Systemy wizyjne maszyn już od dłuższego czasu stanowiły istotny element systemów produkcji w zakładach przemysłu elektronicznego i półprzewodnikowego, jednakże spadające ceny komponentów oraz integracja tego typu układów, wraz z poprawiającymi się ich parametrami i osiągami, powodują obecnie wzrost ich popularności w zastosowaniach związanych z najrozmaitszymi dziedzinami działalności przemysłowej i produkcyjnej: branża samochodowa, pakowanie produktów, produkcja spożywcza i napoje, przemysł celulozowo?papierniczy i farmaceutyczny.
W większości typowych aplikacji tego typu systemów kamera umieszczona nad lub obok kontrolowanego punktu (elementu) przechwytuje w odpowiednim momencie jego obraz i przesyła do odpowiedniego procesora, zajmującego się obróbką zarejestrowanych obrazów. Zasadniczo procesor ten to wbudowane urządzenie przeznaczone do realizacji tej specyficznej funkcji lub też komputer PC wraz z odpowiednim oprogramowaniem. Opisany tu układ sprzętowo-programowy systemu wizyjnego dokonuje odpowiedniej analizy zarejestrowanego obrazu ? w celu realizacji jednego lub też kilku zadań, takich jak: stwierdzenie obecności lub nieobecności danego elementu/częścina linii produkcyjnej, porównanie ze wzorcem ? tak aby zapewnić właściwe ustawienie elementu, inspekcja kolorów, odczyt kodów paskowych i znaków charakterystycznych, wymiarowanie/ pomiar gabarytów oraz detekcja ewentualnych błędów lub uszkodzeń.
Konfiguracja systemów wizyjnych jest ściśle związana z konkretnym zastosowaniem i tak zróżnicowana, jak zróżnicowany jest rynek odbiorców tego typu systemów: przedsiębiorstwa produkcyjne, zakłady przemysłu ciężkiego, różnego rodzaju fabryki itp. Ceny systemów wizyjnych maszyn kształtują się od poziomu 3 000 zł dla prostych pakietów, składających się z pojedynczej kamery i podstawowej jednostki obróbki rejestrowanych sygnałów, do poziomu około 25 000 zł i więcej dla złożonych, zaawansowanych systemów ? składających się: z wielu kamer o wysokich parametrach użytkowych, wielu elementów oświetlających,skomplikowanych pakietów oprogramowania wizyjnego oraz dużym potencjale funkcjonalnym. Przy podejmowaniu decyzji o zakupie systemu wizyjnego maszyn jego potencjalni użytkownicy powinni wziąć pod uwagę szereg istotnych czynników, decydujących o trafności tejże decyzji. Należą do nich między innymi:
Wybór kamery. Wszystkie oferowane kamery różnią się miedzy sobą. Znaczna ilość popularnych i dostępnych na rynku kamer analogowych niestety nie jest odpowiednia i nie spełnia wymagań stawianych przez większość użytkowników. Wiele aplikacji bowiem wymaga dużej szybkości rejestracji (ilość rejestrowanych klatek na sekundę) oraz wysokiej rozdzielczości obrazu. Przy zakupie sprawdzić więc należy, czy oferowana kamera spełnia wymagania stawiane przez konkretną aplikację. Prostota użytkowania. Większość sprzedawców systemów wizyjnych wskazuje tę właśnie cechę jako jeden z najbardziej istotnych czynników wyróżniających poszczególne systemy dostępne na rynku. Potencjalny nabywca, dokonując profesjonalnej oceny systemów wizyjnych maszyn, powinien głównie skupić się na tym, jak szybko dany system może być zainstalowany i właściwiesparametryzowany do realizacji określonych zadań oraz jak wygląda kwestia jego późniejszegoutrzymania. Najczęściej sprawdza się tu poniższa zasada: im bardziej skomplikowany i wyrafinowany system, tym większe jest prawdopodobieństwo, iż użytkownik będzie musiał dodatkowo zapłacić specjaliście za jego integrację i sprawną implementację.
Oprogramowanie: konfiguracja kontra programowanie.
Oprogramowanie bazujące na zasadzie doboru konfiguracji zazwyczaj zawiera tzw. wbudowane funkcje, które mogą być w prosty sposób wybierane i stosowane, przy użyciu prostych operacji wyboru opcji w menu na ekranie komputera. Pakiety oprogramowania bazujące na kompleksowym programowaniu aplikacji pozwalają użytkownikowi na zapisanie własnej funkcji, tworzonej w jednym z języków wysokiego poziomu, jak np. C, Visual Basic lub też w specjalizowanym języku danego producenta. Aplikacje tworzone pakietami konfiguracyjnymi są zwykle bardzo łatwe w użytkowaniu i obsłudze, jednakże nie są one tak elastyczne i nie mają tak znacznego potencjału możliwości, jak to ma miejsce w przypadku oprogramowania wykorzystującego programowanie funkcji. Warto jednak pamiętać, iż ta druga opcja pakietów programowych jest ogólnie trudniejsza w użytkowaniu i wymaga obsługi przez doświadczony personel i programistów.
Możliwości rozbudowy systemu. Jeżeli planowana w danym momencie aplikacja dla systemu wizyjnego wymaga jedynie zastosowania jednej kamery, np. do detekcji obecności/nieobecności elementu, nabywca szczególnie mocno powinien rozważyć, czy ostatecznie w przyszłości nie będzie konieczne zastosowanie dodatkowych elementów systemowych: kilku kamer, dodatkowych elementów doświetlających czy też bardziej zaawansowanego i funkcjonalnego oprogramowania. W przypadku stwierdzenia, iż taka rozbudowa może okazać się niezbędna, tenże nabywca powinien zwiększyć planowane wydatki na zakup systemu, który w przyszłości umożliwi jej realizację.
Kluczowe zagadnienia związane z systemami wizyjnymi: jakość kamery, cena, możliwości adaptacji, prostota użytkowania, implementacja, oprogramowanie: konfigurowalne czy programowalne, możliwości rozbudowy, stabilność dostawcy, możliwości współpracy sieciowej, warunki środowiskowe aplikacji (wodoodporność, wytrzymałość na wysokie/niskie temperatury, występowanie wibracji, praca bez chłodzenia wiatrakowego itp.).
? Patrząc od strony narzędziowej, każdy nabywca chce mieć pewność, iż nie stoi na granicy możliwości i wydajności ? stwierdza George Blackwell, kierownik działu marketingu firmy Cognex, producenta systemów wizyjnych. ? Należy upewnić się zatem, że wybierany dostawca systemu oferuje wsparcie dla jak największej palety urządzeń oraz że narzędzia te mają wystarczającą elastyczność ? w celu realizacji zróżnicowanych zadań i funkcji.
Stabilność, kondycja dostawcy. W przeciągu ostatnich kilku lat liczni dostawcy systemów wizyjnych pojawili się na rynku lub też z niego zniknęli, wywołując falę pytań i wątpliwości związanych z tym faktem migracji koncepcji i standardów. Przy zakupie systemu wizyjnego od konkretnego dostawcy nabywca powinien zorientować się, jaki jest staż jego obecności na rynku oraz stabilność rynkowa i szacowana wielkość bazy dotychczasowych użytkowników oferowanego przez niego systemu.Jeżeli jest to możliwe, nie bez znaczenia jest również ocena możliwości dostawcy, możliwości związanych ze wsparciem technicznym systemu.
Jeszcze jednym czynnikiem, jaki należy rozważyć przy decyzji o zakupie systemu wizyjnego, jest środowisko, w jakim system ten zostanie zainstalowany. Na przykład w aplikacjach gdzie pojawiają się elementy półprzewodnikowe, należy stosować np. komputery bez wentylatorów oraz wbudowane procesory, które powinny minimalizować możliwość wystąpienia zanieczyszczeń pyłkowych, zawierających drobiny brudu, kurzu itp. W zakładach produkcji środków spożywczych i napojów, gdzie wymagane jest utrzymanie wielu miejsc pracy w czystości (częste zmywanie), stosowane komponenty systemów wizyjnych muszą być odporne na wilgoć i wodę. W przypadku natomiast przedsiębiorstw farmaceutycznych, gdzie odpowiednie organizacje kontroli jakości i składu leków stawiają rozliczne, wysokie wymagania co do zasad ich produkcji, systemy wizyjne powinny być wyposażone w odpowiednie interfejsy, umożliwiające ich współpracę i przesyłanie danych do innych aplikacji i systemów kontroli, jak np. system archiwizacji danych dotyczących kolejnych serii produktów.
Systemy wizyjne maszyn zwalniają ludzi z obowiązku realizacji niekiedy żmudnych i monotonnych procesów kontroli i dozoru produkcji, a w większości przypadków praca przez nie wykonywana, jest nawet bardziej dokładna i wydajna, szczególnie w przypadku procesów szybkozmiennych. Wciąż jednak liczne czynniki zewnętrzne mają wpływ na implementację systemów wizyjnych w fabrykach i przedsiębiorstwach produkcyjnych. ? Długoterminowa perspektywa zwrotu kosztów może być tu szczególnie znacząca, nakłady inwestycyjne na system wizyjny rywalizują bowiem z innymi priorytetowymi zadaniami w przedsiębiorstwie i mogą ostatecznie powodować opóźnienie w podjęciu decyzji o zakupie systemu wizyjnego ? ocenia Steve Geraghty, pracownik grupy ipd zajmującej się produkcją systemów wizyjnych, będącej częścią firmy Dalsa Coreco.
Innym czynnikiem wpływającym na decyzję o zastosowaniu w zakładzie systemów wizyjnych są głosy niezadowolonych klientów, mówiące o złej jakości wytwarzanych w nim produktów. Wystąpienie tego czynnika powoduje najczęściej radykalną zmianę priorytetów inwestycyjnych firmy ? na korzyść systemów wizyjnych, poprzez umieszczenie ich w jednej z pierwszych pozycji do zakupu i realizacji.
Artykuł pod redakcją Andrzeja Ożadowicza
