Οι Καλύτερες Λύσεις Καμερών Μηχανικής Όρασης για Αυτόματον Έλεγχο Ποιότητας

Γιατί η απόδοση της κάμερας μηχανικής όρασης καθορίζει την ακρίβεια της επιθεώρησης

Ανάλυση και πυκνότητα pixel: Ανίχνευση ελαττωμάτων μικρότερων του χιλιοστού σε ταχύτητα παραγωγής

Καλύτερη ανάλυση σημαίνει ότι μπορούμε να εντοπίσουμε εκείνα τα μικροσκοπικά ελαττώματα που είναι μικρότερα από ένα χιλιοστό, μερικές φορές μέχρι και 1,5 μικρόμετρα, επειδή απλώς υπάρχουν περισσότερα pixel συμπυκνωμένα στην επιφάνεια του αισθητήρα. Ωστόσο, η απλή ύπαρξη υψηλής ανάλυσης δεν επαρκεί από μόνη της. Για να λειτουργήσουν οι επιθεωρήσεις με τεχνητή νοημοσύνη όσο το δυνατόν καλύτερα, τα χαρακτηριστικά που εξετάζονται πρέπει να καλύπτουν περίπου 5 έως 10 pixel. Αυτό δημιουργεί το «γλυκό σημείο», όπου καταγράφεται αρκετή λεπτομέρεια χωρίς να επιβραδύνεται υπερβολικά η επεξεργασία. Η υπέρβαση αυτού του εύρους απλώς προκαλεί συσσώρευση δεδομένων γρηγορότερα, χωρίς να βελτιώνει πραγματικά την ικανότητά μας να διακρίνουμε καλά από κακά εξαρτήματα, κάτι που μπορεί στην πραγματικότητα να επιβραδύνει τις γραμμές παραγωγής. Οι σημερινοί αισθητήρες CMOS με καθολικό κλείστρο επιτυγχάνουν αρκετά καλά αυτό το «γλυκό σημείο», καταφέρνοντας να εντοπίζουν ελαττώματα με ακρίβεια περίπου 99%, διατηρώντας παράλληλα τον ρυθμό επεξεργασίας εκατοντάδων αντικειμένων κάθε λεπτό. Αυτό που έχει πραγματική σημασία δεν είναι απαραίτητα ο αριθμός των megapixel που έχει η κάμερα, αλλά το να έχουμε τον κατάλληλο αριθμό pixel τόσο για τις μικρότερες λεπτομέρειες που πρέπει να δούμε, όσο και για την ταχύτητα με την οποία κινείται η γραμμή συναρμολόγησης.

Ρυθμός Καρέ και Συγχρονισμός Εκκίνησης: Εξάλειψη της Θολότητας Κίνησης σε Γραμμές Υψηλής Ταχύτητας

Η θόλωση λόγω κίνησης εξακολουθεί να προκαλεί την πλειονότητα των χαμένων ελαττωμάτων σε αυτές τις γρήγορες γραμμές παραγωγής, ακόμη και όταν οι εταιρείες εγκαθιστούν εκείνους τους πολύ υψηλής ανάλυσης αισθητήρες. Όταν η γραμμή λειτουργεί σε πάνω από 1.000 εξαρτήματα την ώρα, η κάμερα πρέπει να καταγράφει κάθε αντικείμενο σε λιγότερο από 20 χιλιοστά του δευτερολέπτου, απλώς και μόνο για να διατηρήσει αρκετά έντονα τα άκρα. Ακριβώς εδώ βοηθούν οι κάμερες global shutter με συγχρονισμό μέσω κωδικοποιητή. Οι κάμερες αυτές κλειδώνουν τον χρόνο έκθεσης ακριβώς στη θέση όπου βρίσκεται το εξάρτημα στην ταινία μεταφοράς, διατηρώντας έτσι τους ρυθμούς ανίχνευσης περίπου στο 98,5%, ακόμη και στη μέγιστη ταχύτητα. Η διαφορά είναι τεράστια σε σύγκριση με παλαιότερα συστήματα χωρίς συγχρονισμό. Οι βιομηχανίες στην αυτοκινητοβιομηχανία και τη συναρμολόγηση ηλεκτρονικών παρατηρούν περίπου 80% μείωση στις ψευδείς συναγερμούς όταν προχωρήσουν σε αναβάθμιση. Βέβαια, αυτό είναι λογικό, αφού αυτές οι βιομηχανίες δουλεύουν με εξαρτήματα που μετριούνται σε μικρόνια, οπότε δεν υπάρχει καμία περιθώριο για εικασίες ή λάθη.

Σύγκριση Κορυφαίων Πλατφόρμων Μηχανικής Όρασης για Βιομηχανική Επιθεώρηση

Basler ace 2 έναντι FLIR Blackfly S: Σύγκριση στην πράξη ως προς την ακρίβεια, τη σταθερότητα και την υποστήριξη SDK

Η σειρά Basler Ace 2 χρησιμοποιεί τους εξαιρετικούς αισθητήρες Sony Pregius, οι οποίοι καταφέρνουν να φέρουν την επαναληψιμότητα μέτρησης σε λιγότερο από 0,1 pixel, ακόμα και όταν υπάρχουν διάφορα είδη βιομηχανικών ταλαντώσεων γύρω τους. Επιπλέον, οι κάμερες αυτές διατηρούν επίσης αξιοσημείωτη σταθερότητα κέρδους, παραμένοντας εντός ±0,05 τοις εκατό, παρά τις αλλαγές θερμοκρασίας έως και 15 βαθμούς Κελσίου. Αυτό που πραγματικά ξεχωρίζει είναι το Pylon SDK, το οποίο λειτουργεί ιδιαίτερα καλά με ρομποτικά βραχίονες και δίκτυα PLC, κάνοντάς τις απολύτως ιδανικές για γραμμές παραγωγής με υψηλή ταχύτητα που λειτουργούν σε πάνω από 200 καρέ το δευτερόλεπτο. Από την άλλη πλευρά, τα μοντέλα FLIR Blackfly S διαθέτουν δικές τους τεχνικές, με ιδιόκτητη επεξεργασία εικόνας που μειώνει τα τεχνάσματα κίνησης κατά περίπου 40% σε εξαιρετικά γρήγορες ταινίες μεταφοράς. Και μην ξεχνάμε το Spinnaker SDK, το οποίο υποστηρίζει πολλές γλώσσες προγραμματισμού, συμπεριλαμβανομένων Python, C# και .NET. Και τα δύο συστήματα καμερών αντιμετωπίζουν χωρίς προβλήματα εργασίες ελέγχου για ημιαγωγούς πλακίδια και εξαρτήματα μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων (EV), αλλά διαφέρουν σε συγκεκριμένες συνθήκες. Η Basler τείνει να αποδίδει καλύτερα όσον αφορά τη θερμική και μηχανική σταθερότητα όταν εγκαθίσταται σε μεγάλη κλίμακα, ενώ η FLIR ξεχωρίζει σε καταστάσεις όπου ο φωτισμός είναι εξαιρετικά χαμηλός, παρέχοντας εξαιρετικά αποτελέσματα ακόμα και σε επίπεδα φωτός κάτω από 0,1 lux.

Έξυπνες Κάμερες (Cognex Insight, Keyence CV-X) έναντι Συστημάτων Μηχανικής Όρασης με Βάση Υπολογιστή

Οι έξυπνες κάμερες από μάρκες όπως Cognex Insight και Keyence CV-X επιταχύνουν πραγματικά τις διαδικασίες. Για απλούς έλεγχους διαστάσεων, αυτές οι συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν σε λιγότερο από δύο ημέρες, καθώς διαθέτουν ενσωματωμένες μονάδες επεξεργασίας και προγραμματισμένα ήδη κοινά πρότυπα ελαττωμάτων. Επιπλέον, εξοικονομούν περίπου 30% στα έξοδα καλωδίωσης όταν χρησιμοποιούνται μόνες τους σε θέσεις εργασίας, κάτι ιδιαίτερα σημαντικό για εργοστάσια όπου κάθε εκατοστό έχει σημασία. Από την άλλη πλευρά, υπολογιστικά συστήματα συνδεδεμένα με ισχυρούς διακομιστές GPU παρέχουν στους κατασκευαστές περίπου πενταπλάσια επεξεργαστική ισχύ για πιο δύσκολες εργασίες, όπως η ανίχνευση λεπτών επιφανειακών ελαττωμάτων, η μέτρηση αντικειμένων από πολλαπλές γωνίες σε τρεις διαστάσεις ή η προσαρμογή μοντέλων ενώ οι επιχειρησιακές διαδικασίες εξακολουθούν να εκτελούνται. Αυτές οι διαμορφώσεις επιτρέπουν στις εταιρείες να διαχειρίζονται πάνω από πενήντα διαφορετικά προϊόντα ταυτόχρονα σε δίκτυα με πολλαπλές κάμερες, κάτι απολύτως απαραίτητο όταν αντιμετωπίζονται διαφορετικές παραγωγικές παρτίδες. Βέβαια, οι έξυπνες κάμερες διευκολύνουν την έναρξη του ελέγχου ποιότητας, αλλά τα βασισμένα σε υπολογιστή συστήματα απλώς δεν μπορούν να ξεπεραστούν όσον αφορά την ανάπτυξη σύμφωνα με τις ανάγκες της επιχείρησης, τη γρήγορη προσαρμογή αλγορίθμων και την αντιμετώπιση σημαντικών απαιτήσεων υπολογιστικής ισχύος.

Πώς να Επιλέξετε την Κατάλληλη Κάμερα Όρασης Μηχανής για την Εφαρμογή Ελέγχου Ποιότητας

Ένα Πρακτικό Πλαίσιο Απόφασης: Ευθυγράμμιση των Προδιαγραφών Κάμερας με την Ανοχή Προϊόντος, την Ταχύτητα Γραμμής και τους Περιορισμούς Φωτισμού

Όταν εξετάζετε την ανίχνευση ελαττωμάτων, ξεκινήστε από το μικρότερο ελάττωμα που πρέπει να εντοπίσετε. Πάρτε αυτήν τη διάσταση, για παράδειγμα ένα γρατσούνισμα 0,1 mm, και διαιρέστε τη με το 3 έως 4 pixel ανά χαρακτηριστικό, όπως προτείνει η βιομηχανία. Αυτό μας δίνει μια βάση για τις απαιτήσεις σε ανάλυση. Επίσης, έχει σημασία και η ταχύτητα της ταινίας μεταφοράς. Αν τα αντικείμενα κινούνται με ταχύτητα μεγαλύτερη από 1 μέτρο ανά δευτερόλεπτο, χρειαζόμαστε πραγματικά αισθητήρες global shutter με ρυθμό καρέ μεγαλύτερο από 120 fps. Και όταν η παραγωγή ξεπερνά τα 200 τεμάχια το λεπτό, ο χρόνος έκθεσης πρέπει να παραμένει κάτω από το μισό χιλιοστό του δευτερολέπτου, διαφορετικά όλα θα φαίνονται θολά. Οι συνθήκες φωτισμού αποτελούν άλλη μια πρόκληση. Σε σκοτεινά περιβάλλοντα, ψάξτε για κάμερες με κβαντική απόδοση μεγαλύτερη από 75% και δυναμικό εύρος άνω των 70 dB, ώστε οι εικόνες να διατηρούν την αντίθεση και την ευκρίνειά τους. Η ακολούθηση αυτής της προσέγγισης σε τρεις βασικές περιοχές βοηθά στη διασφάλιση ότι οι κάμερες θα εντοπίζουν πραγματικά αυτά τα μικρά ελαττώματα στην πράξη, όχι μόνο στα χαρτιά των προδιαγραφών. Διατηρεί το κόστος σε λογικά επίπεδα χωρίς να θυσιάζει αυτό που λειτουργεί καθημερινά στο εργοστάσιο.