Τα συστήματα τεχνητής όρασης για μετρήσεις και επιθεωρήσεις είναι μετρολογικές συσκευές που χρησιμοποιούν ψηφιακές κάμερες, ειδικό φωτισμό και αλγόριθμους επεξεργασίας εικόνας για την απόκτηση διαστατικών και ποιοτικών πληροφοριών σχετικά με βιομηχανικά εξαρτήματα, χωρίς την ανάγκη φυσικής επαφής. Επιτρέπουν την επιθεώρηση εκατοντάδων εξαρτημάτων ανά λεπτό, την αυτόματη οπτική επιθεώρηση ελαττωμάτων, τη δισδιάστατη και τρισδιάστατη μέτρηση διαστάσεων, την αναγνώριση κώδικα και την καθοδήγηση από ρομπότ. Έχουν γίνει μια βασική τεχνολογία στον έλεγχο ποιότητας σε σειρά και στον βιομηχανικό αυτοματισμό 4.0.
Θέλετε βοήθεια στην επιλογή του προϊόντος;
Αρχιτεκτονική ενός συστήματος όρασης
Ένα τυπικό σύστημα όρασης αποτελείται από μία ή περισσότερες κάμερες (CCD ή CMOS, μονόχρωμες ή έγχρωμες, με αναλύσεις που κυμαίνονται από μερικά MP έως δεκάδες MP), οπτικά κατάλληλα για τη σκηνή (τηλεκεντρικοί φακοί για μετρήσεις υψηλής ακρίβειας, μακροφακοί, τυπικοί φακοί), ένα σύστημα φωτισμού (LED διάχυσης, δακτυλίου, θόλου, οπίσθιου φωτισμού, δομημένα, πολωμένα LED) και μια μονάδα επεξεργασίας (ενσωματωμένη έξυπνη κάμερα, βιομηχανικό υπολογιστή ή ειδικό σύστημα) με λογισμικό επεξεργασίας εικόνας. Ο συγχρονισμός με την ενεργοποίηση της διαδικασίας επιτρέπει την λήψη εικόνας από κινούμενα μέρη.
Αλγόριθμοι και συναρτήσεις
Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες λειτουργίες επεξεργασίας εικόνας είναι η ανίχνευση ακμών με ακρίβεια υπο-pixel (ανίχνευση ακμών για μετρήσεις διαστάσεων), η αντιστοίχιση μοτίβων (αναγνώριση και εντοπισμός γνωστών γεωμετριών), η ανάλυση blob (ανάλυση συνδεδεμένων περιοχών για καταμέτρηση ελαττωμάτων), η OCR/OCV για αναγνώριση χαρακτήρων, η αντιστοίχιση χρωμάτων για χρωματικό έλεγχο και η μορφολογική ανάλυση. Τα πιο προηγμένα συστήματα ενσωματώνουν νευρωνικά δίκτυα βαθιάς μάθησης και συνελικτικά δίκτυα για πολύπλοκους ελέγχους ποιότητας που είναι δύσκολο να κωδικοποιηθούν με παραδοσιακούς αλγόριθμους.
Εφαρμογές
Τα συστήματα όρασης χρησιμοποιούνται στον έλεγχο διαστάσεων μεταλλικών, πλαστικών και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, στον έλεγχο της πληρότητας και της ακρίβειας των συναρμολογήσεων, στην επαλήθευση ετικετών και κωδικών, στον έλεγχο εκτυπώσεων και συσκευασιών, στον έλεγχο καπακιών, καψουλών και φαρμακευτικών δοχείων, στη μέτρηση γεωμετριών πλαστικής χύτευσης, στην επαλήθευση συγκολλήσεων με λέιζερ, στον έλεγχο εξαρτημάτων SMD σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) και στην καθοδήγηση ρομπότ pick-and-place. Οι έξυπνες κάμερες, ειδικότερα, προσφέρουν συμπαγείς, αυτόνομες λύσεις για γραμμές συναρμολόγησης.
Πρότυπα και ταξινόμηση
Για τα συστήματα όρασης που χρησιμοποιούνται ως όργανα μέτρησης, ισχύουν τα πρότυπα VDI/VDE 2617 και VDI/VDE 2634 (τρισδιάστατα οπτικά συστήματα μέτρησης), ISO 10360-7 (CMM με οπτικούς αισθητήρες) και ISO 14406 (χαρακτηρισμός οπτομηχανικών συστημάτων). Η βαθμονόμηση χρησιμοποιεί μάσκες ακριβείας με πιστοποιημένες σημάνσεις ISO 17025. Για εφαρμογές ελέγχου ποιότητας, η επαλήθευση απόδοσης πραγματοποιείται με αντιπροσωπευτικά δείγματα και MSA (Ανάλυση Συστήματος Μετρήσεων).
Κριτήρια επιλογής
Η επιλογή ενός συστήματος όρασης απαιτεί την ανάλυση του οπτικού πεδίου (FOV), της απαιτούμενης ανάλυσης (μέγεθος pixel σε σχέση με το ελάττωμα που πρόκειται να ανιχνευθεί), της ταχύτητας της διαδικασίας, των συνθηκών φωτισμού, της ενσωμάτωσης PLC και MES και της επεκτασιμότητας για μελλοντικούς πρόσθετους ελέγχους. Συνιστάται η διεξαγωγή μελέτης σκοπιμότητας σε πραγματικά δείγματα πριν από την τελική διαστασιολόγηση του συστήματος.
Η εξέλιξη των συστημάτων τρισδιάστατης όρασης που χρησιμοποιούν δομημένο φως και προβολή κροσσών επιτρέπει πλέον την επιθεώρηση διαστάσεων σύνθετων και ελεύθερων επιφανειών με ακρίβεια συγκρίσιμες με εκείνες των CMM με ενεργοποιητή αφής, αλλά με πολύ μικρότερους χρόνους λήψης. Αυτή η τεχνολογία κερδίζει δημοτικότητα στους τομείς της αεροδιαστημικής και της ιατρικής, καθώς και στην επιθεώρηση τρισδιάστατα εκτυπωμένων εξαρτημάτων.