Компания Дата Линк провела ряд успешных апробаций систем машинного зрения на промышленных предприятиях Украины. В данных испытаниях были задействованы как небольшие производства, так и серьезные игроки на рынке металлургии и машиностроения.

Попробуем приоткрыть занавес в области систем машинного зрения, чтобы даже не подготовленный человек сумел понять как же всё таки машины «видят».  Рассмотрим задачи, которые решают системы машинного зрения.

Технологически камеры машинного зрения отличаются от охранных камер тем, что имеют более широкий диапазон светового потока, с которым может работать матрица камеры. Там, где обычную камеру ослепляет солнечный свет — камера машинного зрения видит качественную картинку. Там, где обычная камера видит ровную поверхность без изъянов — камера машинного зрения увидит шероховатости поверхности и другие дефекты. Более того, камеры машинного зрения работают с сырым (RAW) изображением, что открывает богатые возможности обработки полученного изображения без потерь в качестве.

Аппаратно-программные решения машинного зрения это не только камера. Камера даёт лишь основу для построения всей системы. Одно решение, как правило, состоит из целого ряда устройств: камеры, объективы машинного зрения, специализированная подсветка, контроллеры, реле, лучи, промышленный компьютер. Компания Дата Линк подходит к решениям задач последовательно и системно, поэтому наши клиенты получают решения «под ключ» и не заботятся об обслуживании системы в дальнейшем. В основе наших решений стоят камеры немецкого производителя Basler — лидера в области решений для систем машинного зрения. Управляет нашими системами промышленный компьютер, выполненный в компактном моноблоке без вентиляторов, с пассивным охлаждением.

Перейдём от теории к практике: рассмотрим достаточно типичную задачу по распознаванию объектов, поверхности и как следствие — брака. В этой задаче мы будем изучать электронные платы и рассмотрим причины возникновения брака на стадии пайки SMD компонентов.

Так видит стандартную печатную плату камера машинного зрения. Давайте изучим её более детально. Для анализа брака плат нам необходимо определиться с тем, какие объекты на плате мы будем рассматривать и что считается браком.

Объектами исследования в данном примере будут отверстия (обозначены кружочками), а так же паяльная паста, нанесенная на позиции, где будут установлены SMD компоненты.

Типичные проблемы, при нанесении паяльной пасты можно разделить на две категории: паяльная паста не была нанесена (или нанесена частично), паяльная паста размазана по плате.

Следующий пример платы демонстрирует установку SMD компонентов, а так же проблемы, которые возникают при их пайке.

Как происходит распознавание объектов: первым делом система должна распознать и проанализировать эталонную плату (поэтому исключить участие человека в процессе все равно не получиться, хотя оператор нужен всего лишь при пуско-наладке производства). Получив эталонное изображение платы программное обеспечение привязывает картинку к координатной сетке, распознаёт присутствующие объекты, измеряет их размеры и положение. Программно задаются параметры, согласно которых допускаются погрешности в нанесении паяльной пасты или сдвигов в установке электронных компонентов.

При серийном производстве печатных плат процесс повторяется: камера фотографирует плату, распознает объекты и сравнивает их характеристики с эталоном. Если сравнение выполнено с минимальными отклонениями, то плата считается идентичной. Если же были выявлены существенные отклонения в положении или размере объекта — это брак. Система сигнализирует конвейеру о том, что плата бракована, и уже задача конвейера отложить плату для анализа специалистом.

Выделены фрагменты некорректной установки SMD компонентов.

На данном рисунке показано некорректное нанесение паяльной пасты, что может привести к некачественной пайке SMD компонентов.

Особенности и преимущества, которые открываются при использовании камер машинного зрения Basler настолько велики, что этому стоит посвятить отдельную статью, но основное мы постараемся перечислить. Прежде всего, камера — это маленький компьютер. Каждая камера машинного зрения оснащена цифровыми входами и выходами, что позволяет камере интегрироваться с конвейером в единую систему. В отличии от цифровых входов обычных охранных камер — цифровые входы и выходы имеют очень низкую задержку срабатывания. Информация для сравнения: стандартная охранная IP камера генерирует задержку от 200 милисекунд до 1 секунды при срабатывании тревожного датчика. Камеры машинного зрения лишены этого недостатка и могут обрабатывать входящие сигналы так быстро, как быстро может матрица считывать изображение. Самые простые камеры машинного зрения без труда могут предоставить видеопоток в 200 кадров за секунду. Согласитесь, на конвейере мы не можем обрабатывать всего 5-10 плат в секунду. В реальной жизни конвейеры работают со скоростью, недоступной человеческому глазу, и тут на помощь приходят камеры машинного зрения Basler.

Не стоит забывать и о том, что в камере есть программируемые триггеры, которые могут срабатывать с заданным интервалом для управления конвейером, вспышкой или другим устройством. Так же конвейер может управлять камерой, с этим сложностей тоже нет.

Таким образом, системы машинного зрения экономят средства наших клиентов, исключают брак продукции и автоматизируют процесс производства. Установив систему машинного зрения вы сможете по новому взглянуть на технологический процесс производства, понять узкие места и с успехом устранить их. Экономическая сторона вопроса даже не подлежит сомнениям, ведь брак в продукции это прежде всего урон репутации предприятия, финансовые издержки по возвратам и последующая переработка бракованной продукции. Камеры машинного зрения позволяют не лечить симптомы, а устранять причины.