Mašinska vizija (engl. Machine vision) obuhvata sve industrijske i neindustrijske aplikacije u kojima kombinacija hardvera i softvera pruža operativne smjernice uređajima u izvršavanju njihovih funkcija na osnovu snimanja i obrade slika.
Uvođenjem mašinske vizije u proizvodni proces: inspekcija, mjerenje, kalibracija i verifikacija komada, zauzvrat nam daje bolji kvalitet, veću produktivnost i fleksibilnost proizvodnje, smanjeno vrijeme zastoja, smanjanu radnu površinu kao i mnoge druge benefite o kojima će biti više govora u nastavku.
Šta je mašinska vizija
Mašinska vizija pomaže u pouzdanom i dosljednom rješavanju složenih industrijskih zadataka. Iako mašinska vizija koristi mnogo istih algoritama i pristupa u akademskoj/obrazovoj i vladinoj/vojnoj primjeni, ograničenja su ipak razičita.
Industrijska vizija zahtjeva veću robusnost, pouzdanost i stabilnost u odnosu na akademski/obrazovni sistem vizije a ujedno je mnogo jeftinija od sistema vizije korištene u vladinim/vojnim aplikacijama. Stoga industrijska vizija podrazumjeva relativno niske troškove, prihvatljivu tačnost, visoku robusnost, visoku pouzdanost i visoku mehaničku i temperaturnu stabilnost.
Mašinska vizija se oslanja na digitalne senzore zaštićene u industrijskim kamerama sa specijalizovanom optikom za dobivanje slika, tako da računarski hardver i softver mogu obrađivati, analizirati i mjeriti različite karakteristike za donošenje odluka.
Slika 1. Inspekcija nivoa napunjenosti boca
Kao primjer, razmotrit ćemo sistem inspekcije nivoa napunjenosti boca (slika 1). Svaka boca prolazi kroz inspekcijski senzor, koji aktivira sistem inspekcije što uključuje paljenje blica i fotografisanje boce. Nakon toga softver za inspekciju preuzima, analizira, obrađuje i izdaje odgovor na osnovu nivoa napunjenosti boce. Ako sistem otkrije neispravno napunjenu bocu, signalizira preusmjerivaču da istu odstrani sa proizvode trake. Operater na panelu može pogledati slike neispravno napunjenih boca i trenutne statistike.
Slika 2. Inspekcija nosača i uljnih filtera
Mašinska vizija može također da izvodi objektivna mjerenja, poput utvrđivanja razmaka na svjećici benzinskog motora ili pružanja informacije o lokaciji koja dalje navodi robota na naredne korake. Na slici 2 su prikazani primjeri mašinske vizije za inspekciju filtera za ulje u automobilskoj industriji (desno) i mjerenje širine središnjeg jezička na nosaču (lijevo).
Aplikacije mašinske vizije
Da biste postigli tačnost, pouzdanost i ponovljivost, alati za lokaciju komada moraju sadržavati dovoljno inteligencije za brzu i preciznu uporedbu stvarnih komada koji se kreću proizvodnom linijom i onih uzoraka sa treninga/etalonskih. Četiri su osnovna koraka mašinske vizije:
Navođenje
Mašinska vizija može locirati položaj i orjentaciju komada, uporediti ga sa navedenom tolerancijom i osigurati da je pod ispravnim uglom za verifikaciju ispravnosti sklopa. Navođenje se također može koristiti za izvještavanje o položaju i orjentaciji komada u 2D ili 3D prostoru. Navođenje mašinskom vizijom omogućava daleko veću brzinu i tačnost od ručnog pozicioniranja u zadacima kao što su raspoređivanje komada na paleti ili izvan nje, pakovanje komada sa transportne trake, pronalaženje i poravnavanje komada za sastavljanje sa drugim komponentama, postavljanje komada na radnu ploču ili uklanjanje komada sa iste.
Mašinska vizija donosi dodatne sigurnosti i operativne koristi smanjenjem ljudskog učešća u proizvodnom procesu. Štaviše, sprečava kontaminaciju čistih prostorija od strane ljudskog faktora i štiti radnike od opasnog okruženja.
Identifikacija
Alati mašinske vizije omogućavaju čitanje raznih kodova kao i alfanumeričkih znakova. Sistem mašinske vizije dakle omogućava čitanje bar-kodova (1D), data matrix kodova (2D), direktno označene komade (DPM – engl. direct part marks) i znakove printane na komadima, naljepnicama i paketima. Sistem optičkog prepoznavanja karaktera (OCR – engl. optical character recognition) čita alfanumeričke znakove bez prethodnog znanja. Pored toga sistem može prepoznati komade pronalaženjem jedinstvenog uzorka ili identificirati predmete na osnovu boje, oblika ili veličine.
Ovaj sistem nam pomaže da postignemo što veću produktivnost omogućavanjem bržeg pristupa podacima kada je to potrebno. Vrijeme i napor koji su zaposlenici trebali uložiti u izvlačenje relevantnih podataka, sada se može preusmjeriti na osnovne aktivnosti. Osim toga, kompanije se ne moraju brinuti i pouzdanosti pročitanih karaktera.
Mjerenje
Mašinska vizija sa alatima za mjerenje izračunava udaljenost između dvije ili više tačaka ili geometrijskih mjesta na objektu te određuje da li ta mjerenja ispunjavaju specifikacije. Ukoliko sistem detektuje nepravilnosti, šalje signal kontroloru mašine koja aktivira mehanizam za odstranjivanje komada sa proizvodne linije.
U praksi kamera je fiksirana i snima komade koji prolaze kroz vidno polje kamere a softver pomoću svojih alata vrši specificirana mjerenja. Mogućnosti mjerenja dimenzija unutar 0,0254 mm čini ovaj sistem pogodnim za brojne aplikacije kojima se tradicionalno rukuje kontaktnim mjernim uređajima.
Posebno je bitno istaknuti prednost beskontaktnog mjerenja gdje eliminisanjem fizičkog kontakta između ispitnog sistema i testiranih komada, mašinska vizija sprečava oštećenje komada i eliminiše vrijeme održavanja kao i troškove povezane sa trošenjem mehaničkih komponenti.
Inspekcija
Utvrđivanje nedostataka, nepravilnosti i drugih proizvodnih nedostataka. Mašinska vizija za inspekciju otkriva nedostatke, oštećenja, onečišćenja i druge nepravilnosti u proizvedenim proizvodima. Također je moguća inspektcija kompletnosti proizvoda u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji kao i kontrola sigurnosnih prstenova i poklopaca na bocama.
Tamo gdje je ljudska vizija najbolja za kvalitetnu inspekciju su složene i nestrukturisane scene, dok mašinska vizija briljira u kvantitativnom mjerenju strukturiranih scena zbog svoje brzine, tačnosti i ponovljivosti. Na primjer, na proizvodnoj liniji sistem mašinske vizije može pregledati stotine, pa čak i hiljade komada u minuti. Sistem konfigurisan odgovarajućom rezolucijom i optikom kamere, može lahko inspektovati predmete toliko male da ih ljudsko oko i ne vidi.
Tipteh d.o.o. Sarajevo isporučuje najširi spektar proizvoda i usluga kada je u pitanju mašinska vizija te automatizacija procesa iz oblasti industrijske i procesne automatike, a sve to kako bi kompanijama osigurali proizvodnju bez škarta, smanjili troškove te povećali produktivnost.
