ODCZYT OZNACZEŃ

Kolejnym obszarem tematycznym jest tworzenie stanowisk do odczytu oznaczeń. Na jakość pozyskiwanych obrazów i rozpoznawanie informacji umieszczonych na obiekcie wpływają różne czynniki - dwa kluczowe to dobór odpowiedniego czytnika i dobór oświetlenia.

JAKI CZYTNIK WYBRAĆ?

Rys. 2. Przykłady różnych konfiguracji oświetlaczy pierścieniowych

Czytniki można sklasyfikować na podstawie rodzaju technologii odczytu i sposobu obsługi. Jeżeli chodzi o to drugie, to podstawową decyzją jest ta dotycząca automatyzacji odczytu. Taką możliwość dają przede wszystkim czytniki stacjonarne, które można podłączyć do systemu sterowania i zsynchronizować z linią produkcyjną. Z kolei skanery ręczne są konieczne, gdy rozmiary i kształty produktów czy położenie na nich oznaczeń obiektów znacząco się od siebie różnią.

Jeżeli chodzi o rodzaj technologii odczytu, to wybierać można pomiędzy skanerami laserowymi, a kamerami. W tych pierwszych promieniowanie laserowe odbija się od skanowanej powierzchni, słabiej od ciemniejszych pól, a mocniej od jaśniejszych. Różnice w natężeniu światła, które dociera do odbiornika, są przetwarzane, a potem dekodowane. Jeżeli odczytywane będą wyłącznie kody 1D, skanery laserowe są zwykle najbardziej opłacalne.

KAMERA OBRAZOWA CZY LINIJKOWA?

Rys. 3. Oświetlenie punktowe

W przypadku kodów 2D i "zwykłych" napisów warto rozważyć wdrożenie systemu wizyjnego. Obrazy zarejestrowane przez kamerę są przetwarzane i dekodowane w specjalnym oprogramowaniu. Naturalnie możliwe jest również zastosowanie czujników wizyjnych.

Istotne też jest, czy produkty znakowano metodą pośrednią, czy bezpośrednio. Jeśli oznaczenia umieszczono na etykietach bardziej prawdopodobne jest, że uzyskano duży kontrast oraz lepszą jakość niż w przypadku kodów naniesionych wprost na obiekcie. Dlatego te drugie częściej wymagają inwestycji w system wizyjny.

Jeśli obiekty skanowania mogą się czasem przemieszczać, lepiej wybrać system wizyjny oparty na kamerze matrycowej (obrazowej, matrix, area-scan), w przypadku obiektów będących cały czas w ruchu typowo efektywniejsze są kamery linijkowe (line-scan). Te ostatnie są wrażliwsze na wibracje na stanowisku (stosuje się tu specjalne wytłumienia, aby zniwelować ich negatywny wpływ na jakość odczytu).

Ważne parametry czytnika to również pole odczytu (reading field) oraz głębia ostrości (depth of field). Należy je dobrać tak, aby niezależnie od zmienności położenia oznaczenia i odległości pomiędzy czytnikiem a obiektem, znaki można było poprawnie odczytywać.

Kontrola jakości oznaczeń Jakość oznaczeń powinna być kontrolowana - dzięki temu można odpowiednio wcześnie wykryć ewentualne błędy i przestroić maszynę znakującą, zapobiegając dalszemu nanoszeniu nieprawidłowych symboli. Wskaźniki jakościowe i metody oceny jakości kodów różnego typu są zebrane w normach. Przykład takiego dokumentu to standard PN-ISO/IEC 16022 Technologia informatyczna. Techniki automatycznej identyfikacji i gromadzenia danych. Wymogi dotyczące symboliki kodów kreskowych Data Matrix. Weryfikacji poddawane są rozmaite parametry oznaczeń. Sprawdza się na przykład, czy kod jest czytelny. Ocenia się to w skali, w której najwyższy poziom charakteryzuje symbol wyraźny, a najniższy ten nieczytelny. W podobny sposób ocenia się kontrast pomiędzy jasnymi a ciemnymi elementami kodu. Określa się także różnice między aktualnymi, a wymaganymi rozmiarami elementów symboli i stosunek pomiędzy długością a szerokością oznaczenia. Ten ostatni charakteryzuje to, w jakim stopniu symbol jest rozciągnięty albo ściśnięty. Ponadto sprawdza się współczynniki odbicia elementów symboli i, pod kątem defektów, stałe fragmenty oznaczeń, czyli wzory wyszukiwania oraz quiet zone. Kontroli poddaje się również rozmiary elementów oraz ich przesunięcie względem zadanego położenia i kąty pomiędzy wierszami a kolumnami symbolu, które powinny wynosić równo 90°.

NIE OŚWIETLAJ ZIELONEGO CZERWONYM!

Rys. 4. Oświetlacz kopułowy

Równie ważną kwestią jak wybór czytnika jest właściwe oświetlenie obiektu. Istotna jest zarówno barwa światła, jego natężenie, jak i sposób zamontowania jego źródła.

Jeżeli chodzi o barwę, to zasadniczą kwestią jest to, czy czytnik został wyposażony w filtr, który tłumi wybrane długości fal. Jeśli nie, to w zasadzie w zakresie koloru nie ma ograniczeń poza specyfiką obiektu. Przykładowo czerwone światło nie sprawdzi się w odczycie oznaczeń w tym kolorze, ani czarnych na zielonym tle. Zielone światło natomiast jest odpowiednie w przypadku obiektów o odblaskowej powierzchni. Białe z kolei jest najbardziej uniwersalne.

Natężenie światła musi być dostosowane do odblaskowości powierzchni. Duże powinno być w przypadku matowych albo jeżeli oświetlenie zewnętrzne jest bardzo intensywne lub często się zmienia. Odblaskowe powierzchnie najlepiej jest oświetlać światłem rozproszonym. Wpływ światła zewnętrznego z kolei można zniwelować przez zacienianie obiektów inspekcji lub specjalne filtry.

OGRANICZENIA OŚWIETLACZY KOPUŁOWYCH

Tematy numerów do końca roku

W zależności od tego, jak promienie odbite od obiektu układają się względem osi optycznej kamery, rozróżnia się dwie konfiguracje. W pierwszej (rys. 2a) większość jest równoległa i pada wprost na detektor. Dzięki temu kamera rejestruje obraz elementów, które są prostopadłe do jej osi. Pozostałe są zaciemnione.

Układ ten jest popularniejszy niż drugi (rys. 2b), w którym większość promieni odbitych nie jest prostopadła do osi optycznej kamery. Wyjątek to te odbite od krawędzi, które padają wprost na czujnik. W efekcie w oku kamery brzegi są widoczne, natomiast tło jest ciemne. Układ ten sprawdza się zwłaszcza w odczytywaniu symboli, które wykonano znakowarkami mikroudarowymi.

Jak wynika z rysunku 2 obie konfiguracje można zrealizować, wykorzystując oświetlacze pierścieniowe, odpowiednio dobierając średnicę pierścienia oraz jego odległość od obiektu. Podobnie jest w przypadku oświetlenia punktowego (rys. 3). Oświetlacze kopułowe (rys. 4) z kolei zapewniają światło rozproszone. Trudno ich jednak używać na zautomatyzowanych liniach i w przypadku obiektów różniących się kształtem lub rozmiarem.

Monika Jaworowska