Rozwój, oraz możliwości współczesnych systemów wizyjnych okiem Jakuba Wójcika

Co widzi i rozpoznaje oko kamery

1. Na jakiego rodzaju kontrolę pozwalają współczesne systemy wizyjne? Co widzi i rozpoznaje oko kamery?

      Dostępne obecnie rozwiązania stosowane w zaawansowanych systemach wizyjnych dają bardzo szerokie pole do popisu. Zaczynając od kontroli jakości powierzchni, czy wymiarów, poprzez wielozadaniową kontrolę całego procesu produkcyjnego na wszystkich etapach powstawania produktu, aż po zaawansowane rozwiązania wspierające logistykę procesu produkcji i pakowania. System wizyjny jest obecnie bardzo szerokim pojęciem i może oznaczać urządzenia, które śledzą proces powstawania przejeżdżającego produktu na linii na podstawie zdjęcia, ale może oznaczać też inspekcję opartą o bardzo dokładne chmury punktów stworzone przez skanery mające wręcz laboratoryjną dokładność.

2. Jakie urządzenia z szeroko pojętej gamy systemów wizyjnych stosuje się do celów kontroli jakości na liniach produkcyjnych?

     Jako integrator systemów wizyjnych staramy się zawsze wybrać optymalne rozwiązanie, zarówno biorąc pod uwagę jego parametry techniczne, jak i realia ekonomiczne, ponieważ każda inwestycja musi zapewnić zwrot w określonym czasie. Jeśli mówimy o prostych inspekcjach (np. detekcja nakrętki na butelce) – prawie zawsze wystarczy prosty czujnik wizyjny. Przy bardziej zaawansowanych aplikacjach niewymagających rozbudowanych rozwiązań będzie to kamera typu Smart będąca jednocześnie akwizytorem danych, jak i jednostką obliczeniową. Dla aplikacji złożonych, wielowątkowych lub szybkich będą to rozwiązania oparte o architekturę bardziej rozproszoną, gdzie kamery są niezależnymi jednostkami odpowiedzialnymi za akwizycję informacji, a sercem systemu jest komputer przemysłowy, który na podstawie opracowanego oprogramowania dokonuje pełnej analizy obrazu, oraz dokonuje decyzji OK/NG. Co więcej, w zależności jaki typ inspekcji jest przedmiotem zadania, zamiast kamer mogą być wykorzystane skanery 3D, których obecnie na rynku jest również kilkanaście typów. Czy będzie to:

  • skaner wykorzystujący światło strukturalne,
  • linię laserową,
  • stereowizję,
  • czy stałą prędkość światła rozchodzącego się w powietrzu (ok. 300 000 km/s), zależeć będzie od – wymagań stawianych systemowi wizyjnemu, oraz warunków, jakie panują w miejscu jego instalacji.

3. Na jakich etapach procesu najczęściej systemy wizyjne znajdują zastosowanie?

     To ponownie jest złożone zagadnienie. Dla wielu procesów produkcji system wizyjny jest przedostatnim etapem, po którym następuje już tylko proces pakowania. Istnieje jednak wiele branż, gdzie system wizyjny jest jednak wymogiem na wielu wcześniejszych etapach produkcji. Im bardziej jest on złożony, czasowo i kosztochłonny, tym większa potrzeba kontroli poszczególnych procesów. 

     Przykładami mogą być produkty, których koszt wykonania jest znacznie większy niż koszt materiału, jaki został zużyty. W takim wypadku, już na wczesnych etapach produkcji bardzo często, nieuzasadnione jest kontynuowanie procesu produkcyjnego elementów niezgodnych z założeniami jakościowymi. Proces obróbki mechanicznej, pokrywania różnymi powłokami ochronnymi, czy wykonywania skomplikowanych procesów montażowych na uszkodzonych komponentach, zużywa moce przerobowe, oraz generuje niepotrzebne straty. Dodatkowo w wielu procesach brak wykrycia wad takich jak: pęknięcie czy zarysowanie przed procesem lakierowania, lub montażu elementu może oznaczać wypuszczenie niebezpiecznych produktów na rynek, co dla branży elektroniki użytkowej, automotive, czy farmacji może wiązać się ze stratą zaufania klienta docelowego do marki.

4. Jaką skuteczność gwarantują współczesne systemy wizyjne, gdzie są ich ograniczenia?

     Skuteczność systemu wizyjnego zależy od bardzo wielu czynników, i jest to jeden z ważniejszych etapów projektowania rozwiązań dla każdej z aplikacji. Wpływ na skuteczność kontroli jakości może mieć m.in.: stabilność procesu produkcyjnego, zmienność produkcji, typ i rodzaj przeprowadzanych kontroli. Znaczenie będą miały również warunki oświetleniowe (choć tutaj stosuje się dedykowane oświetlacze LED oraz zabudowę), zabrudzenia występujące na linii oraz na produkcie, wymagane tolerancje, oraz wiele innych. 

     Dlatego tak ważne jest, doświadczenie integratora oraz wizja lokalna i dogłębna analiza zagrożeń dla skuteczności kontroli – zawsze dąży się, aby było to 99-100%. Ważnym elementem idącym w parze ze skutecznością systemu wizyjnego, jest zjawisko fałszywego odrzutu tzw. “False Reject”. Zdarza się, że nie da się go uniknąć, a przyczyn może być wiele. Dla większości aplikacji najważniejsza jest bardzo wysoka wykrywalność wad i już na tym etapie należy się liczyć z możliwością odrzucenia pewnej ilości produktów „podejrzanych” o wystąpienie wady. Warto pamiętać, że dobrze wdrożony system wizyjny pozwala uprawnionemu użytkownikowi na świadomą zmianę nastaw / tolerancji.

5. Na jaką skalę w polskich fabrykach stosuje się systemy wizyjne w celu kontroli jakości?

     Ta liczba bardzo szybko rośnie. Nie jest to jeszcze poziom zachodnich fabryk, jednak zauważalna jest tendencja zastępowania manualnej kontroli systemami zautomatyzowanymi. Znacząco przyspiesza to proces produkcji, zwiększa skuteczność kontroli jakościowej, pozwala kontrolować 100% produktów, a co za tym idzie, zmniejsza koszty zakładu i podnosi  jego konkurencyjność. Systemy wizyjne bardzo często stają się wymogiem klientów końcowych, którzy zwracają dużą uwagę na to, w jaki sposób dostawcy sprawdzają i kontrolują dostarczane im produkty.

Mgr inż. Jakub Wójcik

Vision Control

             Under Control

Masz pytania? Skontaktuj się z nami

Bądź z nami na bieżąco w social media