Łatwo i niedrogo – integrujemy system wizyjny
| Prezentacje firmowe PLC, HMI, OprogramowanieJak wdrożyć system wizyjny do nowej lub już działającej instalacji produkcyjnej, nie ponosząc przy tym nadmiernych kosztów oraz czasu? Odpowiedź poznali już pierwsi klienci firmy B&R. Spilker, producent wykrawarek i kompletnych linii dla przemysłu poligraficznego, etykietowania, motoryzacyjnego, farmaceutycznego i opakowaniowego, jako jeden z pierwszych zaoferował swoim klientom rozwiązania oparte na zintegrowanej technologii wizyjnej B&R. Teraz dzieli się wrażeniami z przebiegu projektu pilotażowego.
"Zintegrowany system wizyjny B&R i funkcje, których wdrożenie nam umożliwił, są absolutnym hitem naszego systemu pilotażowego", twierdzi Mark Possekel, kierownik sprzedaży w firmie Spilker. "Zazwyczaj radość z wprowadzenia takich atrakcji zaprawiona jest nutką goryczy, kiedy uświadomimy sobie, ile one kosztują. I tym właśnie różni się oferowane rozwiązanie – niezależnie od tego, czy dotyczy nowego systemu, czy modernizacji istniejącego, jest niezwykle korzystne dla naszych klientów, a to oznacza, że jest również niezwykle korzystne dla nas".
ROŚNIE ZAPOTRZEBOWANIE NA SYSTEMY WIZYJNE
Firma Spilker znalazła swoją niszę, konstruując niestandardowe konwertery i wykrawarki. Podejmując kroki dalszego rozwoju przedsiębiorstwa, zarządzający firmą zdecydowali się wykorzystać szerokie możliwości systemów wizyjnych. Efekty swojej pracy mogli zaprezentować już na targach poświęconych przetwarzaniu papieru, taśm i folii ICE 2019 w Monachium.
W pierwszym etapie nowego projektu firma dokonała oceny potencjalnych dostawców i wybrała dwa produkty do systemu pilotażowego. Oprócz rozwiązania B&R system pilotażowy uwzględniał również rozwiązanie kontrolne znanej firmy specjalizującej się w zapewnianiu jakości przetwarzania materiału w procesach przewijania.
Jak się okazało, zaletą takiego systemu kontroli były jego wstępnie zaprogramowane standardowe funkcje, w tym kontrola naciągu i możliwość porównania obrazów ze wstępnie zdefiniowanymi obrazami idealnego produktu. System był ponadto bardzo łatwy w obsłudze. Słaba strona ujawniła się w tym, że system informuje jedynie, czy produkt jest dobry, czy zły, nie dostarcza natomiast wyników podstawowych pomiarów – można je uzyskać tylko pośrednio i po znacznie wyższych kosztach. Rozważany system nie miał również interfejsu do bezpośredniej komunikacji ze sterownikiem linii.
KONWENCJONALNE SYSTEMY WIZYJNE SĄ ZBYT ZŁOŻONE?
Aby pomóc swoim klientom w sprostaniu coraz bardziej rygorystycznym wymaganiom dotyczącym dokumentowania i zapewnienia jakości, specjaliści z firmy Spilker ocenili dostawców konwencjonalnych rozwiązań w zakresie systemów wizyjnych maszyn. "Firmy te oferują systemy umożliwiające dokonywanie pomiarów, z których dane możemy wykorzystać jako wartości dla naszych stacji obróbczych lub przekazać klientom na potrzeby ich systemów dokumentowania", wyjaśnia Possekel. "Kłopot z takimi samodzielnymi i opartymi na komputerach rozwiązaniami polega jednak na tym, że trudno je zintegrować ze środowiskiem sterowania maszynami. Wymagają ponadto intensywnego szkolenia i przyzwyczajenia się do nowego środowiska inżynieryjnego".
ZINTEGROWANA TECHNOLOGIA WIZYJNA B&R
W efekcie analiz firma Spilker zdecydowała się na współpracę tylko z firmą B&R, której ofertę zintegrowanej automatyki poznała już przy wcześniejszych projektach. "Na rynku jest wiele systemów wizyjnych, jednak taki pakiet, jaki oferuje B&R to rzadkość – ma niezwykłe możliwości, ale nadaje się również dla nowych użytkowników technologii wizyjnych, a przy tym można go zintegrować niewiarygodnie łatwo i niedrogo". Firma przystąpiła do pilotażowego projektu organizowanego przez B&R i po wstępnych rozmowach, w trakcie których firma Spilker przedstawiła wymagania, sprawy potoczyły się szybko. Eksperci ds. technologii wizyjnej B&R polecili kamerę Smart Sensor do realizacji pojedynczych zadań o rozdzielczości 1,3 megapiksela ze zintegrowanym oświetleniem. Teraz pozostało tylko wdrożenie.
ZINTEGROWANE OŚWIETLENIE I PRZETWARZANIE OBRAZU
W rozwiązaniu firmy B&R przetwarzanie obrazu odbywa się w całości w kamerze, a do sterownika maszyny należy jedynie ocena wyników kontroli. Precyzja wyzwalania rzędu zaledwie jednej milisekundy umożliwia zaprojektowanie bardzo ciasnych pętli sterujących do monitorowania i regulacji położenia sztancy, co jeszcze bardziej zwiększa stabilność procesu. 16 wbudowanych wysokowydajnych diod LED pracuje przy czasach naświetlania znacznie krótszych niż 100 milisekund. Krótkie czasy naświetlania pozwalają ograniczyć do minimum zakłócenia pochodzące z zewnętrznych źródeł światła, skracają czas przetwarzania obrazu i umożliwiają rejestrowanie szybko poruszających się obiektów. Kamera Smart Sensor jest wyposażona w wiele funkcji wizyjnych, w tym odczyt kodu, analizę blobów, dopasowanie, OCR (optyczny odczyt znaków) i pomiar.
Przy dodatkowym wsparciu B&R w ciągu kilku godzin na linii produkcyjnej klienta dokonano przybliżonych ustawień w oparciu na próbkach produkcyjnych i wykorzystano zintegrowaną funkcję dopasowania systemu wizyjnego do konfigurowania wymaganych funkcji pomiarowych.
|
W systemie pilotażowym etykiety samoprzylepne o wymiarach 50×70 mm są wykrawane rotacyjnie po dwie naraz w technologii roll-to-roll, z dodatkowymi otworami, a następnie dziurkowane w dwóch miejscach przed nałożeniem naklejki. Podzespoły maszyny, takie jak nawijarka, przekrawacz i wykrojnik rotacyjny, są zamontowane na tylnym panelu maszyny. Otwarty układ maszyny zapewnia łatwy dostęp do poszczególnych komponentów i pełny wgląd w proces produkcyjny oraz ułatwia montaż elementu Smart Sensor. |
INTEGRALNY KOMPONENT ŚRODOWISKA AUTOMATION STUDIO
Smart Sensor jest zintegrowany bezpośrednio ze środowiskiem inżynieryjnym sterownika i komunikuje się poprzez protokół OPC UA, dlatego nie ma potrzeby programowania interfejsów. Dzięki położeniu, orientacji i innym danym dostępnym dla sterownika w czasie rzeczywistym, napędy są w stanie szybko i precyzyjnie reagować na wszelkie odchylenia.
TYLKO 4 DNI NA WDROŻENIE
Potwierdzeniem powyższego jest niezwykle krótki czas wdrożenia. Uruchomienie funkcji wizyjnych systemu pilotażowego zajęło ekspertom B&R i zespołowi Spilkera niecałe cztery dni. Ponadto wykorzystane funkcje doskonale sprawdziły się już przy pierwszym uruchomieniu systemu.
Biorąc pod uwagę pozytywne doświadczenia i wyrazy uznania otrzymane od odwiedzających targi, zespół Spilker jest przekonany, że system wizyjny maszyn B&R odegra ważną rolę w przyszłości ich firmy. Szczególnie w tych przypadkach, w których konwencjonalne czujniki napotykają ograniczenia – wykrywanie złożonych scenariuszy błędów lub przechwytywanie danych położenia.
Henrik Spilker
|
ROZBUDOWANE FUNKCJE SYSTEMU WIZYJNEGO MASZYN
W celu zastosowania systemu wizyjnego na swojej linii produkcyjnej oraz jego integracji nie ma potrzeby wykonywania prac programistycznych wymaganych w tradycyjnych rozwiązaniach. Oprogramowanie mapp Vision, rozwijane i dostarczane przez B&R, zawiera szeroki wybór funkcji systemu wizyjnego maszyn zawartych w łatwo konfigurowalnych blokach oprogramowania. Oto niektóre z nich:
- Wykrywanie kodu (identyfikacja)
Mapp Vision obsługuje ponad 40 różnych typów kodów, w tym wszystkie najpopularniejsze 1D i 2D. Funkcja ta jest samoregulująca się i umożliwia uzyskanie wiarygodnych wyników nawet przy bardzo dużych prędkościach. - Rozpoznawanie tekstu (OCR)
Zintegrowana funkcja rozpoznawania znaków działa w oparciu na algorytmie głębokiego uczenia. Funkcja OCR jest zatem bardzo niezawodna i umożliwia szybki odczyt nawet przy słabej jakości obrazu. - Rozpoznawanie kształtu (blob)
Rozpoznawanie kształtu umożliwia określanie wielkości kształtu i jego środka ciężkości z mikropikselową precyzją. Dostarcza także informacji o orientacji i średniej wartości szarości. - Porównywanie obiektów (dopasowywanie)
Funkcja dopasowywania z łatwością identyfikuje obiekty, ich położenie i orientację. Oprócz dopasowywania opartego na krawędziach dostępny jest również wariant bazujący na korelacji. - Pomiar (metrologia)
Technologia mapp Vision pełni funkcję bardzo dokładnego przyrządu pomiarowego o niezwykłych możliwościach. Krawędzie wzdłuż linii lub segmentów okręgu są mierzone z dokładnością do jednego piksela.
B&R Automatyka Przemysłowa
www.br-automation.com/pl/
