Rilevamento della posizione per il posizionamento degli oggetti tramite Computer Vision
Max Reijngoudt
Immagina un processo di confezionamento che funziona come un orologio. Ogni scatola posizionata con precisione, ogni fase automatizzata per la massima efficienza. Questa è la potenza del machine vision in azione. Oggi, le aziende di confezionamento tendono ad automatizzare il maggior numero possibile di processi.
In questo modo, il processo stesso diventa più efficiente in termini di velocità e qualità, riducendo al minimo la possibilità di errore umano. Per questo motivo, per renderlo il più efficiente e funzionale possibile, è importante disporre della configurazione adeguata per il compito.
Pertanto, in questo articolo, è possibile vedere un esempio di quale configurazione potrebbe essere utilizzata per automatizzare un processo di confezionamento insegnando ai macchinari a rilevare e posizionare un oggetto nella posizione corretta. Inoltre, nei paragrafi seguenti, verrà presentata una situazione esemplificativa in cui un ingegnere di VA Imaging ha fornito a un cliente la configurazione più adatta per la loro applicazione. Inoltre, alcuni degli elementi e degli argomenti menzionati contengono dei collegamenti, quindi, se necessario, sarà possibile trovare ulteriori informazioni sulla frase evidenziata.
In questo caso di studio, esploreremo come VA Imaging ha aiutato un'azienda di confezionamento ad automatizzare il posizionamento delle scatole su un nastro trasportatore. Questo compito ripetitivo era soggetto a errori e inefficienze. Implementando un sistema di machine vision, l'azienda mirava a ottenere:
- Aumento della velocità e della produttività
- Miglioramento della precisione e della coerenza
- Riduzione dei costi della manodopera manuale
Table of contents
Selezionare la migliore Telecamera Machine Vision
Per cominciare, per realizzare un setup funzionante, è necessario scegliere una Telecamera industriale che sia la più adatta per l'applicazione. In questa situazione, la Telecamera consigliata al cliente è stata la 1.6MP USB3.0 'MER2-160-227U3M' Telecamera. Si tratta di una Telecamera da 1,6 megapixel, dotata di Global Shutter, sensore Sony IMX273 e in grado di raggiungere un framerate di 227fps. Naturalmente, questa Telecamera è stata scelta per soddisfare le specifiche richieste dal cliente.
Il cliente ha specificato che la distanza tra il macchinario a cui la Telecamera sarà collegata e il PC è di circa 2,5 metri. Nella maggior parte dei casi, se la distanza tra la Telecamera e il PC è inferiore a 4,6 metri, suggeriamo di utilizzare un interfaccia Telecamera USB3.0 perché questa interfaccia è perfetta per applicazioni che richiedono alta risoluzione e alto framerate.
Quando si è trattato di scegliere tra una Telecamera monocromatica o a colori, il cliente ha specificato che per rilevare la posizione in cui posizionare l’oggetto, il colore non era necessario. Pertanto, è stato consigliato al cliente di utilizzare una Telecamera monocromatica, che è anche 3 volte più sensibile alla luce rispetto a una Telecamera a colori.
Inoltre, tutto questo processo avviene su un nastro trasportatore, il che significa che la posizione da rilevare è in costante movimento, quindi una Telecamera global shutter è stata un’ottima aggiunta al setup. Nel caso fosse necessaria ulteriore informazione sul Global o Rolling Shutter, è possibile trovarla presso il Knowledge Center di VA Imaging’ Knowledge Center.
Un altro fattore importante da determinare nella scelta di una Telecamera adatta a supportare l'applicazione in questione è la risoluzione. In questo scenario, il cliente ci ha informato che l’oggetto da posizionare era una scatola con parametri di 100x100mm e il FOV desiderato era di 800x600mm. Sulla base di queste informazioni, si poteva supporre che la Telecamera da 1,6 megapixel suggerita con sensore Sony IMX273 e risoluzione di 1440x1080 pixel sarebbe stata perfetta.
Scelta dell'obiettivo ottimale per il processo di confezionamento automatizzato
La MER2-160-227U3M Telecamera precedentemente suggerita è dotata di un sensore Sony IMX273 con una dimensione ottica di 1/2.9”. Il modo migliore per determinare quale obiettivo sia più adatto alla configurazione è utilizzare il calcolatore online per obiettivi. In questo caso, le specifiche necessarie per fornire l’obiettivo corretto erano il campo visivo orizzontale e la distanza di lavoro. Inoltre, la risoluzione della Telecamera e la dimensione dei pixel vengono utilizzate per identificare il reale campo visivo della configurazione (vedi i calcoli riportati di seguito come riferimento).
Per rilevare la posizione corretta per il posizionamento dell’oggetto, è stato identificato un campo visivo di 800x600mm in correlazione con una distanza di lavoro compresa tra 950 e 1000mm. Dopo aver provato diverse distanze di lavoro, la scelta finale è ricaduta su una distanza di lavoro di 972mm, con un campo visivo effettivo di 800x600mm.
Pertanto, l’obiettivo che soddisfa al meglio questi requisiti – l’obiettivo non distorsivo 5MP 06mm 'VA-LCM-5MP-06MM-F1.4-015' – è stato raccomandato.
Calcolatore obiettivo
Luci per Machine vision relative al rilevamento per il posizionamento degli oggetti
Sebbene la Telecamera monocromatica offrisse una maggiore sensibilità alla luce, era necessaria un'illuminazione aggiuntiva per un rilevamento ottimale dell'oggetto e per insegnare alla macchina dove posizionare la scatola. Pertanto, è stata proposta una soluzione di machine vision lightning. Per rilevare il posizionamento dell'oggetto, è stato consigliato l'utilizzo di quattro 'Bar light series VA-BL3'.
Con l'aiuto delle quattro Bar light, il campo in cui l'oggetto deve essere posizionato risultava chiaramente visibile e facilmente riconoscibile dalla macchina. Naturalmente, configurare l'illuminazione in determinate situazioni potrebbe essere un po' complicato, quindi se ci sono domande non esitate a contattare uno dei nostri esperti.
Inoltre, in alcune situazioni, potrebbe accadere che il riflesso con questa configurazione sia inevitabile. Per contrastare questo problema, si raccomandano soluzioni come luci polarizzate, filtri polarizzatori per le luci o un filtro polarizzatore per l'obiettivo.
Il software corretto per la configurazione
Per completare la configurazione, l’ultimo elemento mancante è un software di computer vision. In questo caso, il software consigliato verrebbe utilizzato per aiutare la macchina a rilevare la posizione corretta in cui posizionare una scatola durante il processo di confezionamento. Poiché i prodotti VA Imaging sono compatibili con GenIcam, possono essere utilizzati con diversi software di terze parti come MvTec Halcon, Ni Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV e Arm Board.
Per la configurazione iniziale e la configurazione dei parametri della Telecamera, abbiamo raccomandato il DAHENG IMAGING SDK. Questo SDK intuitivo offre supporto per i linguaggi di programmazione più diffusi come C++, C# e Python, facilitando l’integrazione del sistema di visione da parte degli sviluppatori.
Inoltre, è importante notare che l’SDK è pienamente compatibile sia con PC industriali che con piattaforme ARM, che includono, ma non sono limitate a, NVIDIA serie TX e Raspberry Pi. Inoltre, Windows, Linux e Android sono sistemi che offrono supporto a questo software. Tuttavia, per quanto riguarda Notably e Apple MAC OS, non è previsto supporto lato industriale, ma se necessario, gli ingegneri che utilizzano Windows o Linux su MAC possono eseguire una macchina virtuale.
Tuttavia, per questa applicazione, il cliente cercava una soluzione semplice e facile da utilizzare. Abbiamo raccomandato il Zebra Aurora Vision Software, in particolare per iniziare con la versione lite gratuita. Questo software intuitivo offre un’interfaccia grafica che semplifica il rilevamento degli oggetti e il controllo del sistema.
Applicazioni di rilevamento posizione simili con computer vision
La configurazione consigliata potrebbe essere utilizzata anche per varie altre applicazioni. Oltre a essere impiegata nei processi di confezionamento, potrebbe essere utilizzata anche in situazioni come la produzione e l’imbottigliamento. In sostanza, è possibile utilizzarla per molte diverse applicazioni che richiedono il posizionamento di un oggetto in una determinata posizione.
Supporto riguardo all'applicazione di posizionamento oggetti
Machine vision offre una soluzione potente per automatizzare il posizionamento degli oggetti. Selezionando con attenzione telecamere, obiettivi, illuminazione e software, le aziende possono ottenere miglioramenti significativi nei loro processi produttivi.
Se hai bisogno di assistenza o desideri automatizzare il posizionamento degli oggetti nella tua attività, contatta oggi stesso i nostri esperti di machine vision! Non esitare a contattarci utilizzando il modulo sottostante: verrai ricontattato da uno dei nostri esperti di machine vision.
