امروزه با وجود در دسترس بودن تعداد زیاد سيستم هاي Vision (ماشین های بینایی) ، انتخاب گزینه مناسب و منطبق با اپليكيشن موردنظر میتواند کاری دشوار به حساب بیاید.حتی اگر شما از نظر تجهیزات و یا دانش فنی در سطح بالایی قرار داشته باشید، این راهنما به شما در انتخاب سنسور ويژن مناسب کمک خواهد کرد. در اين يادداشت كه از سوي شركت معتبر Cognex منتشر شده است به 9 مورد از مهمترین سوالات قابل تامل پاسخ داده شده و راهکارهای ارزشمندی را برای آن ها پیشنهاد می گردد.
ابزار هاي تعیین مکان قطعه كه براي کلیه ماشین های بینایی مجازی در دسترس هستند ، ابزاري نرم افزاري هستند که به منظور یافتن قطعه در میدان دید ماشین بینایی استفاده می شوند.به طور معمول این مرحله اولین قدم در هر نوع کاربرد ماشین بينايي، از يك فرايند ساده pick-and-place توسط يك ربات تا فرآيند هاي فوق پيچيده، بشمار مي آيد.
با وجود این که این موضوع ساده به نظر می رسد ، ولی تعیین مکان قطعه در محیط های صنعتی امروزی توسط ماشین های بینایی می تواند بسیار چالش برانگیز باشد. زیرا شرایط متغیری وجود دارند که می توانند نحوه ی تشخیص مکان توسط ماشین که برای يك قطعه مرجع يا يك مدل خاص تعریف شده است را تحت الشعاع قرار دهند.این شرایط شامل موارد زیر می شوند :
ارتباطات شبکه مزایای متعددی دارد. در درجه اول ماشین های بینایی را قادر می سازد که داده های مربوط به نتایج را به کامپیوترها ارسال نمایند. همچنین این امکان را به ماشین می دهد که به طور مستقیم به PLC ، ربات ها و سایر ابزارآلات اتوماتیک کارخانه متصل گردد
به منظور ایجاد ارتباط بین ماشین و کامپیوتر ، مطمئن شوید که ماشین مورد نظر، گستره وسيعي از استاندارد پروتکل های شبکه از جمله موارد زير را پوشش می دهد :
امکان آگاه سازی الکترونيکی خطاهای ایجاد شده در خط تولید را فراهم می سازد. به عنوان مثال اگر 10 قطعه متوالی توسط ماشین معیوب شناخته شوند ، ماشین پیامی را به کامپیوتر ، پیجر و یا تلفن ارسال می نماید.این موضوع نه تنها شامل هشدارهای فوری با مضمون توقف خط می باشد ، بلکه همچنین شامل سطح دومی از فرآند مانيتورينگ و نظارت در مواقعی است که چيزهايي از چشم اپراتور خط توليد پنهان مانده باشد.
مصرف کنندگان را قادر می سازد که به آسانی تصاوير حاصله توسط ماشین را بدون نیاز به نرم افزارهای سنتی نوشتاری ذخیره و آرشيو نمایند.
توسطDHCP برای هر ماشین متصل به شبکه به طور اتوماتیک یک آدرس IP لحاظ می شود. ماشینهای كه داراي این قابلیت نيستند نیاز به یک IP address به صورت دستی دارند که معمولا نیاز به یک مهندس IT برای تعیین صحیح آن می باشد.
توسط DNS شما می توانید یک نام به هر ماشین بینایی اختصاص دهید . به عنوان مثال به جای استفاده از یکIP address نه رقمی می توان از نام “ماشین بطری سازی خط شماره 1 ” استفاده نمود.بدون DNS پیگیری نحوه ی عملکرد ماشینها امری دشوار خواهد بود و معمولا ماشینها به برچسب های حاوی IP address شان به منظور نصب روی ماشین نیاز پیدا خواهند کرد.
توسط آن ماشین قادر به انتقال نتایج به سایر دستگاه ها مستقیما از طریق Ethernt بدون نیاز به کد گذاری خواهد بود.
یک پروتکل استاندارد اینترنتی است که امکان ورود و اتصال به سیستم از راه دور را به دستگاه اصلی می دهد.
همچنين برای اتصال ماشین بینایی به دستگاه های اتوماسیون صنعتی مانند PLC ها و ربات ها، پروتکل های صنعتی زیر را نیاز خواهید داشت
این پروتکل ماشین را قادر می سازد تا به PLCها و دستگاه های دیگر توسط یک کابل ساده ی Ethernet متصل گردد ، بدون اینکه نیازی به طراحی سیم کشی های پیچیده و هزینه های شبکه داشته باشد.
یکی دیگر از پروتکل های شبکه کارخانه می باشد که امکان ارتباط مستقیم به دستگاه های دیگر توسط Ethernet را فراهم می کند.
در نهایت با وجود استفاده بسیار زیاد از ماشینهای بینایی در فرآیند های تولید ، وجود یک شیوه ی مناسب برای مدیریت آنها اهمیت پیدا می کند.در انتخاب ماشینها دقت نمائید که ماشین امکان مدیریت و کنترل عملیات سنسینگ از نقاط دور در کارخانه را برای شما ایجاد نماید.
ماشین های بینایی معمولا نیاز به واسط هاي runtime ندارند،اما اپراتورها عموما نیاز به ارتباط با ماشینها به منظور اصلاحات ، تغییر پارامترها ، و تصمیم گرفتن در مواقع خطا دارند. ماشین های بینایی مورد نظر باید امکان ایجاد واسط اجرایی را به منظور پیکربندی سیستم داشته باشند.مطمئن شوید که این امر بدون نیاز به استفاده از Visual Basic میسر شود.ماشین بینایی می بایست قادر به ارائه ی ابزارهای ساده ی مدیریتی شامل پشتیبانی، بروز رسانی و مستند سازی باشد.
مطمئن شوید که اينترفيس اجرایی ایجاد شده قادر به اجرای موارد زیر باشد :
ابزارهاي پيش پردازش تصاویر ( image pre-processing tools) ، مصرف کننده را قادر می سازند تا تصاویر خام را به منظور برجسته نمودن مشخصه هاي مطلوب و یا حذف مشخصه هاي نامطلوب، دستكاري نماید.این توانایی می تواند یک فاکتور کلیدی در تمامی مراحل کاری ماشین به حساب بیاید و باید جزئی از استانداردها قرار بگیرد.
محصولاتي كه مجهز به ابزار پيش پردازش تصویر باشند شما را قادر به ارائه ی فانكشن هاي زیر می نماید :
امكان بهینه سازی کیفیت تصاویر خام ، دقت و قدرت ماشین بینایی به طرز چشمگیری بهبود می یابد.
به منظور خواندن کدهای الفبايي/عددي استفاده شده در سیستم اتوماسیون و یا بازبینی دیتا و اطلاعات کدها ، قابلیت هایی مطرح می شوند که شامل موارد زیر می شوند :
این ویژگی امکان ایجاد یک مدل ساده و یا ” تصویر مرجع ” از یک سری تصاویر را فراهم می سازد.این ویژگی به ماشین امکان عملکرد تحت شرايط متفاوتي از کیفیت پرینت را می دهد ، حتی اگر که مجبور به عمل با کنتراست پائین ، تغييرات مکانی و یا تفاوت در عرض حرکت باشد.در غير اين صورت مي توانيد خوشبين باشيد كه که هر لیبل با کیفیت دقیق دیده شده در مدل ، پرینت خواهد شد. وجود توانایی فوق با گسترش یک مدل آماری می تواند موفقیت كار سيستم را قطعی سازد.
توسط ابزارهاي پيش پردازش تصوير شما قادر خواهید بود یک مدل منظم را با افزایش کنتراست و فیلترینگ نویزهای موجود درتصویر بهبود دهید. داشتن مدل های بهینه ضریب اطمینان و تکرارپذیری ماشینها را افزایش میدهد.برای اطلاعات بیشتر در مورد پردازش تصویر مجددا به سوال 4 رجوع کنید.
ویژگی بازخوانی آنی تصاویر اپراتورهای خط و تکنسین ها را قادر می سازد تا به سرعت تصاویر خطا را توسط مانیتور مشاهده نمایند. چه خرابی بر اثر خروج دوربین از وضعیتش باشد چه بر اثر از دست رفتن لیبل ، دانستن فوری دلیل خرابی به منظور گرفتن تصمیمات لازم، بسیار اهمیت پیدا خواهد کرد
در یک کارخانه بسته بندی، متريال بسته ها ، تجهیزات برچسب گذاری، روش هاي پرینت، و شرایط نوری محيط از جمله عواملي هستند که مي توانند در طول زمان تغيير كنند. به منظور ارزيابي یک سنسور ويژن (vision sensor) ، بهتر است که آنرا برای نمونه های زیادي از محصولات و همچنين براي برچسب هاي خراب نصب شده بر روي کالاهای مختلف به منظور اطلاع از نحوه ی عملکرد سيستم تحت شرایط مختلف امتحان كنيد. بعلاوه چون معمولا شرایط در حال تغيير است امتحان کردن لیبل های مختلف به منظور اطلاع از صحت عملکرد ماشین ایده ی مناسبی به حساب می آید.
اگر اپليكيشن شما شامل فرآيند اندازه گيري ابعاد اجسام می باشد ، شما نه تنها باید از دقت اندازه گیری ، بلکه باید از قابلیت تکرار پذیری بالای ابزارهاي gauging نیز اطمینان حاصل نمائید.
تکرارپذیری يك سنسور ويژن را می توان بوسیله معرفي یک قطعه به سنسور ويژن و اندازه گیری آن براي حداقل 25 بار متوالی بدون تغییر در موقعیت قطعه، ميزان روشنایی و هر عامل متغير دیگر آزمايش نمود. به این روش شما قادر به ترسیم نمودار مقادير حاصل از اندازه گیری های مكرر ميشويد و از وجود هر گونه تفاوت در نتایج و خطاهای اندازه گیری مطلع خواهيد شد.
علاوه بر آزمايش تکرارپذیری ، پيشنهاد ميشود تا از وجود ابزار هاي سنجش و اندازه گيري (gauging tools) مناسب در سنسور ويژن اطمينان حاصل كنيد. وجود اين ابزارها شما را بي نیاز به اسكريپت نويسي به منظور توسعه فانكشن هايي که جزء قابليت هاي استاندارد سيستم نیستند، خواهد ساخت.
ماشین های بینایی امروزی می بایست اطمینان و تکرارپذیری را در خواندن كدهاي 2D و یا آنهایی که از نظر موقعيت از يك قطعه به قطعه ديگر تغيير مي كنند، ارائه كنند.سنسور هاي بينايي می بایست اين کار را صرفنظر از نوع روش چاپ ( dot peen ، etching ، hot stamping ،inkjet از مرسوم ترین روش ها هستند) و چاپ روي انواع مختلف سطوح مثل شیشه ، فلز ، سرامیک و پلاستیک انجام دهند.
به منظور ارزيابي ابزارهاي کدخوانی صنعتی ، اولین چیزی که باید مورد آزمایش قرار گیرد نرخ خواندن (read-rate) در سنسور است که به درصد کدهای خوانده شده سنسور از بین کل کدهای دیده شده اشاره دارد. براي محاسبه اين نرخ، یک کد که بخوبي چاپ شده است را به سنسور معرفي كنيد و بگذارید که ماشین آنرا صدها بار تحت شرایط ثابت بخواند. از 100% بودن نرخ خواندن مطمئن شوید در غير اين صورت ممکن است در آینده به مشکل بر بخورید.به عنوان مثال حصول نرخ خواندن به ميزان 99.7% به این معنی است که خواندن يك کد در 350 بار انجام فرآیند با خطا مواجه ميشود. بنابراين در يك خط توليد با نرخ تولید 2000 قطعه در ساعت ، اين سنسور ممكن تعداد زيادي قطعه سالم را در هر شیفت از دست بدهد.
وقتي که نرخ خواندن (read-rate) ماشین را ارزیابی کردید، باید آزمایش قابلیت خواندن سنسور را جهت اطلاع یافتن از ميزان تاثیر عواملی نظیر لرزش خط ، شرایط نوری متفاوت، و سرعت زیاد خط را در فرآيند خواندن ، انجام دهید.به این منظور تعداد زيادي قطعه نمونه با کیفیت خوب ، بد و حاشیه ای از کدها را به ماشین معرفي كنيد.این كار یک ارزیابی از ميزان تحمل ماشین در شرایط واقعی خط توليد را ارائه خواهد كرد.
در مورد ويژگي هاي خاص براي کدخوانی ماشین بينايي، ممكن است كه نيازمند پاسخگويي به این سوالات باشيد:
به منظور اطمینان از اینکه پروسه يكپارچه سازي سیستم به سرعت و بدون مشکل پیش برود ، به دنبال ماشینی با مجموعه ای از لوازم جانبی سازگار با خودش باشید. کمپانی فروشنده محصولات بايد متعهد به تست کلیه لوازمات گردد و تائید کند که همه چیز بدون هیچ مشکلی با یکدیگر کار می کند.
لوازم مورد نیاز شامل موارد زیر می شوند :
فروشنده می بایست ماشین استانداردی را ارائه دهد که در زمان پیکربندی و یا در حین فعالیت نیازی به PC نداشته باشد. ماشین باید یک عملکرد plug and play صحیح داشته باشد تا شما را قادر به پیکربندی سریع اپلیکیشن موردنظرتان نماید. در همین راستا سیستم ماشین بینایی نباید به حضور یک PC در محوطه کارخانه در زمان هایی که نیاز به تغییرات داریم، نیازمند باشد .بالاخره یک سیستم ماشین بینایی کاملا مستقل ، باید شما را قادر به استفاده از یک مانیتور برای دیدن تصاویر بدون نیاز به PC گرداند.
منبع : Cognex
