Jak używać OpenCV do automatyzacji kontroli komponentów
W procesach produkcyjnych bardzo ważne jest zapewnienie jakości. W wielu przypadkach nadal odbywa się to za pomocą ludzkiego oka, co może później powodować problemy. Coraz więcej firm przechodzi na widzenie maszynowe w kontroli jakości i innych procesach produkcyjnych. W tym artykule wyjaśniamy zastosowanie, w którym widzenie maszynowe jest wykorzystywane w połączeniu z oprogramowaniem OpenCV do kontroli półproduktów. Oczywiście analiza produktów może być również wykonywana za pomocą innych programów, jednak w tym konkretnym przypadku omówimy możliwości oferowane przez OpenCV.
Wprowadzenie do OpenCV dla zastosowań przemysłowych
OpenCV (biblioteka Open Source Computer Vision) to wszechstronna i szeroko stosowana biblioteka oprogramowania do wizji komputerowej i uczenia maszynowego. Oferuje kompleksowy zestaw narzędzi i algorytmów, które można stosować w różnych zadaniach kontroli przemysłowej. Do kluczowych funkcji OpenCV należą:
- Ponad 2500 zoptymalizowanych algorytmów do przetwarzania i analizy obrazu
- Wsparcie dla wielu języków programowania, w tym Python, C++ i Java
- Zgodność międzyplatformowa (Windows, Linux, macOS, Android)
- Aktywne wsparcie społeczności i regularne aktualizacje
Widzenie maszynowe zastosowanie
Otrzymaliśmy zapytanie dotyczące konfiguracji widzenia maszynowego, w której klient chciał rozpoznawać, lokalizować i mierzyć produkty, aby produkt był gotowy do następnego etapu produkcji. Wykonaliśmy 4 kroki, aby wybrać odpowiednią konfigurację dla jego zastosowania:
Kamera przemysłowa do zautomatyzowanej inspekcji komponentów
Kamera musiała być zamontowana w odległości około 3300mm bezpośrednio nad produktem. Po wykonaniu zdjęć produktu klient chciał je następnie przetwarzać za pomocą OpenCV. Produkt miał wymiary około 700x700mm, a wymagane było dostrzeganie drobnych szczegółów o wymiarach 3x3mm. Docelowo planowano wizualizację większego obszaru, mianowicie 3000x2000mm, aby móc przetwarzać wiele produktów jednocześnie. Biorąc pod uwagę te specyfikacje, wymagana jest kamera przemysłowa o rozdzielczości co najmniej 3000 x 2000 pikseli. Kamerą spełniającą te wymagania jest kamera 12MP USB3.0 ‘MER2-1220-32U3C’.
Obiektyw do widzenia maszynowego dla IMX226
Klient wskazał w swoim zapytaniu, że preferuje konfigurację z obiektywem telecentrycznym. Zazwyczaj rekomendujemy klientom, że jeśli pole widzenia jest większe niż 65 x 50 mm, lepiej zastosować standardowy obiektyw C-mount. Ponadto obiektyw telecentryczny ma stałą odległość roboczą i może być ustawiony ostro tylko na tę odległość roboczą.
Kolejnym krokiem jest obliczenie odpowiedniego obiektywu do widzenia maszynowego dla kamery. Aby to obliczyć, korzystamy z kalkulatora obiektywu na naszej stronie internetowej. Poniżej znajduje się zrzut ekranu naszego kalkulatora obiektywu:
Kalkulator obiektywów
Kalkulator obiektywu pokazuje, że potrzebujemy obiektywu C-mount 8 mm. Dobrym wyborem byłby zatem ten VA-LCM-10MP-08MM-F2.8-015
Oświetlenie do widzenia maszynowego do automatyzacji kontroli komponentów
Kompletna konfiguracja nie jest kompletna bez dodania dodatkowego oświetlenia do systemów wizyjnych. Klient wskazał w swoim zapytaniu, że sam rozważał oświetlenie pierścieniowe. W wielu przypadkach oświetlenie pierścieniowe jest dobrym rozwiązaniem oświetleniowym, ale w tym konkretnym przypadku istnieje lepsza alternatywa. Ze względu na stosunkowo dużą odległość roboczą (3300 mm) podczas stosowania oświetlenia pierścieniowego może dochodzić do zbyt dużych strat światła. Dlatego lepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie dwóch naszych nowych oświetlaczy punktowych LED.
Firma VA Imaging niedawno wprowadziła nowy oświetlacz punktowy LED. Oświetlacz punktowy LED ma wymienne soczewki optyczne i jest dostępny w kącie widzenia 90, 60 i 30 stopni. Dzięki temu można oświetlać obiekty lepiej niż przy użyciu standardowych diod LED.
Główne zalety tego oświetlacza punktowego LED:
- Wszechstronne rozwiązanie z soczewkami optycznymi 90 stopni, 60 stopni i 30 stopni
- Kompaktowa konstrukcja
- Stopień ochrony IP67
- Oświetlenie optyczne dzięki diodom LED o wysokiej wydajności
Więcej informacji o tym oświetlaczu punktowym LED można znaleźć na naszej stronie internetowej.
Oprogramowanie OpenCV
Kamera wizyjna musi być sterowana za pomocą naszego Zestawu do tworzenia oprogramowania. Ten SDK można bezpłatnie pobrać ze strony pobierania. SDK zawiera przykłady programowania oraz interfejs użytkownika umożliwiający łatwe ustawianie parametrów kamery.
Klient wskazał już w momencie zastosowania, że chce używać oprogramowania OpenCV. OpenCV to biblioteka oprogramowania open-source do widzenia maszynowego z szeroko stosowaną infrastrukturą, która może być używana w kilku zastosowaniach. Więcej informacji o tym, jak pobrać oprogramowanie innych firm dla naszych kamer wizyjnych, można znaleźć w tym artykule z naszego centrum wiedzy: Jak zainstalować kamery przemysłowe USB3 – GigE z oprogramowaniem innych firm.
Biblioteka OpenCV ma ponad 2500 algorytmów, które mogą być
używane do:
- Identyfikacji obiektów
- Śledzenia ruchów kamery
- Tworzenia modeli 3D obiektów
- Porównywania obrazów
- Itd.
OpenCV ma interfejsy Python, C++, Java i MATLAB oraz obsługuje Android, Windows, Linux i Mac OS.
Pytania?
Dzięki odpowiedniemu połączeniu sprzętu i oprogramowania możesz zrewolucjonizować procesy kontroli jakości i wspierać ciągłe doskonalenie linii produkcyjnej. Jeśli masz dodatkowe pytania dotyczące możliwości, jakie widzenie maszynowe może zaoferować Twojemu zastosowaniu, lub chcesz dowiedzieć się więcej o możliwościach oprogramowania OpenCV, skontaktuj się z nami za pomocą poniższego formularza kontaktowego.
Nasi inżynierowie chętnie Ci pomogą!