Systemy wizyjne

Systemy wizyjne jako kluczowy element kontroli jakości

Systemy wizyjne stanowią nieodłączną część Przemysłu 4.0 jako rozwiązanie rozwijane w ramach automatycznej kontroli jakości. Automatyzacja procesów kontroli, szerokie spektrum zastosowań i coraz bardziej precyzyjne działanie systemów, to główne czynniki odpowiedzialne za wzrost ich popularności. W Etisoft od lat tworzymy systemy pomiarowe i systemy kontroli wizyjnej dla produkcji, magazynów, sortowni, hurtowni i wielu innych podmiotów z rozmaitych branż. Oferujemy najbardziej innowacyjne systemy wizyjne w automatyce, takie jak inspekcja wizyjna poprawności połączeń, systemy pomiarowe, systemy wizyjne 3d do kontroli poprawności pakowania, system wizyjny do kontroli jakości produkcji.

Co przynosi producentom inspekcja wizyjna?

Inspekcja wizyjna wykorzystująca smart kamery i czujniki wizyjne zapewnia zwiększenie jakości produkcji, eliminowanie wadliwych produktów, a tym samym zmniejszenie liczby reklamacji i redukcję kosztów. Automatyzacja procesów kontroli jakości zapewnia bardzo szybką i bezbłędną kontrolę każdego produkowanego lub pakowanego detalu na liniach produkcyjnych. System wizyjny zastępuje mozolną pracę człowieka – kontrolera jakości.

Czym są systemy wizyjne?

Zgodnie z definicją, na system wizyjny składają się przede wszystkim kamery i czujniki wizyjne oraz oprogramowanie odpowiedzialne za przetwarzanie i analizę obrazu. Podstawą układu jest kamera wizyjna rejestrująca obraz. Ważne są też czujniki wizyjne. Jednak o ile pierwsze systemy wizyjne w przemyśle często ograniczały się niemal do samych kamer, dzisiaj są to o wiele bardziej zaawansowane układy, złożone z licznych urządzeń elektronicznych oraz oprogramowania, komunikujące się z systemami klienta. Sposób działania systemów wizyjnych jest zależny od procesu, przedmiotu inspekcji oraz wytycznych klienta. Najczęstszą praktyką jest wdrażanie systemów, których działanie opiera się na porównywaniu przedmiotu inspekcji z zapisanym wzorcem. W przypadku zgodności, produkt kierowany jest do dalszych procesów produkcyjnych na linii. Natomiast jeśli wykryta zostanie niezgodność, system wizyjny może wykonać jedną z wielu akcji, w zależności od zagadnienia i potrzeb klienta, w tym przykładowo:

• wysłać komunikat do zatrzymania linii, a następnie czekać na ingerencję operatora i wznowienie inspekcji,
• zasygnalizować niezgodność poprzez sygnały dźwiękowe i informację na panelu operatorskim,
• bez zatrzymywania linii przekierować produkty do systemu zrzutu.

W każdym przypadku niezbędne jest oprogramowanie, analizujące stan faktyczny, dane wzorca i określony sposób reakcji. Ponadto systemy pomiarowe i systemy wizyjne muszą zostać zintegrowane z linią produkcyjną, aby proces kontrolny mógł się odbywać sprawnie, bez zatrzymywania linii i automatyzacja procesów nie była zakłócona. Elementem uzupełniającym system wizyjny jest oświetlenie, które zapewnia stałą, poprawną ocenę obiektów, niezależnie od pory dnia.

Systemy wizyjne w robotyce

Systemy wizyjne w robotyce to technologie umożliwiające robotom „widzenie” i interpretowanie otoczenia. Zainstalowana na ramieniu robotycznym kamera wizyjna, smart kamera i czujniki wizyjne pozwalają robotom analizować obraz, identyfikować obiekty, orientować się w przestrzeni. Systemy wizyjne 3d pełnią kluczową rolę w autonomicznych robotach mobilnych, umożliwiając im samodzielne poruszanie się, wykonywanie skomplikowanych zadań, takich jak rozpoznawanie przedmiotów, czy manipulacja obiektami.

Systemy wizyjne w robotyce składają się zazwyczaj z kilku podstawowych elementów:

1. Kamera wizyjna i czujniki wizyjne do zbierania danych wizualnych
2. Oprogramowanie do przetwarzania obrazu.
3. Algorytmy sztucznej inteligencji do rozpoznawania obiektów, klasyfikowania ich oraz podejmowania decyzji na podstawie danych wizualnych.

Przykłady zastosowań systemów wizyjnych w robotyce :

• Nawigacja robotów autonomicznych: Roboty poruszające się w trudnych warunkach, takich jak magazyny czy fabryki, używają systemów wizyjnych do unikania przeszkód i planowania trasy.
• Rozpoznawanie obiektów: Roboty mogą rozpoznać i uchwycić przedmioty w środowisku, co jest szczególnie ważne w procesach montażu lub sortowania.
• Inspekcja wizyjna: W robotyce przemysłowej systemy wizyjne są wykorzystywane do sprawdzania jakości produktów, np. wykrywania defektów na liniach produkcyjnych.

Systemy wizyjne w robotyce mają ogromne znaczenie dla poprawy precyzji, efektywności oraz bezpieczeństwa robotów w różnych branżach przemysłu.

Inteligentne systemy wizyjne

Inteligentne systemy wizyjne wykorzystujące czujniki, smart kamery lub stacjonarne czytniki przeprowadzają kontrole jakości w obszarze produkcji lub w magazynie. Smart kamera to podstawa systemu wizyjnego, która umożliwia weryfikację rozmiarów, kształtów, kolorów produkowanych detali, a także weryfikację nadruków, znaków OCR, kodów 1D/2D, poprawnego położenia etykiety na produkcie czy opakowaniu. Inteligentne systemy wizyjne w przemyśle to automatyzacja procesów, łatwa instalacja, konfiguracja i możliwość rozszerzenia zakresu kontroli w każdym momencie.

Z czego składają się inteligentne systemy wizyjne?

• Smart kamera to zaawansowane urządzenie wyposażone w oprogramowanie oraz procesor, które pozwala na przetwarzanie obrazu i analizę danych bez potrzeby przesyłania surowych obrazów do zewnętrznego komputera. W skrócie, smart kamera to system wizyjny, który może samodzielnie rozpoznać, przetworzyć i zinterpretować obraz, często wykorzystując algorytmy rozpoznawania obiektów, wykrywania ruchu, identyfikacji kodów kreskowych, analizy kolorów, czy rozpoznawania wzorców.

• Czujniki wizyjne służą do rejestrowania obrazu lub innych danych optycznych z otoczenia. Czujniki wizyjne to wszelkiego typu kamery, czujniki głębi, kamery termowizyjne, a także systemy skanowania 3D. Czujniki wizyjne zbierają dane  optyczne, które następnie są przetwarzane i analizowane w celu uzyskania informacji o otoczeniu lub wykrywania specyficznych zjawisk.
• Stacjonarne skanery kodów kreskowych i 2D to urządzenia, które służą do odczytywania informacji zapisanych w postaci kodów kreskowych lub kodów QR. W odróżnieniu od przenośnych skanerów, stacjonarne skanery kodów są zamocowane w jednym miejscu i zazwyczaj wykorzystywane do automatycznego odczytu kodów. W inteligentnych systemach wizyjnych są elementem, który sprawdza poprawność nadruku a także czy właściwy produkt znajduje się na linii.
• Oprogramowanie i wyposażenie do integracji umożliwia podłączenie i konfigurowanie systemu wizyjnego z linią produkcyjną, układami automatyki przemysłowej i systemami MES.

Jak działa system wizyjny?

Systemy wizyjne 3d mogą przetwarzać, analizować i mierzyć różne parametry, w zależności od ustalonego celu. Kamera wizyjna wraz z oprogramowaniem analizuje wskazane obiekty pod względem ich poszczególnych cech, wśród których najważniejsze są zwykle kształt i barwa lub też położenie elementu oraz poszczególnych jego części względem siebie. Automatyzacja procesów kontroli jakości, wykorzystująca system wizyjny staje się coraz bardziej powszechna w nowoczesnych przedsiębiorstwach.

Aby systemy wizyjne w automatyce aby właściwie spełniały swoje zadania, muszą zostać zrealizowane następujące procesy:

1. Montaż systemu wizyjnego.
2. Zgromadzenie odpowiedniej ilości zdjęć przedmiotu
3. Stworzenie algorytmów wizji maszynowej
4. Integracja z linią produkcyjną i systemami klienta
5. Zapewnienie obsługi wszystkich wymaganych referencji i powtarzalności systemu.

Systemy wizyjne – jakie problemy mogą rozwiązać?

Firmy produkcyjne na co dzień stają przed szeregiem wyzwań. Nowoczesne systemy kontroli jakości, wykorzystujące systemy pomiarowe i systemy wizyjne 3d mogą być niezwykle pomocnym narzędziem w kilku konkretnych przypadkach.

Po pierwsze, w przypadku częstych zwrotów i reklamacji – systemy wizyjne dobrze radzą sobie z wykrywaniem wad powstających w czasie produkcji. Druga sytuacja to pojawienie się nowych norm jakościowych czy oczekiwań klientów, którym muszą sprostać firmy. Trzecia to potrzeba zastąpienia pracowników zajmujących się kontrolą jakości maszynami. Kolejna to kwestia bezpieczeństwa i higieny pracy – systemy wizyjne redukują konieczność obecności człowieka w szkodliwych warunkach.

Inteligentne systemy wizyjne w praktyce

Systemy wizyjne do kontroli jakości oferują różną funkcjonalność:

• weryfikują jakość produktów czy półproduktów – zgodność wymiarów, kształtów, konturów,
• kontrolują poprawność montażu i połączenia elementów,
• sprawdzają poprawność pakowania – ilość sztuk w opakowaniu i poprawność ułożenia,
• weryfikują zgodność przygotowywanych produktów z zamówieniem klienta albo konkretną specyfikacją,
• analizują precyzję wydruków na etykietach, poprawność wydrukowanych kolorów
• sprawdzają poprawność oznakowania towarów, dokładność naklejonych na wyrób oznaczeń.

Każdego dnia usprawniają pracę na liniach produkcyjnych, w magazynach, sortowniach. Pracują 24 godziny na dobę, w trudnych warunkach, zastępując żmudną pracę ludzi. Nic dziwnego, że rynkowe zapotrzebowanie na systemy wizyjne w produkcji stale rośnie.

System wizyjny – montaż i wdrożenie

Nie ma wątpliwości, że systemy wizyjne w automatyce procesów odgrywają kluczowe role. Jednak, aby rzeczywiście były użyteczne, muszą zostać właściwie zamontowane i zaprogramowane. Należy podkreślić, że montaż dotyczy nie tylko samej kamery, ale również oświetlenia, centrali zarządczej i okablowania odpowiadającego za połączenie z linią produkcyjną. Na tym etapie ważne zadanie ma integrator, czyli odpowiednio przygotowana osoba odpowiedzialna za poprawne wdrożenie systemu wizyjnego. Powinien on dobrać właściwe parametry kamery i oświetlenia. Niezbędne jest też wybranie odpowiedniego sprzętu do danego rodzaju zadań, jakie będzie miał pełnić w danym zastosowaniu system wizyjny. 

Integracja z linią produkcyjną

Obecnie systemy wizyjne w przemyśle, to coś więcej niż proste układy identyfikujące odstępstwa od normy. Jeśli system dostrzeże wadliwość produktu, automatycznie podejmie działania mające na celu jego likwidację. Takie są obecnie oczekiwania przedsiębiorców wobec systemów wizyjnych w produkcji, montażu, pakowaniu i wszelkich innych zastosowaniach. Dlatego niezbędne jest ustanowienie odpowiedniej komunikacji z systemami klienta i z linią produkcyjną. Zalecamy pozostawienie tych działań w rękach profesjonalistów z firmy Etisoft, którzy posiadają wieloletnie doświadczenie w tym zakresie. Co więcej, instalujemy i wdrażamy systemy wizyjne w automatyce w bardzo różnorodnych branżach.

Systemy wizyjne i ich elastyczność

Na liniach, zarówno produkcyjnych, jak i w hurtowniach, sortowniach i w wielu innych miejscach, produkty są zróżnicowane. Jak to możliwe, że systemy wizyjne potrafią poradzić sobie z różnorodnością zadań i rodzajem wyrobów? Nasze nowoczesne systemy wizyjne dla przemysłu, za sprawą odpowiedniego oprogramowania, są w stanie dostosowywać się do poszczególnych zadań i punktów inspekcyjnych. Możliwe jest oprogramowanie systemu w taki sposób, aby wykonywał wiele zadań dla pojedynczego punktu inspekcyjnego lub produktu, co zagwarantuje automatyczną inspekcję kilku różnych cech. Innymi słowy, użytkownik nie musi podejmować żadnej interwencji, aby system wizyjny zaczął realizować zupełnie inne zadanie niż przed chwilą. Wcześniej identyfikując błędne kształty produktów, po chwili może określać wzajemne położenie elementów składowych zupełnie innego produktu. Wymaga to jednak wcześniejszej pracy doświadczonego integratora.

Dlaczego systemy wizyjne są potrzebne?

Powyższe pytanie można zadać również w zupełnie inny sposób – czemu automatyka jest w ogóle potrzebna? Otóż systemy wizyjne w automatyce są niezbędne, a właściwie stanowią jej nieodłączny element konstytucjonalny. Innymi słowy, należą do układów o największym wpływie na rozwój automatyki. Nawet najbardziej skupiony i skrupulatny pracownik może się czasem mylić, bo ludzka percepcja ma swoje ograniczenia. Wpływa na to szereg czynników, między innymi pora dnia, mnogość bodźców na hali produkcyjnej, kondycja pracownika. Zastępowanie pracy człowieka zrobotyzowanymi systemami to rozwiązanie stosowane od dawna. Dzisiaj jednak przybiera zupełnie inny wymiar, co obrazują systemy wizyjne w przemyśle. Automatyzacja ma sens ze względu na lepszą, wydajniejszą i bardziej precyzyjną pracę w wykonaniu robotów niż ludzi. Doskonale obrazują to systemy wizyjne, które są:

• doskonalsze w dostrzeganiu detali,
• nie męczą się, utrzymując stale doskonałą skuteczność,
• mogą pracować bez przerwy,
• działają szybciej niż człowiek,
• nie wymagają zatrzymywania linii produkcyjnej w celu dokonania analizy,
• są wielofunkcyjne, nie tylko identyfikują błędy, ale również – w przypadku wykrycia niezgodności – mogą wykonać jedną z wielu akcji.

Systemy wizyjne w produkcji i nie tylko

Zasadniczo systemy wizyjne służą kontroli jakości. Może to być jednak kontrola jakości zarówno produktu, jak i samego procesu produkcji czy też pakowania. Kluczowym zadaniem systemów wizyjnych jest identyfikacja błędów, która odbywa się na podstawie analizy wzorca. Najpowszechniejsze jest zastosowanie systemów wizyjnych w produkcji.

Systemy wizyjne w produkcji mogą działać na kilku etapach procesu tworzenia produktów. Zaczynają od analizy poprawności wykonania poszczególnych elementów, a potem ich połączenia ze sobą. Identyfikacja błędu skutkuje emisją sygnału, który wzbudza pracę robotów lub pojedynczych manipulatorów, naprawiających błędy. Jeśli to niemożliwe, produkt zostaje przetransportowany na początek linii produkcyjnej lub po prostu z niej usunięty.

Systemy wizyjne w pakowaniu kontrolują ułożenie produktu względem pionu i poziomu oraz wobec opakowania. Wszystko to w celu uniknięcia uszkodzenia towaru oraz zgodności położenia poszczególnych produktów w opakowaniach. Ponadto system wizyjny analizuje również jakość opakowania, identyfikując wszelkie nieprawidłowości w barwie, zagniecenia i inne skazy.

Systemy wizyjne w kompletacji mają podobne zadania jak w przypadku pakowania. Jednak tym razem analizie zostaje poddane opakowanie zbiorcze. Kontrolowane jest położenie poszczególnych opakowań pojedynczych, a także ilość sztuk w opakowaniu zbiorczym.

Powyżej wymieniono najpowszechniejsze zastosowania systemów wizyjnych. Niemniej dzisiaj to już nie wszystko. Systemy wizyjne znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie ich obecność może:

• zwiększyć efektywność pracy,
• ograniczyć koszty działania,
• wpłynąć na poprawę jakości produktów,
• zmniejszyć ilość błędów.

Powyższe działania pośrednio lub bezpośrednio zawsze przekładają się na zwiększenie zysków firmy. Czasami dochodzi do tego wskutek zwiększenia produkcji, innym razem za sprawą mniejszej liczby reklamacji lub w jeszcze inny sposób.

Kamery wizyjne – co warto wiedzieć?

Kamera wizyjna czyli rejestrator obrazu jest jednym z kluczowych elementów systemów kontroli wizyjnej. Rodzaj kamery dobiera się, biorąc pod uwagę specyfikę branży, rodzaju inspekcji, produktu. Oto przykłady rodzajów kamer najczęściej stosowanych w systemach wizualnych:

• Kamera liniowa. System bazujący na kamerze liniowej umożliwia skanowanie obiektu linia po linii, by ostatecznie uzyskać pełny obraz danego komponentu. Taka kamera sprawdza się szczególnie tam, gdzie produkuje się dużo, a obiekty szybko się przemieszczają lub są duże. Kamery liniowe dobrze radzą sobie z weryfikowaniem kolorów, wymiarów, położenia czy tekstury produktów.
• Kamera 3D. Nowoczesnym rozwiązaniem są zaawansowane kamery 3D, które pozwalają osiągnąć efekt głębi, co zapewnia bardzo szczegółową kontrolę poszczególnych parametrów. Sprawdzają się tam, gdzie potrzebna jest inspekcja trójwymiarowa.
• Kamera powierzchniowa. Systemy wizyjne w produkcji mogą wykorzystywać też kamery powierzchniowe (matrycowe), które pozwalają w prosty sposób uzyskać obraz dwuwymiarowy. Dobrze sprawdzają się w przypadku potrzeby kontroli montażu czy weryfikacji oznakowania produktów.
• Czasem potrzebna jest kompleksowa weryfikacja produktów z różnych stron jednocześnie lub też tych o dużych gabarytach czy nieregularnych kształtach. Wówczas wykorzystuje się wielokamerowe systemy.
• Smart kamera wykorzystywana jest do przetwarzania obrazu w czasie rzeczywistym. Smart kamera posiada wbudowane zaawansowane algorytmy rozpoznawania wzorców, rozpoznawania obiektów, kodów QR, OCR (rozpoznawanie tekstu) i inne, które pozwalają na natychmiastową reakcję w zależności od analizy obrazu, co eliminuje potrzebę przesyłania danych do zewnętrznych urządzeń.

Systemy wizyjne w Etisoft

Aby móc w pełni cieszyć się z zalet takich rozwiązań, przy wyborze dostawcy przemysłowych systemów wizyjnych warto wziąć pod uwagę następujące czynniki:

• pewność bezpiecznego wdrożenia i użytkowania (niezbędne są: analiza przedwdrożeniowa, symulacja, a następnie dostarczenie wysokiej klasy, certyfikowanych urządzeń, spełniających określone normy);
• bieżące monitorowanie systemu przez doświadczonych specjalistów;
• zapewnienie serwisu, wsparcia technicznego i – w razie potrzeby – sprzętu zastępczego.

Wszystko to zapewnia swoim klientom firma Etisoft. Od lat działamy na rynku, plasując się w czołówce europejskich producentów systemów wizyjnych. Współpracujemy z klientami działającymi w zróżnicowanych branżach, dzięki czemu posiedliśmy wiedzę i doświadczenie w zakresie znajdowania rozwiązań dostosowanych do indywidualnych potrzeb. Korzystamy z najwyższej jakości sprzętu oraz oprogramowania analizującego obrazy w 2D lub 3D. Nasze systemy wizyjne umożliwiają łatwą konfigurację z systemami MES. Systemy wizyjne w przemyśle, dostarczane, montowane i wdrażane przez Etisoft, to gwarancja wejścia na wyższy poziom automatyki. Zapewniają efektywniejsze i płynniejsze przeprowadzanie procesów produkcyjnych i nie tylko, a tym samym poprawę funkcjonowania całego przedsiębiorstwa i wyższe zadowolenie klientów.

Zapraszamy do kontaktu w celu zapoznania się ze szczegółami naszej oferty.