeden procesor s vyšší taktovací frekvencí. Tato vícejádrová strategie však musí zajistit bezpečnou funkci softwaru pro strojové vidění zjednodušením programování a automatickým rozdělováním a slučováním datových paketů.

Nová verze softwaru pro zpracování obrazu VisionPro 6.1 může pracovat pod OS Windows 7 a podporuje již téměř všechny možné zdroje obrazu, například 3D profily skenerů, obrazy z termokamer i rentgenové snímky. K tomu patří také rozšířené nástroje pro strojové vidění - SearchMax, Color Extractor, filtr NxM, vysokorychlostní konverze barev (specifikace RGB) a Modul Surface včetně odstupňování povrchových ploch. Vícejádrové zpracování úloh práci výrazně urychluje - například inspekce tištěného textu pomocí nástroje PatInspect probíhá až o 400 % rychleji.

Díky účasti nejdůležitějších dodavatelů kamer pro strojové vidění sdružených v rámci programu Acquisition-Alliance firmy Cognex může být v jednotlivých aplikacích použita každá z možných kombinací grabovacích karet (framegrabber) nebo přímo připojených kamer.

Obr. 2. Inteligentní kamery In-Sight převzaly řadu úloh, které byly dosud doménou systémů založených na PC.

Inteligentní kamery In-Sight

Úspěch produktů řady In-Sight nespočívá jen v uživatelsky přívětivých hardwarových a softwarových strukturách. V malém a robustním plastovém pouzdru s třídou ochrany IP67 nebo v pouzdru z korozivzdorné oceli s třídou ochrany IP68 se nachází kompletní systém skládající se z kamery, počítače, komunikačních rozhraní a případně také z LED osvětlení.

Řada produktů In-Sight 5100, 5400, 5600, nový řádkový systém strojového vidění 5604 a vysoce kompaktní In-Sight Micro převzaly řadu úloh, které dosud byly doménou systémů založených na PC. Přiměřeně tomu dnes tvoří důležitou součást systémů pro zajištění jakosti, identifikace, manipulace a optimalizace procesů ve všech průmyslových odvětvích. Odstupňované modelové řady pokrývají celou šíři různých požadavků, počínaje například čtením a verifikací 1D a 2D kódů ve vysoké rychlosti až po vysokou přesnost měřicí techniky s rozlišením odpovídajícím velikosti obrazu 2 megapixely. Nový komunikační balík Cognex Connect umožňuje okamžité zjednodušené připojení každé In-Sight kamery k většině běžných SPS, robotů, systémů MMS a Feldbus, které se obvykle při automatizaci výroby používají. Ke kamerám In-Sight je dodáván mohutný softwarový balík pro strojové vidění obsahující PatMax, PatInspect, PatFlex, IDMax a OCVMax s jejich extrémně bezpečně pracujícími algoritmy a nástroji pro strojové vidění. Ty umožňují mimořádně jednoduché programování složitých požadavků. Díky komfortnímu vývojovému prostředí pro strojové vidění In-Sight Explorer a novému ovládacímu panelu VisionView 700 mohou být z prostředí systému Vision vytvářeny a programovány celé sítě.

obr. 3. V rychlém taktu probíhá plně automatické skládání krabiček, jejich osazování lahvičkami, vkládání příbalové informace, kontrola úplnosti prostřednictvím kamerového senzoru Checker a nakonec uzavírání obalů.

Kamerové senzory Checker

Senzory pro strojové vidění spojují schopnosti nejvýkonnějších optoelektrických snímačů s účinností moderního zpracování obrazu do vysoce kompaktní sestavy. Tyto snímače nahrazují dosavadní nákladnou systémovou techniku s klasickými senzory. Řada kamerových senzorů Checker s integrovaným LED osvětlením poskytuje široké spektrum všestranných aplikací ve všech odvětvích průmyslu. Kamerové senzory se používají při velmi rychlých taktovacích frekvencích pro kontrolu přítomnosti dílů, jejich úplnosti a přesného dodržení rozměrů.

Senzory Checker zatím disponují čtyřmi snímacími funkcemi. Snímač jasu rozpoznává světlé a tmavé oblasti, jako např. pilulky v blistrovém balení. Snímač kontrastu rozlišuje charakteristiky datových kódů a etiket. Snímač vzoru rozeznává specifické charakteristiky vzorů. Tyto snímače mohou být v téměř neomezeném počtu uspořádány do snímacího pole s libovolnou polohou a velikostí a jednotlivá pole se dokonce mohou překrývat. Checker je schopen zjišťovat a sledovat více než 6 000 dílů za minutu i při jejich měnících se polohách podél výrobní linky, přičemž automaticky kompenzuje nepřesné polohování dílů. Měřicí snímač zaručuje, že charakteristiky týkající se výšky, šířky anebo průměru jsou správné.

Díky integrované logice je podporována koordinace vyhodnocených výsledků s následujícími řídicími kroky SPS. Senzory Checker řad 200 a 3G nevyžadují k nastavení žádný PC a díky jednoduchému ovládání umožňují uživateli konfigurovat zakázky přímo na lince a tyto během několika málo minut spouštět.

Nový Checker 3G7 disponuje vysokým rozlišením 752 x 480 pixelů za účelem lepší kontroly drobných charakteristik a je vybaven silným bílým LED osvětlením pro docílení optimálního kontrastu obrazu. Může být konfigurován jako snímač přítomnosti nebo jako měřicí snímač a zjišťovat a kontrolovat až 800 dílů za minutu.

Obr. 4. DataMan 200 je prvním zařízením pro čtení ID kódů, jehož optika je vybavena robustní velmi rychle zaostřující technologií tekutých čoček.

Čtení a verifikace 1D a 2D kódů

Jednou z velmi důležitých součástí průmyslového zpracování obrazu je čtení a verifikace 1D a 2D kódů. Absolutně bezpečné a nepřetržité sledování konstrukčních dílů a produktů v průběhu celého výrobního řetězce až ke koncovému zákazníkovi má eminentní význam. Informace nacházející se přímo na produktu, jako jsou sériová čísla, čísla dávek a čísla šarží, údaje o datu výroby a trvanlivosti/expirace jsou součástí mnoha směrnic, norem a zákonných předpisů platných ve všech odvětvích. Identifikační kódy jsou také klíčem interní provozní efektivní organizace výroby a umožňují v konečném důsledku nepřerušenou zpětnou sledovatelnost včetně právních aspektů odpovědnosti za produkt. K tomu navíc přichází hospodářsky stále významnější aspekt účinné ochrany před plagiáty použitím kódů bezpečných proti falšování a trvale umístěných kódů. Proto musí být čtecí systémy integrovány do mnoha stávajících nebo plánovaných výrobních linek, často za velmi omezených prostorových možností a v drsných průmyslových podmínkách.

Pro zvláště rychlé čtení 1D a 2D kódů byla vyvinuta čtecí zařízení ID kódů řady DataMan, založená na zpracování obrazu. Nejmenší stacionární čtecí zařízení na světě s integrovaným osvětlením, laserovým zaměřováním, připojením k síti Ethernet a výměnnou optikou má velikost krabičky od zápalek. Extrémně kompaktní čtecí zařízení série QL disponují novým softwarem pro čtení 1DMax se zcela novým algoritmem pro čtení 1D kódů s výrazně rozšířenými schopnostmi ve výkonu čtení. Kromě neostrých, poškozených nebo zkreslených kódů zvládají algoritmy navíc také poškození klidové zóny (Quiet-Zone), k němuž dochází tehdy, když jsou kódy natištěny příliš blízko okraje etikety.

Obr. 5. Extrémně kompaktní čtecí zařízení série QL disponují novým softwarem pro čtení 1DMax se zcela novým algoritmem pro čtení 1D kódů.

Nový DataMan 200 je prvním zařízením pro čtení ID kódů na světě, které je vybaveno technologií tekutých čoček. U této technologie je automatické zaostřování objektivu řízeno přímo příkazy softwaru. Působením elektrického náboje na tekutou čočku může být postupně přizpůsobena ohnisková vzdálenost, takže čočka poskytuje mimořádný rozsah hloubky ostrosti a zorného pole. Jelikož neobsahuje žádné pohyblivé části, které by při použití mohly selhat nebo být zničeny, je extrémně robustní a odolná proti nárazům, vibracím a opotřebení. Díky dvěma zaměřovacím laserům je nastavení zařízení velmi jednoduché.

DataMan obsahuje standardizované rozhraní pro nastavení a provoz a podporuje téměř všechny kódy 1D a 2D včetně UPC/EAN/JAN, Code 39, Code 128, Code 93, Interleaved 2 z 5, Data Matrix, QR Code a Micro QR Code. Tím splňuje požadavky téměř všech odvětví od automatizace přes automobilový, letecký a kosmický průmysl, obalovou techniku, elektronický, potravinářský, farmaceutický či zbrojní průmysl až po medicínskou techniku.

Kamillo Weiß

Cognex

//www.cognex.com/

kamillo.weiss@kamillo-pr.de

Reklama
Související články
Napevno montované símače čárového kódu nové generace

Sedm nových napevno montovaných snímačů čárových kódů od společnosti Cognex přináší zvýšení rychlosti čtení a výkonu. Jejich používání je snadnější, a navíc nabízejí osvětlení a optiku vyměnitelné za provozu, což usnadňuje jejich integraci a snížení celkových nákladů na implementaci.

Rychlý systém počítačového vidění

Společnost Cognex Corporation představila kompaktní chytrý systém počítačového vidění In-Sight Micro 1500 pro vysokorychlostní snímání, které dosahuje rychlosti přes 200 snímků za sekundu (fps).

Účinný sběr dat pro systém Kanban

Zavedení průmyslových snímačů čárového kódu a systémů počítačového vidění do výrobních procesů posouvá situaci v oblasti logistiky, automatizace provozu a automatizovaného sběru dat na zcela novou úroveň.

Související články
Logistický průmysl investuje do technologií počítačového vidění

V několika posledních měsících obdržela společnost Cognex Corporation objednávky v celkové výši přes pět milionů dolarů od zákazníků z logistického sektoru. Prvním je velká zásilková společnost a druhým globální maloobchodní společnost.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Praktický návod, jak zavést robotizaci

V posledních letech jsou výrobní firmy doslova bombardovány tématy o robotizaci a automatizaci. Z praxe ale víme, že problém nastává v momentě, kdy se firmy rozhoupou udělat první krok. Jednoduše neví, kde začít. A není se čemu divit. Tak výraznou změnou často procházejí vůbec poprvé a nemůžou se opřít o předchozí vlastní zkušenost.

3D strojové vidění pro průmyslové roboty

Průmyslové roboty existují již několik desetiletí a své místo si našly nejprve v automobilovém průmyslu. S úkoly vyžadujícími vysokou míru opakovatelnosti, velkými sériemi a nevysokými rychlostmi byly automobilky ideálním místem pro využití prvních typů průmyslových robotů. Dnes jsou roboty v rostoucích počtech rozmisťovány do dalších průmyslových odvětví včetně potravinářského, farmaceutického a leteckého. Mnoho průmyslových robotů je dnes vybavováno systémem 3D strojového vidění.

Roboty a bavorské klobásy

Robot KUKA paletizuje plechovky bavorských klobás u výrobce potravin v Bavorsku. Systém urychluje proces balení a tím uvolňuje pracovníky firmy z namáhavé práce.

Propojené procesy a inteligentní výroba

Světové potravinářské společnosti se povedlo sloučením informačních a provozních technologií propojit procesy, lidi a technologie. Přineslo to zvýšení produktivity, méně papírování i úspory energií. S transformací pomohla společnost Rockwell Automation svým konceptem Connected Enterprise.

Efektivní komunikace člověka a stroje

Koncepce moderních provozních systémů mohou zjednodušit pracovní procesy, šetřit čas a snižovat rizika chyb.

Pokrytí výroby materiálem

Řadíte se ke skeptikům, nebo k optimistům v zavádění Průmyslu 4.0 v českých podnicích? V době, kdy plným proudem běží kampaň na podporu Průmyslu 4.0 a kdy se jednotliví výrobci zařízení předhánějí v nabídce, jak podpořit automatizaci, se název článku může zdát už jako z minulého století.

Použití RCD s frekvenčními měniči

Jak vybrat správný RCD pro použití s frekvenčními měniči a vyhnout se tak nežádoucímu vypínání a dosáhnout maximální doby nepřetržitého provozu?

Výroba založená na cloudových řešeních

Navzdory ekonomickým propadům a neustále se měnícímu pracovnímu prostředí zůstává výroba dlouhodobě a v celosvětovém měřítku hlavním zdrojem pracovních míst a zásadní oblastí tvorby hodnot. Přesto, že se postupně podařilo do značné míry vylepšit kvalitu vyráběných součástí a zvýšit efektivitu celého výrobního procesu, existují i nadále významné zdroje plýtvání, které se doposud nepodařilo efektivně vyřešit. V důsledku toho se provozní náklady v oblasti výroby vytrvale drží na vysoké úrovni. Existují však významné příležitosti umožňující tento trend zvrátit pomocí digitálních a cloudových řešení.

Technická řešení zítřka se rodí v týmu

Díky simultánnímu inženýrství mohou společnosti ve strategickém partnerství se zákazníkem vytvářet a realizovat systémy průmyslové automatizace, které optimálně splňují nejrůznější požadavky.

Roboty pro automobilový sektor

Kompletní obnova automatizovaných robotických linek iniciovaná vrcholovým managementem společnosti Magneti Marelli vedla v závodě nacházejícím se v Crevalcore (územně správní celek města Bologna) ke zvyšování počtu zaměstnanců i efektivity těchto automatizovaných výrobních linek. Jak vysvětluje Marco Calabrese, ředitel údržby výrobního závodu, mnoho úkolů, které byly manuálního charakteru, je nyní zautomatizováno. „V těchto případech potřebujeme dosáhnout vyšší přesnosti, opakovatelnosti, výkonnosti a výrobní kvality a v zájmu vyšší efektivity samozřejmě i snížit dobu trvání cyklu. Integrací robotické automatizace zvýšila kvalitu a produktivitu práce a vedla i ke zvýšení počtu zaměstnanců pracujících v našem závodě.“

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit