System Pick & Place z kamerą do wizji komputerowej

Prawidłowa integracja kamer do wizji komputerowej jest bardzo ważna dla systemów wizyjnych pick & place w automatyzacji. Mówiąc prościej, automatyzacja pick and place to proces, w którym maszyny podnoszą produkty i przenoszą je w wyznaczone miejsca. Wyobraź sobie linię produkcyjną, na której produkty są przenoszone z jednego pojemnika do drugiego. Precyzja jest kluczowa, a zastosowanie najbardziej odpowiedniej kamery przemysłowej w konfiguracji to umożliwia. Niezależnie od tego, czy będzie używana w zakładzie pakowania, magazynie logistycznym czy zakładzie produkcyjnym, nasze kamery przemysłowe oferują rozwiązanie vision potrzebne dla systemu pick and place. Niniejszy artykuł koncentruje się na wykorzystaniu do tego zadania ramienia robota wyposażonego w kamerę do wizji komputerowej.

System Pick & Place z kamerą do wizji komputerowej

Kamera do wizji komputerowej, zamontowana na ramieniu robota, zapewnia dokładną identyfikację i pozycjonowanie produktów w obrębie pudełka. Dzięki przetwarzaniu obrazu system określa dokładną orientację każdego elementu. W ten sposób zapewnia się, że ramię robota prawidłowo chwyta elementy i umieszcza je na palecie w uporządkowany sposób.

W zaledwie pięciu krokach ten artykuł pomaga wybrać odpowiedni sprzęt kamery do wizji komputerowej dla systemu pick-and-place.

Dobór kamery do wizji komputerowej

W tym konkretnym przypadku nasz ekspert ds. widzenia maszynowego rozpoczął od rekomendacji głównego komponentu systemu wizyjnego pick & place: kamery przemysłowej. Przy wyborze najbardziej odpowiedniej kamery kluczowych jest kilka specyfikacji:

Interfejs kamery

Dostępne są różne interfejsy do wyboru dla systemu wizyjnego, takiego jak zastosowanie robota pick and place. USB3 i GigE są interfejsami najczęściej używanymi przez naszych klientów. Interfejs USB3 jest idealny do projektów, w których odległość między komputerem PC a kamerą wynosi maksymalnie 4,6 metra. Długość kabla jest ograniczona lub należy użyć specjalnych aktywnych kabli high flex. Jest to zalecane w tym systemie wizyjnym robota; więcej informacji można znaleźć w dalszej części tego artykułu w sekcji „Atrybuty systemu wizyjnego”. Ponadto kamery USB3 mają czterokrotnie większą przepustowość niż kamery GigE. W przeciwieństwie do interfejsu USB3, kamery GigE doskonale sprawdzają się w projektach, w których odległość między komputerem PC a kamerą wynosi do 100 metrów.

W tym zastosowaniu wysoka przepustowość nie była wymagana, a odległość między komputerem PC a kamerą wynosiła zaledwie 4 metry. Klient preferował jednak, aby instalacja kamery była jak najprostsza. Nasze doświadczenie pokazuje, że GigE jest postrzegany jako bardziej stabilne połączenie, jednak kamera USB3 jest szybka i łatwa w instalacji. Z tego powodu ekspert ds. widzenia maszynowego zalecił użycie kamery do wizji komputerowej z interfejsem USB3.

Kamera kolorowa czy monochromatyczna?

Wszystkie nasze standardowe kamery do wizji komputerowej, które są powszechnie stosowane w zastosowaniach takich jak system wizyjny robota pick & place, są dostępne zarówno w wersji monochromatycznej, jak i kolorowej. Do zastosowania naszego klienta wymagana była kamera kolorowa. Wynika to z potrzeby odróżniania od siebie produktów o różnych kolorach.

Migawka globalna vs. migawka krocząca

Mamy dostępne dwa typy kamer do wizji komputerowej: kamery z migawką globalną i kamery z migawką kroczącą. Różnica między tymi dwoma typami została szeroko wyjaśniona w tym artykule na temat kamer z migawką globalną vs. migawką kroczącą. Główna różnica polega na tym, że kamery z migawką globalną są idealne do systemów wizyjnych, w których kamera lub obiekt porusza się podczas rejestrowania obrazów. Natomiast kamery z migawką kroczącą lepiej nadają się do systemów wizyjnych, w których zarówno obiekt, jak i kamera pozostają nieruchome podczas wykonywania zdjęć. Kamery z migawką kroczącą doskonale sprawdzają się w stacjonarnej konfiguracji, są nieco bardziej ograniczone, ale dzięki temu bardziej przystępne cenowo.

W przypadku tego systemu wizyjnego typu pick & place ekspert w dziedzinie widzenia maszynowego zalecił użycie kamery z migawką globalną. Wynika to z faktu, że ramię robota, do którego przymocowana jest kamera, może poruszać się podczas rejestrowania obrazów.

Rozdzielczość kamery przemysłowej

 

Nasz klient określił, że chce mieć rozdzielczość systemu wynoszącą co najmniej 0,3 mm/piksel w obrębie pola widzenia 500 x 375 mm. Przy tej minimalnej rozdzielczości powinni być w stanie wykonywać następujące działania inspekcyjne:

🔸 Precyzyjna kontrola kształtu: Aby pobierać wszystkie produkty, kamera do wizji komputerowej powinna być w stanie określić kształt produktów. Ponieważ produkty mogą być zarówno prostokątne, jak i kwadratowe, precyzyjna kontrola kształtu jest istotna.
🔸 Precyzyjna kontrola wymiarów: Produkty, które mają być pobierane przez ramię robota, występują w czterech różnych rozmiarach. Najmniejszy produkt ma wymiary 10x5 cm, a największy produkt ma wymiary 10x25 cm. Kamera powinna, wraz z dodatkowym oprogramowaniem do przetwarzania obrazu, precyzyjnie określać wymiary produktów, aby prawidłowo je pobierać.
🔸 Precyzyjna kontrola koloru: Jak wspomniano, produkty mogą mieć różne kolory. Tło musi być odróżniane od produktów. Dlatego istotne jest zapewnienie wystarczającej rozdzielczości do precyzyjnej kontroli koloru.

Machine vision camera

Wybór obiektywu do systemu Pick & Place

Kamera nie może być używana bez obiektywu. Aby ustalić, który obiektyw C-mount jest najbardziej odpowiedni dla kamery USB3 3MP, ekspert ds. widzenia maszynowego wykonał obliczenia w naszym kalkulatorze obiektywu. Obliczenia oparto na następujących specyfikacjach:

Wymagane pole widzenia = 500x375mm

Maksymalna odległość robocza = 1300mm

Kalkulator obiektywu pokazuje, że przy odległości roboczej wynoszącej dokładnie 1300mm obliczona ogniskowa obiektywu wynosi 18MM. Obiektyw C-mount o tej ogniskowej nie istnieje, dlatego zalecany jest obiektyw o ogniskowej 16MM. Odległość robocza może zostać zmniejszona do 1150mm dla pola widzenia 500x375mm. Jest to pokazane na zrzucie ekranu kalkulatora obiektywu.

Dla tego systemu wizyjnego pick & place ekspert ds. widzenia maszynowego zalecił użycie naszego światłoczułego obiektywu C-mount 16MM w połączeniu z kamerą do wizji komputerowej 3MP. Obiektyw ma minimalną liczbę F równą F1.4, co czyni go jednym z najbardziej światłoczułych obiektywów w naszej ofercie. Ponadto zdolność rozdzielcza obiektywu wynosi 160lp/mm dla kamery o rozmiarze piksela 3.45 µm.

Pick_Place_system_with_a_computer_vision

Atrybuty systemu Vision

Konfiguracja systemu wizyjnego Pick & Place nie jest kompletna bez dodania niezbędnych akcesoriów do kamer. Klient nie wymagał wodoodpornej obudowy kamery, dodatkowych kabli I/O do wyzwalania ani innych akcesoriów. Niemniej jednak do systemu dodano następujące dwa atrybuty.

Przewody USB3 Highflex do ramienia robota

Aby zagwarantować stabilne połączenie między kamerą USB3 a komputerem, zawsze zalecamy naszym klientom nasze przewody USB3. W przypadku tego konkretnego systemu wizyjnego pick & place ekspert w dziedzinie machine vision zasugerował użycie naszych aktywnych przewodów USB3 Highflex. Nasze przewody Highflex są zaprojektowane do stosowania w zastosowaniach, w których są poddawane ciągłym ruchom. W tym przypadku ramię robota porusza się nieustannie, dlatego klient odniesie korzyści z zastosowania przewodów USB3 Highflex zamiast standardowego przewodu USB3 4,6 m. Przewody Highflex mają blokadę śrubową, będą działać dłużej i są bardziej odporne na ruchy. Odległość między kamerą a komputerem wynosi około 4 metrów, dlatego można zastosować nasze przewody USB3 Highflex 5 metrów.

Płyta montażowa do kamery do wizji komputerowej

W zastosowaniu vision, w którym ramię robota porusza się w sposób ciągły, takim jak ten system pick & place, prawidłowy montaż kamery jest niezbędny. Aby ułatwić montaż kamery, można zastosować jedną z naszych płyt montażowych. Dzięki zastosowaniu płyty montażowej do zamocowania kamery na ramieniu robota sama kamera do wizji komputerowej nie zostanie uszkodzona. Nasza kamera 3MP jest częścią serii kamer MER2, dlatego może być używana w połączeniu z tą płytą montażową do kamer MER2.

VA-MCPT-24x20-ALU Mounting plate  1

Integrator Vision dla maszyny pick & place

Nie mając doświadczenia w korzystaniu z kamer do wizji komputerowej w systemie pick & place, klient ten oczekiwał dodatkowego wsparcia podczas integracji. Jako VA Imaging specjalizujemy się w oferowaniu sprzętu oraz doskonałego wsparcia produktowego przez ekspertów w dziedzinie widzenia maszynowego. Chociaż nasi inżynierowie Wsparcia Technicznego są dostępni lokalnie (np. w Holandii i Niemczech), nasza wiedza specjalistyczna nie obejmuje integracji oprogramowania do przetwarzania obrazu ani wizyt na miejscu u klienta w celu wdrożenia całego sprzętu.

Jednak w przypadku zastosowań takich jak ta maszyna pick & place z kamerami do wizji komputerowej, dysponujemy partnerami, którzy chętnie pomogą. W krajach takich jak Niemcy, Holandia i Belgia te firmy partnerskie mogą bezproblemowo współpracować z naszymi kamerami do wizji komputerowej oraz zajmować się oprogramowaniem i integracją na miejscu. Dlatego w przypadku tego konkretnego klienta skontaktowaliśmy go z jednym z naszych partnerów specjalizujących się w systemach pick & place, w których zintegrowana jest kamera wizyjna.

Wsparcie dla systemów Vision Pick & Place

Czy chcieliby Państwo, abyśmy skontaktowali Państwa z jednym z naszych partnerów, integratorem systemów wizyjnych? A może jeden z naszych ekspertów ds. widzenia maszynowego może pomóc Państwu w stworzeniu własnego systemu wizyjnego Pick & Place z kamerami do wizji komputerowej? Prosimy nie wahać się skontaktować z nami za pomocą poniższego formularza!