Sistema Pick & Place con una Telecamera computer vision
Max Reijngoudt
La corretta integrazione delle Telecamere computer vision è molto importante per i sistemi di visione pick & place nell'automazione. In termini semplici, l'automazione pick and place è il processo in cui le macchine prelevano prodotti e li spostano in posizioni designate. Immagina una linea di produzione in cui i prodotti vengono trasferiti da un contenitore all'altro. La precisione è fondamentale e avere la Telecamera computer vision più adatta nella tua configurazione lo rende possibile. Che tu la utilizzi nel tuo impianto di confezionamento, magazzino logistico o stabilimento produttivo, le nostre Telecamere industriali offrono la soluzione di visione di cui hai bisogno per il tuo sistema pick and place. Questo articolo si concentra principalmente sull'utilizzo di un braccio robotico equipaggiato con una Telecamera computer vision per questo compito.
La Telecamera computer vision, montata sul braccio robotico, garantisce l'identificazione e il posizionamento accurati dei prodotti all'interno di una scatola. Attraverso l'elaborazione delle immagini, il sistema determina l'esatta orientazione di ciascun articolo. In questo modo si assicura che il braccio robotico afferri correttamente gli articoli e li posizioni su un pallet in modo organizzato.
In soli cinque passaggi, questo articolo ti guida nella scelta dell'hardware Telecamera computer vision più adatto per il tuo sistema pick-and-place.
Sommario
Selezione della Telecamera per Computer vision
In questo caso specifico, il nostro esperto di machine vision ha iniziato con una raccomandazione per il componente principale del sistema di visione pick & place: la Telecamera industriale. Alcune specifiche sono fondamentali nella scelta della Telecamera più adatta:
Interfaccia Telecamera
È disponibile una varietà di interfacce tra cui scegliere per un sistema di visione come l'applicazione pick and place robot. USB3 e GigE sono le interfacce più utilizzate dai nostri clienti. L'interfaccia USB3 è ideale per progetti in cui la distanza tra pc e Telecamera è al massimo di 4,6 metri. La lunghezza del cavo è limitata, oppure è necessario utilizzare cavi speciali attivi ad alta flessibilità. Questo è consigliato in questo sistema di visione robotica; ulteriori dettagli sono disponibili più avanti in questo articolo nella sezione “Attributi del Sistema di Visione”. Inoltre, le Telecamere USB3 hanno una bandwidth quattro volte superiore rispetto alle Telecamere GigE. A differenza dell'interfaccia USB3, le Telecamere GigE sono ideali per progetti in cui la distanza tra pc e Telecamera arriva fino a 100 metri.
In questa applicazione, non era richiesta una bandwidth elevata e la distanza tra pc e Telecamera era di soli 4 metri. Tuttavia, il cliente preferiva che l'installazione della Telecamera fosse il più semplice possibile. La nostra esperienza dimostra che GigE viene percepita come una connessione più stabile, tuttavia una Telecamera USB3 è rapida e facile da installare. Per questo motivo, l'esperto di machine vision ha consigliato di utilizzare una Telecamera computer vision con interfaccia USB3.
Telecamera a colori o monocromatica?
Tutte le nostre Telecamere standard per computer vision, comunemente utilizzate per applicazioni come un sistema di visione robot pick & place, sono disponibili sia in versione monocromatica che a colori. Per l'applicazione del nostro cliente, era necessaria una Telecamera a colori. Questo deriva dall'esigenza di distinguere prodotti di colore diverso tra loro.
Global shutter vs. Rolling shutter
Abbiamo due tipi di Telecamere per computer vision disponibili: Telecamere con global shutter e Telecamere con rolling shutter. La differenza tra queste due tipologie è ampiamente spiegata in questo articolo sulla differenza tra global shutter e rolling shutter nelle Telecamere. La principale differenza è che le Telecamere con global shutter sono perfette per sistemi di visione in cui la Telecamera o l’oggetto si muovono mentre vengono acquisite le immagini. Al contrario, le Telecamere con rolling shutter sono più adatte a sistemi di visione in cui sia l’oggetto che la Telecamera rimangono fermi durante l’acquisizione delle immagini. Le Telecamere con rolling shutter sono ideali per configurazioni stazionarie, leggermente più limitate, ma quindi più convenienti.
Per questo sistema di visione pick & place, l’esperto di machine vision ha raccomandato l’utilizzo di una Telecamera con global shutter. Questo perché il braccio robotico, a cui è fissata la Telecamera, potrebbe muoversi durante l’acquisizione delle immagini.
Risoluzione della Telecamera computer vision
Il nostro cliente ha specificato di voler una risoluzione di sistema di almeno 0,3 mm/pixel all'interno di un campo visivo di 500 x 375 mm. Con questa risoluzione minima, dovrebbero essere in grado di eseguire le seguenti attività di ispezione:
🔸 Controllo preciso della forma: Per prelevare tutti i prodotti, la Telecamera computer vision deve essere in grado di determinare la forma dei prodotti. Poiché i prodotti possono essere sia rettangolari che quadrati, un controllo preciso della forma è fondamentale.
🔸 Controllo preciso delle dimensioni: I prodotti che devono essere prelevati dal braccio robotico sono disponibili in quattro diverse dimensioni. Il prodotto più piccolo misura 10x5 cm, mentre il più grande misura 10x25 cm. La Telecamera, insieme a un software di elaborazione delle immagini aggiuntivo, deve determinare con precisione le dimensioni dei prodotti per consentirne il corretto prelievo.
🔸 Controllo preciso del colore: Come già menzionato, i prodotti possono avere colori diversi. Lo sfondo deve essere distinto dai prodotti. Per questo motivo è importante disporre di una risoluzione sufficiente per un controllo preciso del colore.
Selezione dell'Obiettivo per sistema Pick & Place
Una Telecamera non può essere utilizzata senza un obiettivo. Per scoprire quale obiettivo C-mount sia il più adatto per la Telecamera USB3 3MP, l’esperto di machine vision ha effettuato alcuni calcoli nel nostro calcolatore di obiettivi. Il calcolo si è basato sulle seguenti specifiche:
Campo visivo richiesto = 500x375mm
Distanza di lavoro massima = 1300mm
Il calcolatore di obiettivi mostra che, a una distanza di lavoro esattamente di 1300mm, la lunghezza focale calcolata dell’obiettivo è di 18MM. Questo obiettivo C-mount con tale lunghezza focale non esiste, per questo motivo si consiglia un obiettivo con lunghezza focale di 16MM. La distanza di lavoro può essere ridotta a 1150mm per ottenere un campo visivo di 500x375mm. Questo è illustrato nello screenshot del calcolatore di obiettivi.
Per questo sistema di visione pick & place, l’esperto di machine vision ha consigliato di utilizzare il nostro obiettivo C-mount 16MM ad alta sensibilità alla luce in combinazione con la Telecamera computer vision 3MP. L’obiettivo ha un numero F minimo di F1.4, che lo rende uno degli obiettivi più sensibili alla luce che offriamo. Inoltre, il potere risolutivo dell’obiettivo è di 160lp/mm per una Telecamera con una dimensione del pixel di 3,45 µm.
Attributi del sistema di Visione
Un setup per il sistema di visione Pick & Place non è completo senza l'aggiunta dei necessari accessori per Telecamera. Il cliente non ha richiesto un alloggiamento per Telecamera impermeabile, cavi I/O extra per il triggering o altri accessori. Tuttavia, i seguenti due attributi sono stati aggiunti al sistema.
Cavi USB3 Highflex per braccio robotico
Per garantire una connessione stabile tra la Telecamera USB3 e il pc, consigliamo sempre ai nostri clienti i nostri cavi USB3. Per questo specifico sistema di visione pick & place, l’esperto di visione delle macchine ha suggerito di utilizzare i nostri cavi USB3 attivi highflex. I nostri cavi highflex sono progettati per essere utilizzati in applicazioni dove sono sottoposti a movimenti continui. In questo caso, poiché il braccio robotico si muove continuamente, il cliente trarrà vantaggio dall’utilizzo dei cavi USB3 highflex invece di un cavo USB3 standard da 4,6 m. I cavi highflex includono il blocco a vite, durano più a lungo e sono più resistenti ai movimenti. La distanza tra la Telecamera e il pc è di circa 4 metri, pertanto possono essere utilizzati i nostri cavi USB3 highflex da 5 metri.
Piastra di montaggio per computer vision Telecamera
In un'applicazione di visione in cui un braccio robotico si muove continuamente, come in questo sistema pick & place, un corretto montaggio della Telecamera è essenziale. Per facilitare il montaggio della Telecamera, può essere utilizzata una delle nostre piastre di montaggio. Utilizzando una piastra di montaggio per fissare la Telecamera al braccio robotico, la computer vision Telecamera stessa non subirà danni. La nostra Telecamera 3MP fa parte della serie MER2 di Telecamere e può quindi essere utilizzata in combinazione con questa piastra di montaggio per Telecamere MER2.
Integratore di Visione per macchina pick & place
Essendo inesperto nell'utilizzo di Telecamere computer vision per un sistema pick & place, questo cliente desiderava ulteriore supporto durante l'integrazione. In qualità di VA Imaging, siamo specializzati nell'offrire hardware e eccellente supporto prodotto da parte di esperti di machine vision. Sebbene i nostri ingegneri di Supporto Tecnico siano disponibili localmente (ad es. Paesi Bassi, Germania), la nostra competenza non si estende all'integrazione del software di elaborazione delle immagini e alle visite in loco presso la vostra sede per implementare tutto l'hardware.
Tuttavia, per applicazioni come questa macchina pick & place con Telecamere visione, abbiamo partner disponibili che sono lieti di offrire assistenza. In paesi come Germania, Paesi Bassi e Belgio, queste aziende partner possono lavorare senza problemi con le nostre Telecamere computer vision e occuparsi dell'integrazione del software e in loco. Per questo motivo, per questo specifico cliente, li abbiamo messi in contatto con uno dei nostri partner specializzati in sistemi pick & place in cui è integrata una Telecamera machine vision.
Supporto per sistemi di Visione Pick & Place
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