Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Snadná implementace systémů strojového vidění

Společnost B&R jako první na světě plně integrovala strojové vidění do řídicího systému. Kamery, inteligentní algoritmy zpracování obrazu a osvětlení scény jsou tak nedílnou součástí řídicího systému B&R. Zákazníci ocení zejména snadné a intuitivní nastavení a synchronizaci v řádu mikrosekund. K dispozici jsou jak varianty pro koncové zákazníky, které umožňují řešit jednodušší úlohy pouhým nastavením parametrů a propojením funkcí v grafickém prostředí, tak varianty pro inženýrské firmy, vývojáře a integrátory, umožňující vytvářet vlastní aplikace na míru.

 

Nabídka integrovaného systému strojového vidění od firmy B&R nyní zahrnuje i novou inteligentní kameru s názvem Smart kamera, která umí kombinovat několik funkcí strojového vidění v reálném čase. To usnadňuje implementaci sekvencí procesně řízených funkcí. Dosáhnout toho u konvenčních inteligentních kamer je nákladné a časově náročné.

 

Obr. 1. Do sortimentu komponent pro systémy strojového vidění B&R přibyla nová inteligentní kamera s názvem Smart kamera

 

Například jde o kontrolu, zda je na produktu nalepen správný štítek. Na stroji, který vyrábí několik variant produktu současně, stačí, když Smart kamera zachytí pouze jeden obrázek, k tomu, aby jednak určila, na kterou variantu výrobku se dívá, a jednak aby vytištěný štítek zkontrolovala. Jedna funkce poskytuje zpětnou vazbu pro funkci druhou. Vzhledem k přímé integraci proměnných řídicí jednotky stroje lze správné rozhodnutí přijmout v reálném čase. Další sekvence funkcí zpracování obrazu lze přidávat téměř neomezeně.

 

Vyřešte složité úkoly během několika minut

Vývojář jednoduše propojí jednotlivé funkce pro zpracování obrazu v grafickém editoru. Programování, které je časově náročné, tak není třeba. Díky plné integraci do systému B&R trvá nastavení a synchronizace i složitých úkolů, jako je sbírání produktů z pohybujícího se dopravníku a jejich třídění do krabic, jen pár minut.

 

Smart kamera, nebo Smart senzor?

Společnost B&R má v nabídce také kamerové snímače obrazu Smart senzor. Kdy použít kameru a kdy snímač? Snímač Smart senzor je určen vždy pouze pro jednu úlohu (lokalizace předmětu, čtení kódu, měření). Výhodou je, že funkce je definovaná softwarem – pro různé úlohy je tedy možné použít stejný hardware. To omezuje potřebu náhradních dílů na skladu.

Kamera je vhodná pro složitější úlohy, kde je třeba vykonávat několik funkcí najednou. Protože kamery i snímače mají stejný základ, je možné při změně požadavků přejít od snímače ke kameře (nebo naopak) beze změn parametrů.

 

Velký výběr objektivů

Smart kamera od B&R má stejné hardwarové možnosti jako snímač obrazu Smart senzor. K dispozici jsou varianty s různými integrovanými objektivy nebo je možné dodat kameru s objímkou C-Mount pro montáž externího objektivu. Například pro přesná měření lze použít telecentrický objektiv od jiné firmy než B&R.

Mezi další možnosti patří volba integrovaného osvětlení, předzpracování obrazu v FPGA a senzory obrazu od 1,3 do 5,3 Mpx. Senzory obrazu použité ve snímačích i kamerách se vyznačují velkou citlivostí na světlo a malým šumem. To zaručuje optimální kvalitu obrazu i při snímání rychle se pohybujících předmětů.

 

Obr. 2. Hendrik Spilker ze společnosti Spilker představuje implementaci systému strojového vidění u vysekávacích strojů (https://youtu.be/RoeP3d9OlAc)

 

Inteligentní osvětlení

Osvětlovače jsou buď integrovány přímo v kameře, nebo se instalují jako samostatné externí zařízení synchronizované sběrnicí se snímáním obrazu. To zajišťuje dokonalé osvětlení scény i tehdy, když se objekty rychle pohybují, s maximální přesností načasování a intenzitou světla. Přímo v externím osvětlení je integrovaný ovladač blesku, a proto není zapotřebí další hardware.

Jednoduše lze nakonfigurovat specifické požadavky pro detekci různých objektů, jako např. přímé (bright-field) nebo boční (dark-field) nasvícení. Není třeba manuální nastavení pomocí mechaniky náchylné
k chybám.

 

Stačí pouze jeden kabel

Kamera je připojena do průmyslové sítě stroje pomocí hybridního konektoru M12, jímž je také napájena (24 V DC). Je tedy třeba jen jediný kabel. Druhý hybridní konektor umožňuje liniové zapojení zahrnující osvětlovací prvky.

 

Tovární kalibrace

Společnost B&R všechny světelné prvky a optické systémy před dodáním kalibruje. Proto nejsou při výměně zařízení na stroji zapotřebí žádné změny parametrů ani programování. To rovněž urychluje uvedení do provozu u sériově vyráběných strojů.

 

Obr. 3. Společnost Nilpeter A/S představila nový tiskový stroj na etikety, který díky integrovanému systému strojového vidění od firmy B&R umožňuje vyrábět malé výrobní série, a to s vysokou kvalitou a s minimem odpadu (https://youtu.be/Sg2uE0JJYag)

 

Příklady použití

Na webové stránce https://www.br-automation.com/cs/produkty/strojove-videni/pilotni-aplikace/ zájemci najdou videa nebo stručné popisy pilotních projektů využívajících kamery Smart kamera i snímače Smart senzor.

Je mezi nimi projekt pro výrobce strojů Spilker, který systémy strojového vidění od firmy B&R vybavuje nové i již existující vysekávací stroje (obr. 2). Data s naměřenými hodnotami se zaznamenávají přímo v reálném čase a používají se nejen ke splnění požadavků na dokumentaci, ale také k optimalizaci výrobních procesů a zlepšení kvality produktu. Protože veškeré zpracování obrazu probíhá ve snímači, není nutné programovat žádná rozhraní. Díky rychlé a snadné implementaci do vývojového prostředí Automa­tion Studio je řešení strojového vidění mimořádně efektivní.

Druhým příkladem je projekt pro společnost Nilpeter A/S, která představila nový tiskový stroj na etikety, jenž zákazníkům snižuje náklady a pomáhá jim zvyšovat výnosy pomocí integrovaného systému strojového vidění od společnosti B&R. Stroj umožňuje vyrábět malé výrobní série, a to s vysokou kvalitou a jen s minimem odpadu. Výrobce stroje oceňuje snadnou instalaci, jednokabelové řešení, tovární kalibraci a rychlou konfiguraci kamery Smart kamera.

 

Klíčovou výhodou je integrace

Hardware i software strojového vidění jsou plně integrovány do řídicího systému B&R. To je jedinečný způsob, jak dosáhnout velké přesnosti a na mikrosekundy přesně synchronizovat všechny automatizační prvky včetně strojového vidění. Vše je integrováno do vývojového prostředí B&R. Aplikační technici jsou tedy schopni nejen psát řídicí algoritmy, ale také sami implementovat úlohy strojového vidění.

 

[Tisková zpráva firmy B&R, červen 2021, a materiály společnosti B&R.]

(Bk)