|
Kompaktní systém pro zpracování obrazu
Firma National Instruments uvedla na trh nový produkt, který umožní využít zpracování obrazu a vizuální kontrolu i v úlohách a prostředích, kde PC nejsou vhodná. Compact Vision System – CVS (CVS-1454, CVS 1455 a CVS-1456) je kompaktní průmyslový systém pro zpracování obrazu v reálném čase. Odolné provedení předurčuje zařízení pro použití i v prašném nebo jinak znečištěném prostředí. CSV je vybaven velkým množstvím vstupů a výstupů pro komunikaci s okolními zařízeními. Umožňuje připojení až tří kamer po sběrnici Firewire (IEEE 1394). V současné době je k dispozici široká nabídka více než čtyřiceti typů těchto kamer různých provedení, které se od sebe liší funkcí (černobílá, barevná), výkonem (rychlost, rozlišení) a cenou. Na rozdíl od jednoúčelových kamerových senzorů si tak může každý pro svoji úlohu vybrat optimální kameru. Tím, že lze připojit až tři kamery současně, u složitějších úloh prudce klesají náklady.
Zařízení má výkonný procesor s taktovací frekvencí 400 až 733 MHz, 128 MB paměti RAM a 32 až 256 MB paměti flash, která umožňuje trvalé uložení i několika testovacích programů.
CVS má stejné rozměry (102 × 127 × 64 mm) jako nové provedení distribuovaného systému Compact Field Point, představené loni na podzim. Rozhraní CVS i systému Compact Field Point (Ethernet, RS-232 nebo binární I/O) lze využít k vzájemné výměně dat nebo pro dálkovou zpětnou vazbu. CVS nemá žádné větrací otvory, pohyblivé části ani ventilátor. To zaručuje spolehlivý provoz a bezchybnou funkci jak v čistých prostorech, např. při kontrole křemíkových destiček při výrobě polovodičových součástek, tak v prašném prostředí, např. při kontrole nařezaných trámů na pile.
Chcete programovat, nebo jen konfigurovat?
Software od firmy National Instruments pro zpracovaní obrazu nabízí uživateli dvě možnosti přístupu. První a jednodušší spočívá v použití intuitivního prostředí programu Vision Builder for Automated Inspection (VBAI), druhou možností je využití flexibility a funkcí programovacího jazyka Labview. V prostředí VBAI je programátorské prostředí nahrazeno interaktivními průvodci a funkcemi pro zpracování obrazu, což velice usnadňuje návrh a vývoj aplikací. Uživatel zde najde nástroje pro výběr zkoumané oblasti, měření doby trvání inspekce, I/O komunikaci a vytvoření uživatelského rozhraní. Ze samotných funkcí pro zpracování obrazu nechybí měření rozměrů, rozhodování o přítomnosti součástky, rozpoznání textu (OCR) nebo čárových kódů (i 2D – Data Matrix). Vytvořený postup lze automaticky přenést do Labview. Tam je možné následně kód upravit nebo napojit na dříve vytvořené programové struktury.
Obr. 1. National Instruments CVS – kompaktní systém pro zpracování obrazu
S použitím vývojového prostředí Labview si uživatel může vytvořit vlastní algoritmus pro zpracování obrazu, optimalizovat aplikaci z hlediska rychlosti nebo využití paměti nebo vytvořit vlastní uživatelské rozhraní s komplexním ovládáním vstupů a výstupů. V prostředí Labview Real-Time je zajištěno deterministické a časově ohraničené chování aplikace. Charakter systémů pro zpracování obrazu obvykle neumožňuje jejich časově deterministické chování, protože předem není známo, co bude na zkoumaném obraze. Doba zpracování obrazu totiž závisí nejen na jeho velikosti, ale i na jeho obsahu. Například analýza obrazu se třemi předměty je rychlejší než analýza obrazu stejné velikosti se sedmi objekty. V Labview Real-Time jsou ale funkce pro zpracování obrazu časově ohraničeny. Není-li zpracování obrazu dokončeno v zadané době, výsledkem testu bude hlášení o vadném výrobku („fail„) a aplikace začne včas testovat následující výrobek. Toto chování je velmi užitečné, protože analýza vadného výrobku často trvá mnohem déle než rozpoznání správného. National Instruments tak přináší první plně programovatelný produkt pro analýzu obrazu v reálném čase.
Flexibilní připojení a vestavěné I/O
Koncepce CVS byla navržena s ohledem na všestranné propojení s periferiemi. Funguje s jakoukoliv digitální kamerou DCAM s rozhraním Firewire, je-li v souladu s normou IEEE 1394 pro průmyslové kamery. Celková rychlost přenosu dat až ze tří kamer je max. 400 Mb/s. CVS umožňuje např. vykonávat vizuální kontrolu objektu shora a ze dvou bočních stran současně bez nutnosti kupovat další dvě jednotky pro zpracování obrazu. Toto řešení šetří nejen peníze, ale i dobu nutnou pro programování a ladění. Pomocí rozbočovačů Firewire lze počet kamer i zvýšit. Na adrese www.ni.com/cameras najdou zájemci průvodce pro výběr vhodné kamery.
Externí zařízení je možné připojit přes 29 digitálních I/O linek, z nichž část má optickou izolaci. Patnáct binárních vstupů lze použít k připojení synchronizačních a spouštěcích signálů, optických závor nebo inkrementálních čidel. Inspekce tak může být spouštěna asynchronním signálem nebo ji lze synchronizovat s rychlostí pásového dopravníku výrobní linky. Čtrnáct digitálních výstupních linek může být využito k ovládání relé, řízení zábleskových světel nebo generování impulsů. Prostřednictvím sériového rozhraní RS-232 lze komunikovat s programovatelnými automaty, ovládacími terminály nebo se vzdálenými I/O moduly.
Obraz snímaný kteroukoliv z kamer včetně informací o zaměření a výsledku testu lze sledovat na monitoru připojeném na výstup VGA. Druhou možností je sledování grafického výstupu přes Ethernet. To, že zařízení má přímý obrazový výstup, značně usnadní např. nastavení a zaostření kamery.
Do aplikace zpracovávající obraz lze jednoduše začlenit systémy pro sběr dat, jako např. PXI nebo Compact Field Point. Výhodou je použití jediného vývojového prostředí a kompatibilní rozhraní. Vývoj aplikace pracující v reálném čase např. v oblasti kontroly, montáže nebo balení se tak podstatně zjednoduší.
Odolné provedení a malé rozměry
Kompaktní systém pro zpracování obrazu CVS spolehlivě pracuje při teplotách 0 až 55 °C; to vyhoví ve většině průmyslových aplikací.
Absence otvorů i pohyblivých dílů byla již zmíněna. Všechny konektory jsou vybaveny pojistnými šroubky; to zabrání rozpojení kontaktů při otřesech.
Závěrem
Firma National Instruments uvedla na trh další výrobek, který usnadní měření a testování pomocí nejnovějších metod. Díky možnosti výběru softwaru je vhodný jak pro začátečníky v oboru, tak pro složité aplikace. Malé rozměry a promyšlená konstrukce zaručují spolehlivý provoz i v náročném prostředí.
Bližší informace a katalogový list zájemcům na požádání pošle česká pobočka National Instruments.
Radim Štefan,
National Instruments
National Instruments Czech Republic, spol. s r. o.
Národní třída 19/949
110 00 Praha 1
tel.: 224 235 774
fax: 224 235 749
e-mail: ni.czech@ni.com
http://www.ni.com/czech
|