FőoldalRendszerintegrátorKamerás rendszerek a folyamatirányításban, gyártásellenőrzésben
2013. május 29., szerda ::

Kamerás rendszerek a folyamatirányításban, gyártásellenőrzésben

Hosszú idő telt el az első optikai ellenőrzés megjelenése óta, amelyet 1983-ban mutattak be az érdeklődők számára egy kiállításon. Maga a kamera egy állványra szerelt fényképezőgépből állt, és egy háttérvilágítással rendelkező asztalra nézett, hogy aztán a kisebb szekrény méretével megegyező hardver lefuttassa az asztalon elhelyezett tárgy felismeréséhez szükséges algoritmust. Ma ezek a napjainkban használt eszközökhöz képest kolosszális méretek megmosolyogtatók, mégis, az akkori mérnökök egy olyan alkalmazást indítottak útjára, aminek alapjai hosszú időre, így napjainkban is az egyik fő csapásirányai lettek az optikai ellenőrzéseknek

Egyre szélesebb körben terjednek az optikai ellenőrző berendezések, amelyek már túlmutatnak egy egyszerű vonalkódolvasón. A kamerák technológiájának finomodásával, áraik valamint méretük csökkenésével, kezelésük egyszerűsödésével egyre több alkalmazás és munkaállomás számára rentábilis ezen eszközök használata. Számos cég abban a tévhitben van, hogy az ilyen eszközök árai csillagászatiak, de ha azt nézzük, hogy a fejlődés gyakorlatilag egy közepes árú fix olvasó árszintjére szorította le az árakat a belépőmodellek esetében, akkor már máshogy kell közelítenünk a dologhoz. Érdemes átgondolni, hogy ahol eddig egy szimpla vonalkódolvasó segítségével csak leolvastuk a gyártásban haladó termék vonalkódját, ott egy kamerás eszköz esetleg a vonalkódon kívül milyen, a gyártás minősége szempontjából fontos pluszinformációt tud beszerezni a termékről az adott munkaállomáson. A vonalkódnál maradva, annak adattartalmán kívül is szerezhetünk pluszinformációkat a kódról, például megfelelő helyen van-e, a nyomtatás minősége megfelelő-e, a karakterek a vonalkód alatt olvashatóak-e, eltérnek-e a referenciától? (Hogy mikor éri meg azonfelül, hogy pontosan monitorozhatjuk a gyártási minőséget, igazából akkor derül ki, amikor probléma van. Nem kell az időben messzire menni, hogy pár példát is említsek. Egy neves japán elektronikai gyártó volt kénytelen visszahívni a laptopokba szánt akkumulátorokat, mert tűzveszélyessé minősítették azokat.)

A visszahívás és a csere több mint 430 millió USA-dollárba került a gyártónak, noha maga a probléma a gyártás során egy egyszerű ellenőrzéssel kiszűrhető lett volna. Egy gyógyszergyár 31 millió üveg gyógyszert volt kénytelen leszedetni a boltok polcairól szintén gyártási problémák miatt, a piac rögtön megérezte a visszahívást, a kérdéses gyógyszer részesedése 37-ről 7%-ra esett. Igazából egy-egy ilyen visszahívás mutatja meg egy kamerás eszköz jelentőségét, a veszteség eltörpül az eszköz értékéhez képest.

A kamerás rendszerek előnyei

A kiértékelő szoftverek felhasználóbaráttá tételével lehetővé vált, hogy komolyabb tudás és előképzettség nélkül is elkészíthető egy egyszerűbb ellenőrzési feladat, de az összetett feladatokhoz még mindig komolyabb szaktudás és rutin kell. Az ellenőrzések többségében valaminek a meglétét/hiányát, méretét, darabszámát, referenciától való eltérését vizsgáljuk, de ugyanúgy alkalmasak ezen eszközök a vonalkód olvasására is.

A bonyolultabb, összetettebb ellenőrzéseknél is ugyanazok a célok, de jóval nagyobb részletességgel és finomabb hangolásokkal tudjuk az egyes ellenőrzéseket akár egymásba integrálni. Az ellenőrző kamerák bevezetésével nemcsak pontosan monitorozhatjuk a gyártási minőséget, de javíthat a termelékenységen, munkaerőt kiváltva pedig további költséget is csökkenthet. Egyszerűsítheti a gyártási folyamatot is, hiszen egy ilyen kamera számos érzékelőfunkcióit képes egy homogén eszközben egyesíteni, így a különböző eszközök beszerzésére, üzemeltetésére, karbantartására fordított összeg és idő is megtakarítható. Lényeges, hogy a kamera azonnal és valós időben képes a probléma detektálására, így a gond gyakorlatilag a megjelenésétől számítva lokalizálható, elhárítására azonnali lépesek tehetők, megelőzve ezzel a nagyobb baj eszkalálódását.

Partnerünk — az amerikai Microscan — az optikai azonosítás terén, többek között az első optikai képfeldolgozó rendszer, valamint a Datamatrix-kód szabadalmának birtokosa, élen jár ezen technológiák fejlesztésében. Termékportfóliója lefedi a képalkotáshoz szükséges valamennyi nélkülözhetetlen területet, az optikákat, a megvilágítást és a képfeldolgozó logikát egyaránt.

A kamerás rendszerek fő elmei

A hardver

Tavaly mutatkozott be az azóta számos helyen telepített Vision Hawk és Vision Mini kamerájuk. Mindkét kamera integrált belső megvilágítással és autofókuszos folyékony lencsével rendelkezik. A kisebbik kamera, a Vision Mini gyufaskatulya-méretű, így a kisebb gépekbe is bátran installálható. Szenzora háromféle felbontásban működik (0,4, 1,3 és 3 Mp színes), így a leggyakrabban előforduló optikai ellenőrzések lefedhetőek az eszközzel, kis méretüknek köszönhetően pedig olyan helyekre is felszerelhetőek, ahol hely csak korlátozottan áll rendelkezésre, pl. gépsorok vagy robotkarok.

Nagyobbik testvére, a Vision Hawk kétféle felbontásban, folyékony lencsés, illetve C-mount optikákkal érhető el, flexibilissé téve az ellenőrzés távolságát, ami a gyakorlatban 3 cm-től akár 2 méterig is terjedhet.

A szoftver

A kamerák kezelése az egyszerűbb feladatokhoz a rendkívül felhasználóbarát Autovision 2 nevű szoftverrel történik, mellyel egyszerűen hozhatunk létre ellenőrzéseket, míg az összetettebb feladatokhoz a VisionScape nevű szoftvert hívhatjuk segítségül, de ennek használata már tapasztalatot igényel. A gyártó elérhetővé tette a szoftver kezelésének elsajátítását a program példakönyvtárában található mintadarabokon keresztül. Az Autovision szoftverben fellelhető mintadarabok segítségével, mint pl. gyógyszeresüveg, filmtabletta, csavarkulcs, raklapcímke, könnyen elsajátíthatóak az alapok és az egyszerűbb ellenőrzési feladatok logikája, paraméterezésük módszerei, és virtuálisan ki is próbálhatjuk az így készített ellenőrzést. A szoftver „drag and drop" technikát használ: gyakorlatilag a kívánt ellenőrzés ikonját kell a képre húzni, és a kalibrálást elvégezni. Ezután jöhet a finomabb beállítás, ahol beállíthatjuk a határértékeket, vagy a referenciától való eltérés szélső értékeit, így az értékeken kívül eső vizsgált tárgyak és termékek automatikusan hibás jelölést kapnak.

Amennyiben van logikai kapcsolat például két vizsgált paraméter között, azokat is egyszerűen egymásba lehet „drótozni", és a kimenet értékein eszerint változtatni. Természetesen a virtuális jártasság nem helyettesítheti az éles ellenőrzésnél megszerzett tapasztalatot, de hatalmas segítséget nyújt magának a képi feldolgozás logikájának elsajátításában, illetve az egyes ellenőrzések alapjainak megismeréséhez. A mélyebb ismeretek birtoklásához nem árt tapasztaltabb szakemberek segítségét igénybe venni, ebben cégünk számos referenciával rendelkezik.

... és a megvilágítás

Ha ellenőrzés, akkor mindenképpen meg kell említenünk a kissé mostohán kezelt megvilágítás fontosságát. Bár a kamerák rendelkeznek beépített megvilágítással, korántsem biztos, hogy az a legmegfelelőbb a feladatra. Számos esetben tapasztaltuk, hogy a telepített eszköz nem volt kellően hatékony, vagy nem volt elég fényerő, netán a felület miatt a kamera fényforrása, vagy a beállítás szöge nem ideális — ilyenkor általában a kamera képességeiben keresik a hibát, pedig egy kiegészítő fényforrás segítségével óriásit tud nőni a hatékonyság, a kamera árához képest töredékköltséggel. A megfelelő megvilágítást a vizsgált tárgyról begyűjtendő paraméterek határozzák meg. Tudnunk kell, hogy a vizsgált tárgyról milyen információk fontosak a számunkra, az adott felületen mit szeretnénk eltüntetni, vagy kiemelni. Igen különböző kontrasztokat, kontúrokat lehet a megfelelő fényforrás segítségével kiemelni, legyen az háttérvilágítás, szórt fény, direkt, diffúz fény, színek spektrumát tekintve, kék, vörös fehér vagy UV fény, de már egy helyes megvilágítási szög is nagymértékben hozzásegíti az eszközöket a vizsgálni szándékozott rész kiemelésében. Összegezve: a megfelelő szakértelemmel megválasztott megvilágítás megsokszorozhatja a kamera képességeit.

Kész rendszerek is elérhetők

Nem feledkezhetünk el az gyártásspecifikus alkalmazásokról sem, melyek általában egy adott iparág különlegességeinek figyelembevételével kerülnek kialakításra.

A Visionscape I-PAK csomag-ellenőrzési rendszer számos nagyobb gyógyszergyártónál került bevezetésre világszerte. Az I-PAK a gyógyszeripar különleges követelményeinek szem előtt tartásával került kifejlesztésre, melynek végeredménye egy megbízható, pontos, kiforrott csomagolás-ellenőrző rendszer lett. Jellemző alkalmazások dátum/tételkód-ellenőrzés, összetevő-azonosító ellenőrzés, valamint számos terméket, illetve a csomagolást érintő ellenőrzés. Ebből is látható, hogy az alkalmazás fókuszába az optikai karakterfelismerés került, de mellette a vonalkód és annak minősége is ellenőrzésre kerül, mindez igen nagy szalagsebesség mellett, így a rendszer automatikusan és óriási hatékonysággal ismeri fel a referenciától eltérően nyomott csomagolásokat, vagy a nem megfelelő minőségben készült gyártási és lejárati dátumokat. Ez ugyan egy tipikus gyógyszergyári alkalmazás, de egyszerűen adoptálható olyan csomagolás-ellenőrzéshez is, ahol nem ennyire kritikus rész a csomagolás-csomag-termék ellenőrzése.

Merre tovább?

Ha belegondolunk, hogy manapság már telefonjaink is könnyen képesek vonalkódot olvasni, mosolygó arcot felismerni, és ezen igények és az adott területtel foglalkozó cégek válaszai először a gyártósorok, kasszák mellett jelentek meg, nem tűnik elképzelhetetlennek, hogy ezek a képességek hamarosan a telefonokban is megjelennek.

Vajon a gyártósorokon merre tart az optikai azonosítás? Én úgy látom, elsősorban az eszközök tudásának növelése, méretének csökkentése, illetve a minél önállóbb működés a kitűzött cél: gyakorlatilag a teljes ellenőrzési logika és képfeldolgozás egy eszközbe integrálása, hogy önállóan és külön feldolgozószoftver nélkül is, komolyabb külső segítség nélkül lehessen egy-egy kamerát a gyártási folyamatba integrálni, akár egy komplex ellenőrzési folyamatot is kiszolgálva, háttérbe szorítva a jövőben a hagyományos vonalkódolvasókat.

A Vonalkód Rendszerház Kft. honlapja

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Led technológia

Led technológia

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény