Aktuální vydání

celé číslo

11

2018

SPS IPC Drives 2018

Elektrické, hydraulické a pneumatické pohony

celé číslo

Simatic Machine Vision – zpracování obrazu v průmyslu

číslo 10/2004

Simatic Machine Vision – zpracování obrazu v průmyslu

Moderní automatizační technika v současné době zajišťuje ohromné toky různých materiálů. Celkový průběh a výsledky výroby závisejí na jejím stále se zrychlujícím tempu. Pro zajištění velkého tempa výroby a nárůstu její kvality se mnohé firmy obracejí k průmyslovému zpracování obrazu. Firma Siemens nabízí pro tyto úlohy velmi široké spektrum senzorů, které jsou zahrnuty do skupiny Simatic Machine Vision.

Systémy pro zpracování obrazu Simatic Machine Vision jsou spolehlivější a rychlejší než nejtrénovanější lidské oko. Osvědčily se v nejrůznějších oblastech výroby, např. u robotů, manipulačních systémů, v montážních linkách atd.

Senzory pro zpracování obrazu lze rozdělit do dvou kategorií:

  • řada Simatic VS 100 – inteligentní senzory pro speciální úlohy,
  • řada Simatic VS 720 – senzory pro všeobecné použití.

Řada Simatic VS 100

Simatic VS 100 jsou inteligentní senzory navržené pro specifické aplikace zpracování obrazu, jako je např. optická kontrola malých objektů a obrobků během transportu do automatických montážních strojů. Inteligentní kamerové senzory jsou charakteristické jednotnou koncepcí ovládání. Řada inteligentních senzorů Simatic VS100 obsahuje tyto typy:

  • VS 110 – kontrola obrysů,
  • VS 120 – kontrola objektů,
  • VS 130 – čtečka datových maticových kódů.

Konfigurace a použití
Pro uvedení snímačů Simatic VS 100 do provozu nejsou třeba žádné speciální znalosti z oblasti zpracování obrazu a programování. Ovládání je tak prosté, že nevyžaduje žádné školení. Velmi jednoduchý software slouží (je-li to třeba) k jemnému nastavení předlohy kontrolovaných objektů. Obraz kontrolovaného objektu je přenesen ze senzoru do PC a zde se případně upraví nasnímaný obraz a zkontroluje se správnost instalace jednotlivých částí. Lze kontrolovat až patnáct různých typů objektů, jejichž obrazové předlohy jsou uloženy ve vyhodnocovací jednotce a jež je možné velmi jednoduše a rychle měnit podle potřeb výroby. Tyto systémy pracují zcela samostatně, bez nadřazeného řídicího systému, ale lze je též díky standardním rozhraním (podle typu – RS-232, Profibus, průmyslový Ethernet) a integrovaným v/v velmi jednoduše implementovat do komplexních automatizačních systémů.

Tab. 1. Snímače VS 100

  VS 110 kontrola obrysů VS 120 kontrola objektů VS 130 čtečka datových maticových kódů
Kontrola kontrola tvaru součástky, kontrola správné polohy kontrola tvaru a pozice součástky nebo vzoru, pozice součástky v souřadnicích x/y a úhel otočení ve stupních automatické nalezení kódu na obrazu i za obtížných podmínek (zkroucení, poškození povrchu)
Oblast použití vibrační dopravníky, pásové dopravníky, zásobníkové karusely, podávací ramena pásové dopravníky, zásobníkové karusely, podávací ramena, výrobní stroje pásové dopravníky, zásobníkové karusely, podávací ramena, výrobní stroje
Typy testovaných objektů šrouby, svorníky, výlisky, farmaceutické výrobky, konfekce atd. šrouby, svorníky, výlisky, farmaceutické výrobky, konfekce, loga, vzory atd. datové maticové kódy v souladu s ECC200 – laserové, tištěné, vrtané
Rozlišení CCD 640 × 480 bodů
Příklady použití kontrola detekované součástky podle jejího obrysu detekce a kontrola polohy a tvaru výlisku lokalizace a dekódování datového maticového kódu na plošném spoji
Obr. 1. Obr. 2. Obr. 3.

Simatic VS 720

Senzory obrazu pro všeobecné použití Simatic VS 720 pracují v širokém spektru úloh v průmyslu. Jsou ideální pro automatickou kontrolu, sledování výroby a rozpoznávání součástí v montážních a balicích linkách, v automobilovém průmyslu, potravinářství a farmaceutickém průmyslu.

Řada senzorů Simatic VS 720 obsahuje tyto typy:

  • VS 721 – kamera CMOS,
  • VS 722 – standardní kamera,
  • VS 723 – kamera s velkým taktovacím kmitočtem,
  • VS 723-2 – kamera se středním rozlišením,
  • VS 724 – kamera s velkým rozlišením,
  • VS 725 – kamera rozlišující barvy.

Jednoduchá integrace
Rozhraní senzorů (v/v a průmyslový Ethernet) zajišťují jejich jednoduchou a efektivní integraci do výrobního zařízení. Pro rozšíření komunikačních možností (včetně připojení monitoru) je možné sestavu doplnit modulem VS link a VS Link Profibus. Libovolné nesrovnalosti lze okamžitě detekovat dálkovou diagnostikou. Mezi výhody VS 720 patří kompaktní provedení pro instalaci přímo v provozu, flexibilní funkce pro zpracování obrazu a výhodná cena. To vše otevírá senzorům obrazu nové možnosti použití i tam, kde to dříve pro velké náklady nebylo vhodné.

Tab. 2. Snímače VS 720

  VS 721 VS 722
kamera CMOS standardní kamera
Typická oblast použití prohlídka statických objektů, kontrola přítomnosti součástek, prohlídka tvaru, vyhodnocování čárového kódu, OCR/OCV kontrola osazení, srovnávání vzorů, detekce tvaru, detekce polohy, měření, vyhodnocování čárového kódu, OCR/OCV
Senzor, rozlišení CMOS 640 × 480 bodů CCD 640 × 480 bodů
Vzorová aplikace kontrola počtu a výskytu vrtaných otvorů kontrola označení klávesových hlaviček
Obr. 4. Obr. 5.

  VS 723 VS 724 VS 725
kamera s velkým taktovacím kmitočtem kamera s velkým rozlišením kamera rozlišující barvy
Typická oblast použití stejně jako VS 722, ale rychlejší snímání stejně jako VS 722, navíc velmi přesné měření, aplikace s širším obrazovým polem stejně jako VS 722, navíc ověřování barvy materiálu, zkreslení barvy, rozdíl barvy, jas barvy, detekce vzoru (barva, velikost, souřadnice)
Senzor, rozlišení CCD 640 × 480 bodů CCD 1 280 × 1 024 bodů CCD 640 × 480 bodů
Vzorová aplikace vzájemná kontrola průměru a úhlu vrtaných otvorů detailní kontrola a měření komplexních komponent kontrola tukových stop na lososu
Obr. 6. Obr. 7. Obr. 8.

Snadné spuštění
Po připojení napájecího napětí jsou senzory obrazu díky uloženým algoritmům ihned připraveny pracovat. S pomocí programových skriptů je lze přizpůsobit dané aplikaci. Navíc umožňují komunikaci s externími zařízeními.

Konfigurace
Všechny senzory obrazu řady Simatic VS 720 lze velmi jednoduše a pohodlně konfigurovat pomocí softwaru Simatic Spectation. S jeho využitím lze vytvořit a otestovat program pro kontrolu výrobků a nahrát jej do senzoru. Software umožňuje jednoduché generování sekvenčních struktur, rychlou a přehlednou změnu parametrů atd. Integrovaný konfigurátor off-line (emulátor) používá předem nasnímané obrázky z procesu. Pro nahrání programu lze použít programovací přístroj PG Field nebo Power PG či libovolné PC s operačními systémy Windows ME, 2000 nebo XP. Do senzoru lze uložit několik programů pro kontrolu výrobků, které je možné následně podle potřeby měnit.

Co získá uživatel se Simatic Machine Vision?

Se Simatic Machine Vision může uživatel dosáhnout:

  • významné úspory času a nákladů,
  • optimálního toku materiálu,
  • redukce prostojů,
  • podstatného zvýšení produktivity a kvality výroby.

Václav Kolbaba,
Siemens, s. r. o.

Siemens s. r. o.
divize Automatizace a pohony
Evropská 33a
160 00 Praha 6
tel: 233 032 411
http://www.siemens.cz/ad

Inzerce zpět