wersja mobilna
Online: 410 Niedziela, 2016.09.25

Raporty

Systemy wizyjne zapewniają wysoką jakość produkcji

środa, 06 lutego 2013 15:07

Czujniki wizyjne, kamery oraz urządzenia do przetwarzania i analizy danych obrazowych, czyli w skrócie - systemy wizyjne, stanowią nieodzowny element większości nowoczesnych linii produkcyjnych. Pełnią one zadania związane z określaniem pozycji i różnych cech detali, narzędzi czy też kompletnych produktów, a także odczytem kodów i oznaczeń. Informacje przez nie dostarczane pozwalają na sterowanie pracą maszyn, weryfikację produktów i, przede wszystkim, zapewnianie odpowiedniej jakości tych ostatnich.

Spis treści » Dlaczego Machine Vision?
» Łatwe w obsłudze i kompleksowe
» Sposoby sprzedaży systemów wizyjnych
» Od dystrybucji do integracji
» Różne keidunki rozwoju technologicznego
» Co przyniesie przyszłość?
» Rozmowa z prezesem zarządu firmy OPTOSOFT
» Pokaż wszystko

Rys. 1. Najczęstsze zastosowania systemów wizyjnych w ocenie działających w Polsce dostawców

Jest to szczególnie ważne w branżach takich jak spożywcza, farmaceutyczna oraz motoryzacyjna - i tam właśnie najczęściej wdrażane są tytułowe rozwiązania. W bieżącej części raportu poświęconego rynkom urządzeń do obrazowania w świetle widzialnym i podczerwieni przedstawiamy pierwszy z rynków.

Koniunktura na nim była w ostatnich latach, jak wynika z oceny przedstawicieli polskich firm, bardzo dobra. W przyszłości wzrosty powinny nadal utrzymać się, choć już na niższym poziomie, do tego zmieni się popyt ze strony różnych sektorów będących odbiorcami tytułowych systemów.

"System wizyjny" to termin obejmujący różne urządzenia pozwalające na akwizycję obrazów i ich przetwarzanie, przy czym w praktyce oznacza on zazwyczaj większy układ, w którym zintegrowano kilka podzespołów - kamery, oświetlacze, komputery przemysłowe, itd.

Formalnie rzecz biorąc lepszym określeniem na całą grupę produktów byłoby "widzenie maszynowe", gdyż urządzenia stosowane w tego typu aplikacjach występować mogą jako pojedyncze elementy. Takimi są czujniki wizyjne oraz układy jednokamerowe, w przypadku których kamera jest wprost podłączona do systemu nadrzędnego.

Jeżeli zaś chodzi o typowe systemy wizyjne - są to rozwiązania wykorzystujące często po kilka kamer oraz urządzenie do przetwarzania danych wraz z odpowiednim oprogramowaniem, które wykonuje również analizę obrazów i ma często możliwość sterowania pracą elementów wykonawczych. Zastosowania obydwu grup produktów przestawiono w kolejnym rozdziale.

DLACZEGO MACHINE VISION?

Rys. 2. Najważniejsze dla klientów cechy systemów wizyjnych

Powodów do wdrażania rozwiązań wizyjnych jest wiele, podobnie jak zastosowań samych systemów. Te ostatnie obejmują aplikacje zarówno w przemyśle, jak też logistyce, handlu czy przykładowo kontroli dostępu. W raporcie skupiamy się na omówieniu pierwszych z wymienionych, gdyż właśnie przemysł jest największym i najistotniejszym odbiorcą z punktu widzenia dostawców działających na rynku.

W przypadku oferowanych przez nich prostszych elementów i układów wizyjnych, możliwe jest odczytywanie kodów i etykiet, liczenie oraz sortowanie elementów, kontrola pozycji i obecności detali, a także wykrywania elementów z defektami produkcyjnymi. Jeżeli zaś chodzi o bardziej złożone systemy, to stosowane są one do wykonywania zaawansowanej, automatycznej kontroli elementów, pomiarów oraz do stwierdzania występowania bardziej złożonych wad.

Użycie w systemie komputera przemysłowego lub innego urządzenia pozwalającego na przetwarzanie i analizę danych pozwala na tworzenie większych, wielokamerowych rozwiązań, które pracować mogą jako elementy zautomatyzowanych linii technologicznych. Tego typu systemy pozwalają także m.in. na odczyt tekstu, pomiary elementów w ruchu czy sterowanie pracą robotów oraz pozycjonowanie obrabianych elementów.

W ocenie polskich dostawców najczęstszym powodem wdrażania rozwiązań wizyjnych jest konieczność weryfikacji produktów i zapewniania ich odpowiedniej jakości. Tego typu zadania realizowane są m.in. w produkcji podzespołów dla motoryzacji, leków, środków chemicznych i, przede wszystkim, w branży spożywczej oraz napojowej.

Kontrolowana może tu być poprawność montażu, zawartość opakowań, stan krawędzi, nakrętek i wiele innych cech produktów, które trudno by było określić, stosując wizualną kontrolę wykonywaną przez pracowników. Systemy wizyjne są przy tym często stosowane na różnych etapach produkcji, tak aby móc eliminować wadliwe produkty, zanim jeszcze te poddane zostaną kolejnym operacjom - np. znakowania, naklejania oznaczeń czy pakowania.

Ważnym powodem wykorzystania widzenia maszynowego jest też możliwość śledzenia procesu wytwarzania w przypadku każdego z produktów. W wielu branżach, jak choćby farmaceutycznej, rejestrowanie genealogii produktów wynika z konieczności spełnienia wymogów norm oraz różnych przepisów.

TABELA 1. Czujniki, kamery i systemy wizyjne - oferta dostawców działających w kraju

Do kolejnych najważniejszych zastosowań rozwiązań wizyjnych należy ich użycie w maszynach pakujących, systemach zrobotyzowanych oraz różnych aplikacjach związanych ze zliczaniem produktów, ich pomiarami i odczytem kodów (patrz rys. 1). W takich aplikacjach urządzenia wizyjne mogą być instalowane zarówno na liniach technologicznych, jak też stanowić elementy składowe maszyn i urządzeń. Do pozostałych obszarów zastosowań zaliczone zostały m.in. aplikacje związane z rozpoznawaniem znaków i inne dotyczące produkcji dyskretnej oraz procesów ciągłych.

ŁATWE W OBSŁUDZE I KOMPLEKSOWE

Rys. 3. Główni odbiorcy systemów wizyjnych w Polsce

Takich rozwiązań wizyjnych poszukują polscy odbiorcy. Łatwość obsługi oznacza m.in. wykorzystanie odpowiednio skonfigurowanego oprogramowania i możliwość wprowadzania zmian funkcjonalnych, natomiast kompleksowość - dostarczenie klientowi gotowego, dostosowanego do jego potrzeb systemu, często wraz z usługą uruchomienia.

Istotność kwestii związanych z łatwością obsługi wiąże się z faktem, że użytkownicy urządzeń wizyjnych coraz częściej chcą mieć możliwość rekonfiguracji i dostosowania używanego systemów we własnym zakresie, a więc bez potrzeby angażowania programistów czy zwracania się do firm zewnętrznych.

Na tę potrzebę odpowiadają producenci, oferując narzędzia programistyczne pozwalające na konfigurację funkcjonalności, a także dostarczając produkty - np. czujniki wizyjne - z funkcjonalnością uczenia się i szybkiego programowania funkcji. Klienci, szukając omawianych systemów, kierują się również czynnikiem ceny, choć nie jest on specjalnie dominujący nad innymi (patrz rys. 2).

Trzeba natomiast zauważyć, że w przypadku bardziej złożonych, wielokamerowych rozwiązań wizyjnych sumaryczne koszty mogą być znaczące, gdyż obejmują też urządzenia do przetwarzania danych, oświetlacze i osprzęt. Ostatni z faktów składania odbiorców do sięgania w takich przypadkach po pomoc do firm zajmujących się usługami integracji - więcej o tym w kolejnym rozdziale.

Do mniej znaczących czynników na liście preferencji zakupowych klientów należą, jakość urządzeń (rozwiązania wizyjne muszą pracować często w trybie 24/7, do tego mogą być narażone na wpływ niekorzystnych czynników środowiskowych i mechanicznych), a także różne parametry - szczególnie te związane z szybkością przetwarzania danych, jakością odczytu oraz tolerancją na różne rodzaje powierzchni obiektów. Warto dodać, że wyniki te są zbieżne z rezultatami poprzedniego badania, przy czym w zestawieniu awansował czynnik kompleksowości.

SPOSOBY SPRZEDAŻY SYSTEMÓW WIZYJNYCH

Rys. 4. Popularne w kraju marki czujników, kamer i systemów wizyjnych; wielkość napisu jest proporcjonalna do rozpoznawalności firmy

Firmy dostarczające komponenty systemów wizyjnych i kompletne systemy obsługują przede wszystkim klientów końcowych. Są nimi głównie zakłady produkcyjne w różnych branżach przemysłowych, a najczęściej realizowanymi przez nich zadaniami - kontrola jakości, nadzór produkcji i weryfikacja wyrobów.

Drugą z grup odbiorców są integratorzy systemów, którzy korzystają zazwyczaj z komponentów, oferując własnym klientom kompletne rozwiązania obejmujące oprogramowanie oraz usługi. Co piąty produkt z omawianego zakresu trafia do branży OEM, czyli producentów maszyn lub urządzeń, którzy integrują urządzenia wizyjne w swoich maszynach (patrz rys. 3).

Działających u nas dostawców czujników, kamer i systemów wizyjnych zapytaliśmy o to, jak sprzedają się wymienione produkty - czy jako osobne podzespoły (ewentualnie kompletacje), czy też dostarczane są jako kompletne systemy wraz z oprogramowaniem. Trudno wskazać tutaj dominującą z metod realizowania sprzedaży, gdyż liczba odpowiedzi była w obydwu przypadkach podobna.

Można natomiast zauważyć, że charakter obsługiwanych zamówień wynika wprost z profilu działalności firmy - im bardziej związana jest ona z branżą, tym większy (a przynajmniej głębszy) asortyment produktów lub gotowych rozwiązań może zaoferować. Dla wielu dostawców kompletnych systemów wizyjnych ważne jest również oferowanie usług.

TABELA 2. Przykładowe elementy systemów wizyjnych w ofercie krajowych dostawców

Należy do nich dostosowanie funkcjonalności oprogramowania do potrzeb klienta, integracja systemu, jego uruchomienie i próbna produkcja. Liczy się też wsparcie posprzedażne - np. w zakresie późniejszej modyfikacji funkcji oprogramowania zależnie od zmian w profilu produkcji.

Ponieważ rozwiązania wizyjne, pomimo stopniowego zmniejszania się cen samych komponentów, należą cały czas do dosyć kosztownych inwestycji, w przypadku wdrożeń jednostkowych odbiorcy często stawiają na wsparcie dostawcy mającego doświadczenie w tego typu aplikacjach.

OD DYSTRYBUCJI DO INTEGRACJI

Rys. 5. Bieżąca koniunktura na rynku związanym z dystrybucją czujników, kamer i systemów wizyjnych

Kamery i inne elementy systemów wizyjnych, a także kompletne, zintegrowane rozwiązania można znaleźć u kilkudziesięciu dostawców działających na rynku. Jak już wspomniano w poprzednim rozdziale - model biznesowy przyjęty przez firmy, a wraz z nim zakres oferty jest zróżnicowany.

W branży działają zarówno dystrybutorzy, dla których podzespoły systemów wizyjnych stanowią element oferty (są nimi np. dystrybutorzy katalogowi), firmy zajmujące się integracją i oferowaniem kompletnych rozwiązań stworzonych pod aplikację klienta (np. Automatech, OPTOSOFT), jak też specjalizujące się w omawianych produktach oddziały producentów zagranicznych oraz dystrybutorzy.

Do dwóch ostatnich grup zaliczyć można m.in. takich producentów jak Sick, Omron Electronics, Turck (marka Banner), Balluff , Keyence, wenglor, National Instruments oraz, w przypadku dystrybutorów, Eltron, Elautec, Newtech Engineering, Sitaniec, Stermag czy WObit. Relatywnie dużej i zróżnicowanej grupie dostawców odpowiada kilkanaście popularnych na naszym rynku marek.

Trzema niezmiennie najpopularniejszymi producentami są w tym przypadku Cognex (firma od ponad 30 lat specjalizująca się w rozwiązaniach wizyjnych), SICK (dostawca szerokiej gamy czujników, produktów bezpieczeństwa i innych wyrobów) oraz Omron Electronics (producent urządzeń automatyki, napędów, rozwiązań pomiarowych).

Ważnymi i rozpoznawalnymi markami są też Datalogic (producent m.in. czytników kodów i urządzeń do identyfikacji), Keyence (czujniki i systemy wizyjne dla automatyki), a także Banner i Balluff. Do innych wymienionych przez respondentów firm wytwarzających elementy wizyjne należą m.in. Baumer, Dalsa oraz Panasonic (patrz rys. 4). Podobnie jak w przypadku innych tego typu zestawień publikowanych w APA, również to bieżące obrazuje rozpoznawalność konkretnych marek w ocenie respondentów, a nie udziały firm w rynku.

Radosław Gruszka

Turck

  • Jakie czynniki wpływają na rozwój rynku systemów wizyjnych? Jakie są oczekiwania ze strony odbiorców?

Rynek systemów wizyjnych kształtują rosnące wymagania klientów, co wpływa na rozwój sprzętu i oprogramowania. Klienci szukają produktów jak najlepiej dopasowanych do ich aplikacji, co jest równoznaczne z wyborem systemu wizyjnego, w którym główną rolę odgrywa program i programista.

Jednak ze względu na szybki rozwój w ostatnich latach czujników wizyjnych, to tutaj skupia się główne zainteresowanie klientów. Urządzenia takie jak omawiane charakteryzują się kompaktową obudową i prostym programowaniem za pomocą standardowych funkcji. Do obsługi czujnika wizyjnego wystarczy często jedynie krótkie szkolenie.

Ponadto koszty takiego rozwiązania są nieporównywalnie niższe. Wciąż rozwijający się rynek produktów wizyjnych stawia rosnące oczekiwania. Dotyczą one głównie najważniejszych parametrów takich, jak: rozdzielczość, prędkość przetwarzania obrazu czy ułatwienia konfiguracji - np. interfejsów komunikacyjnych.

Dlatego też należy się spodziewać dalszego dynamicznego rozwoju produktów tego typu. W ostatnim czasie można zauważyć wzrost zainteresowania prostymi w integracji wizyjnymi czytnikami kodów paskowych i 2D. Z urządzeń tych oprócz odczytanego kodu można otrzymać dodatkowe informacje - przykładowo liczba przeczytanych kodów i znaków, zgodność danych z wzorem czy typy przeczytanych kodów.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Bramka dostępowa Modbus TCP - RTU/ASCII z portami PoE i 3 x RS-485

2016-09-23   |
Bramka dostępowa Modbus TCP - RTU/ASCII z portami PoE i 3 x RS-485

ISP DAS dodaje do oferty nowy typ bramki dostępowej Modbus TCP - RTU/ASCII o symbolu tGW-735i bazującej na konstrukcji wcześniejszych bramek serii tGW-700. W odróżnieniu od nich nowy model zapewnia izolację na poziomie 2500 VDC oraz zawiera więcej wbudowanych interfejsów, w tym porty PoE i 3 x RS-485.
czytaj więcej

Kamera termowizyjna do obrazowania rozkładu temperatur z zakresu -40...+330°C

2016-09-23   | Conrad Electronic Sp. z o.o.
Kamera termowizyjna do obrazowania rozkładu temperatur z zakresu -40...+330°C

Conrad Business Supplies wprowadza na rynek nową kamerę termowizyjną Reveal FF (Fast Frame) firmy Seek Thermal z systemem z wbudowaną silną latarką LED o mocy 300 lumenów. Model ten umożliwia obrazowanie rozkładu temperatur z zakresu od -40°C do +330°C przy częstotliwości odświeżania równej 19 Hz.
czytaj więcej

Nowy numer APA