Proste typy urządzeń wizyjnych stosowane w przemyśle

Od wielu lat branża systemów wizyjnych dynamicznie się rozwija. Istotą tego rozwoju są wymagania stawiane przez przemysł: zaostrzone normy jakościowe, automatyzacja procesów, minimalizacja błędów i kosztów produkcyjnych. Dlatego technologia wizyjna coraz częściej znajduje zastosowanie w procesie kontroli jakości produktu i jest podstawą każdej linii produkcyjnej.

Co to są urządzenia wizyjne?

System wizyjny to układ współpracujących ze sobą elektronicznych urządzeń, który podobnie jak ludzki zmysł wzroku pozyskuje informacje z otoczenia, obrabia je i automatycznie analizuje, a następnie podejmuje właściwe decyzje.

Przemysłowe systemy wizyjne składają się z 3 podstawowych urządzeń pozyskujących informacje: kamery lub układu kamer, karty aktywacji służącej do przetwarzania obrazu analogowego na cyfrowy (tzw. frame grabber) oraz procesora lub komputera z oprogramowaniem, odpowiedzialnych za analizę. Jeżeli badany obiekt sam nie świeci, integralną częścią systemów wizyjnych są też oświetlacze.

Za pomocą czujników i kamer można zbadać cechy fizyczne obiektów, takich jak: wymiary, kształt, kolor, stan powierzchni połysk, chropowatość, nadruk. Czyli kontrolować proces montażu czy produkcji, dlatego takie urządzenia są elementem każdej linii produkcyjnej. Pozyskane w ten sposób dane stanowią podstawę do podjęcia decyzji np. o kolejnym etapie procesu wytwórczego. Dzięki temu urządzenia wizyjne wykorzystuje się m.in. w branży spożywczej do np. oceny prawidłowości zamknięcia produktu, poziomu cieczy oraz kompletności wymaganych informacji na opakowaniu, farmaceutycznej (kontrola oznakowania, poprawność zamknięcia opakowań, kompletność produktu), motoryzacyjna (jakość poszczególnych elementów, jakość montażu podzespołów), elektroniczna (poprawność montażu płytek i modułów), transport i logistyka (poprawność zapakowania, kontrola składowania).

Ze względu na rodzaj zastosowanych urządzeń i moc przetwarzania wyróżnia się następujące typy systemów wizyjnych:

• czujnik wizyjny (tzw. soft sensor) - kamera, procesor i oświetlacz zintegrowane w jednej obudowie, stosuje się je do prostszych zadań, jak czytanie kodów, nieskomplikowane pomiary, rozpoznawanie obecności obiektów;
• kamera inteligentna - kamera zintegrowana w jednej obudowie z komputerem; ze względu na wysoką rozdzielczość kamery i możliwości operacyjne oprogramowania, kamery inteligentne znajdują zastosowanie w zadaniach wymagających dużej szybkości działania i dużych mocy obliczeniowych;
• układ kamera–komputer - system złożony z kamery współpracującej z oddzielnym komputerem klasy PC, pozwala na dobór dowolnej kamery dostosowanej do kontrolowanego procesu.

Przykładowe zastosowania urządzeń wizyjnych

• Kontrola jakości - kontrola pod kątem błędów montażu, uszkodzeń powierzchni uszkodzonych części oraz brakujących elementów. Ustalanie kierunku lokalizacji, kształtu oraz położenia obiektów i elementów.
• Sterowanie - sterowanie zautomatyzowanym sprzętem oraz robotami.
• Pomiary - dokonywanie pomiarów części, w celu sprawdzenia kluczowych wymiarów. Dokonywanie pomiarów komponentów w ramach procesów sortowania i klasyfikacji.
• OCR / OCV - odczytywanie oraz weryfikacja alfanumerycznych znaków, znajdujących się bezpośrednio na częściach oraz na etykietach.
• Obecność / nieobecność - wykrywanie obecności oraz nieobecności prostych elementów i przedmiotów, w celu zapewnienia informacji dotyczących klasyfikacji produktów, jako prawidłowych / nieprawidłowych.
• Odczyt kodów - odczytywanie kodów kreskowych.

Urządzenia wizyjne to prawdziwa masowa przetwórnia informacji. Chociaż przemysłowe systemy wizyjne stosuje się najczęściej do kontroli jakości produktów, obecnie wykorzystuje się je już na etapie produkcji, do jej nadzorowania przez ocenę i informowanie, czy parametry produkcji zbliżają się do wartości granicznych. Pozwala to zapobiegać wytwarzaniu produktów wadliwych lub na zatrzymanie danej linii produkcyjnej.