Cyfrowe systemy wizyjne rewolucjonizują polski przemysł

Nowoczesne stanowiska pracy i innowacyjne maszyny charakteryzują się kompatybilnością i dużą rozpiętością zastosowań oraz rozwiązań, do których mogą zostać oddelegowane, zastępując tym samym zasoby ludzkie. Możliwości wynikające z wykorzystywania cyfrowych produktów wizyjnych na polskim rynku są coraz szersze. Liderem i wiodącym producentem w tym aspekcie jest firma ifm electronic z siedzibą w Katowicach, która już od 2003 r. ma w swojej ofercie ultranowoczesne i intuicyjne rozwiązania do przetwarzania obrazu na skalę przemysłową.

"Będąc siłą napędową cyfryzacji przemysłu, mamy misję udostępniania rewolucyjnych technologii optycznych firmom każdej wielkości. Taką strategię realizujemy też dla czujników wizyjnych, które są niejako oczami Przemysłu 4.0 i odgrywają znaczącą rolę we wdrażaniu transformacji cyfrowej. Nasza wizja to kreacja nowatorskiej technologii dostępnej dla wszystkich przedsiębiorstw zlokalizowanych na terenie naszego kraju" – zaznacza Aleksandra Banaś, prezes zarządu spółki ifm electronic, specjalizującej się w dziedzinie systemowych rozwiązań smart manufacturing dla przemysłu.

Cyfrowy asystent

Konkretnym przykładem, z którego mogą korzystać polskie przedsiębiorstwa, jest aplikacja Vision Assistant, obsługująca pięć zastosowań: depaletyzację, nawigację zrobotyzowanego chwytaka, monitorowanie kompletności, nadzorowanie wymiarowania obiektów i poziomu. Kreator w zrozumiały i intuicyjny sposób prowadzi użytkownika przez ustawienia danej aplikacji, która może zostać skonfigurowana i uruchomiona w ciągu zaledwie kilku minut. Predefiniowane aplikacje umożliwiają wdrożenie zautomatyzowanych rozwiązań, ale Vision Assistant potrafiznacznie więcej – m.in. w trybie rozszerzonego ustawiania parametrów umożliwia doświadczonym użytkownikom skorzystanie z opcji rozszerzenia podanych aplikacji lub tworzenia autorskich opcji.

Oprogramowanie Vision Assistant – a w zasadzie jedna jego część – służy do zaprogramowania czujnika O3D, przeznaczonego do ustawiania rozszerzonego trybu parametrów. Na etapie wszechstronnych testów i konsultacji z użytkownikami wypracowano prostotę obsługi urządzenia oraz integrację sensora z systemem. Precyzja jest przy tym nadal gwarantowana, a indywidualne ustawienia są wciąż możliwe. Adaptacja do danego środowiska prowadzi krok po kroku do wymaganego zastosowania. W opcjach znajdziemy monitorowanie kompletności, wymiarowanie obiektów, pomiar poziomu, depaletyzację, podnoszenie i odkładanie przy użyciu robotów. Tryb rozszerzony to dodatkowo kontrola jakości, analiza kompletności i monitoring paletyzacji.

Indywidualne oprogramowanie

Osobne wsparcie stanowi kamera O3D z zestawem do tworzenia oprogramowania SDK, które razem mogą posłużyć do opracowywania indywidualnych rozwiązań i zastosowań. Jeśli kamerę zintegrowano z maszyną, dane pomiarowe mogą być oceniane za pomocą wspólnych bibliotek przetwarzania obrazu. Zestaw do tworzenia oprogramowania z przykładami kodu jest dostępny w różnych językach programowania. W przypadku wątpliwości pomocą służą profesjonalni konsultanci.

"Nasi pracownicy towarzyszą klientom na każdym etapie wdrażania czujników i systemów wizyjnych w danym przedsiębiorstwie. Zależnie od wymagań klientów, specjaliści wspierają w całym procesie od początku do końca. Konsultanci i inżynierowie służą radą przy zastosowaniu, przez etap tworzenia indywidualnego oprogramowania i rozwiązań sprzętowych wraz z odpowiednią implementacją, aż do usług zaawansowanych. Dodatkowo specjalista wizyjny przeznaczony do współpracy z klientem indywidualnym udostępni cały know-how ifm, aby wdrożyć i zoptymalizować jednostkowe rozwiązanie w zakresie automatyzacji dla konkretnej firmy" – precyzuje Aleksandra Banaś.

Roboty współpracujące

Największym zainteresowaniem w zakresie AGV i robotów współpracujących cieszy się z kolei inteligentny czujnik 3D O3M, odpowiadający za wykrywanie przeszkód i pozwalający na antycypację kolizji. Zintegrowane automatyczne rozpoznawanie obiektów dostrzega nawet 20 nieruchomych lub ruchomych obiektów na drodze pojazdu budowlanego. Na podstawie aktualnej prędkości, wektora ruchu i stałych parametrów – m.in. w odniesieniu do drogi hamowania – czujnik 3D oblicza prawdopodobieństwo kolizji i przekazuje je do układu sterowania maszyny lub sygnalizuje kierowcy za pośrednictwem magistrali CAN lub Ethernetu.

W kwestii dostrzegania przeszkód inteligentny czujnik 3D wykrywa pozycję i ruch obiektów w swoim polu obrazu. Dane te są następnie przekazywane do układu sterowania.

"W przypadku monitorowania drogi przejazdu, przeszkody, które wystają z powierzchni gruntu na uprzednio zdefiniowaną wysokość, wykrywane są za pomocą dowolnie ustawianego punktu odniesienia na pojeździe. Co więcej, kolejnym z elementów systemu jest wspomaganie kierowcy przy suwnicy kontenerowej, gdzie automatyczna antycypacja kolizji wspiera operatora dźwigu przy zmianie pozycji i informuje o przeszkodach na drodze przejazdu" – obrazuje Piotr Szopiński, kierownik działu technicznego ifm electronic.

Dzięki łatwemu monitorowaniu uprzednio zdefiniowanego obszaru czujnik 3D może określić powierzchniową odległość od obiektu, np. na terenie lotniska. Monitoring uwzględnia przy tym nie tylko pojedynczy punkt, lecz także cały obszar, pokazując najbliższą lub najdalszą odległość i kontrolując wysokość przeszkody. Dzięki łatwemu monitoringowi uprzednio zdefiniowanego obszaru trójwymiarowy sensor może wspomóc ciągniki samolotowe i przekazać do układu sterowania maszyny sygnał krańcowej pozycji, a nawet odwzorowanie konturów koła przedniego.

Precyzja weryfikacji

Industry 4.0. przynosi także rozwiązania w kwestii wspomagania pozycjonowania samojezdnych przenośników taśmowych. Tysiąc pojedynczych pomiarów pozwala precyzyjnie zweryfikować przestrzeń przed przenośnikiem taśmowym. Realizację szybkich i prostych rozwiązań spełniających indywidualne potrzeby klienta umożliwiają łącznie 64 tzw. regiony zainteresowania ROI, czyli pojedyncze obszary, których odległości da się monitorować.

Systemy wizyjne mogą wspierać również kontrole wysokości dla cystern. Zintegrowana funkcja określania minimalnej odległości pozwala monitorować równocześnie 64 dowolnie wybieralne punkty zlokalizowane nad cysterną. Dzięki temu kierowca może być wspomagany w pozycjonowaniu cysterny choćby pod skrzydłem samolotu lub informowany w przypadku obniżania się dźwigu.

"Czujnik 3D sprawdzi się też w przypadku detekcji obrzeży u maszyn rolniczych. Mając ponad tysiąc pojedynczych pomiarów, solidny sensor 3D wykrywa granice koszonej powierzchni, zapewniając precyzyjne i równocześnie stabilne prowadzenie, a tym samym efektywne koszenie. Czujnik przekazuje wszystkie istotne dane do układu sterowania maszyny, umożliwiając automatyczne kierowanie i tym samym wspomagając pracę operatora" – tłumaczy Piotr Szopiński.

Różnorodne możliwości

W odniesieniu do maszyn rolniczych istotne znaczenie ma niezawodne i skuteczne zebranie plonów, szczególnie w przypadku kontraktów terminowych. W tym celu ifm od lat opracowuje czujniki oraz systemy sterowania – specjalnie do zastosowań zewnętrznych, wymagających solidnej konstrukcji. Dostępne od niedawna rozwiązanie aplikacyjne pozwala na automatyczne prowadzenie konturu pokosu lub prowadzenie równoległe. Ponad tysiąc pojedynczych pomiarów automatycznie śledzi i w ułamkach sekund diagnozuje kontury przypominające linię lub np. właśnie pokos.

Dodatkowo, obok właściwego prowadzenia równoległego, można równocześnie ustalić przepływ zbieranego materiału oraz dostosować do ilości występującego materiału prędkość ciągnika i maszyny do zbierania płodów rolnych. Czujnik przekazuje do układu sterowania maszyny wszystkie wymagane dane, umożliwiając stosowanie funkcji pomocniczej, łącznie z automatycznym wspomaganiem kierowania. Sygnalizowanie natężenia przepływu wymaga jedynie zintegrowania z prędkością ciągnika.

W rzeczywistości, aby odciążyć operatora i chronić rośliny, czujnik 3D przesyła wszystkie istotne dane do automatycznego systemu sterowania i idealnie prowadzi kombajn, choćby do pielęgnacji winorośli, wzdłuż rzędu winogron. Finalnie, dzięki automatycznemu rozpoznawaniu nawet 20 obiektów i weryfikowaniu, czy są to przedmioty poruszające się, czy nieruchome, czujnik 3D oferuje różnorodne możliwości monitoringu obszaru w wielu dziedzinach przemysłowych. W wyborze optymalnej z nich także mogą pomóc wyspecjalizowani konsultanci i inżynierowie.

ifm electronic
www.ifm.com/pl/pl