Giới thiệu hệ thống thị giác máy – Machine vision phần 2

Tháng tám 4, 2024

14 Views 0

SaveSavedRemoved 0

2.5. Hệ thống truyền thông tới bộ điều khiển PLC và cơ cấu loại bỏ

Đối với giao tiếp giữa camera quan sát và PLC, hiện nay, hầu hết các camera quan sát đều có giao thức truyền thông Ethernet và cổng, do đó chúng ta có thể kết nối trực tiếp với PLC, nếu tôi cần thêm trạm cho HMI hoặc PC, chúng ta có thể sử dụng hub/switch

Nếu camera không có đầu nối Ethernet, nó có thể kết nối với PLC qua I/O

Còn đối với cơ chế loại bỏ, nó thuộc về phía PLC, PLC lấy kết quả kiểm tra từ camera và sẽ tạo ra lệnh cho cơ chế loại bỏ, nó có thể là một xi lanh để loại bỏ sản phẩm lỗi.

3. Các loại hệ thống thị giác máy

Camera quét dòng chụp ảnh kỹ thuật số theo từng dòng, có thể kiểm tra nhiều vật thể trong một dòng. Chúng lý tưởng trong các hệ thống vận chuyển tốc độ cao và các quy trình liên tục. Chúng phù hợp trong các mạng vật liệu liên tục, chẳng hạn như giấy, kim loại và hàng dệt, các bộ phận lớn và hình trụ.
Camera quét vùng sử dụng cảm biến hình ảnh hình chữ nhật được sử dụng để chụp ảnh trong một khung hình duy nhất. Camera quét vùng có thể thực hiện hầu hết mọi tác vụ công nghiệp thông thường và dễ thiết lập và căn chỉnh hơn. Không giống như camera quét dòng, camera này được ưa chuộng trong việc kiểm tra các vật thể tĩnh.
Camera quét 3D có thể thực hiện kiểm tra tại các mặt phẳng X, Y và Z và tính toán vị trí và hướng của vật thể trong không gian. Chúng sử dụng một hoặc nhiều camera và cảm biến dịch chuyển. Trong thiết lập camera đơn, camera phải được di chuyển để tạo bản đồ độ cao thu được từ sự dịch chuyển vị trí của tia laser trên vật thể. Chiều cao của vật thể và độ phẳng bề mặt của nó có thể được tính toán bằng cách sử dụng laser bù trừ đã hiệu chuẩn. Trong thiết lập nhiều camera, phép tam giác hóa laser được triển khai để tạo mô hình số hóa về hình dạng và vị trí của vật thể. Camera quét 3D lý tưởng để kiểm tra các bộ phận được tạo hình 3D và các ứng dụng dẫn hướng rô bốt. Loại camera thị giác máy này có thể chịu được các gián đoạn nhỏ của môi trường (ví dụ: ánh sáng, độ tương phản và biến đổi màu sắc) trong khi vẫn cung cấp thông tin chính xác. Do đó, chúng được sử dụng rộng rãi trong đo lường, tự động hóa nhà máy và phân tích lỗi của các bộ phận.

Camera quét dòng	Camera quét khu vực	Camera quét 3D
Giấy Kim loại Dệt may Các bộ phận lớn Xi lanh	Vật thể đứng yên	Các bộ phận được tạo hình 3D Ứng dụng hướng dẫn robot

4. Các chức năng được thực hiện bởi hệ thống thị giác máy

Kiểm tra sự hiện diện

Kiểm tra sự hiện diện là quá trình xác nhận số lượng và sự hiện diện hoặc vắng mặt của các bộ phận. Đây là một trong những hoạt động cơ bản được thực hiện bởi các hệ thống thị giác máy và là nhiệm vụ được thực hiện rộng rãi nhất trong hầu hết các ngành công nghiệp. Các ứng dụng thực tế của kiểm tra sự hiện diện bao gồm đếm các sản phẩm có thể đếm được (ví dụ: chai, ốc vít) và kiểm tra sự hiện diện của nhãn trên bao bì thực phẩm, linh kiện điện tử trên PCB, ứng dụng chất kết dính và ốc vít/vòng đệm trong các bộ phận được cố định.

Định vị thực tế

Định vị là quá trình so sánh vị trí và hướng của bộ phận với dung sai không gian được chỉ định. Vị trí và hướng của bộ phận trong không gian 2D hoặc 3D được truyền đến rô-bốt hoặc một bộ phận máy để nó căn chỉnh hoặc đặt mục tiêu vào đúng vị trí hoặc hướng của nó. Hệ thống định vị thị giác máy cung cấp độ chính xác và tốc độ cao hơn so với kiểm tra, căn chỉnh và định vị thủ công. Các ứng dụng định vị thực tế bao gồm rô-bốt nhặt và đặt các bộ phận lên và xuống băng chuyền, định vị các tấm nền thủy tinh, kiểm tra căn chỉnh mã vạch và nhãn, kiểm tra vị trí IC trong PCB và sắp xếp các bộ phận được đóng gói trong pallet.

Nhận dạng

Nhận dạng thị giác máy quét và đọc mã vạch, mã 2D, dấu hiệu bộ phận trực tiếp và ký tự được in trên các bộ phận, nhãn và bao bì. Các dấu hiệu này chứa tên sản phẩm, nhà sản xuất, mã ngày, số lô và ngày hết hạn. Nhận dạng hữu ích trong việc cải thiện khả năng truy xuất nguồn gốc của các bộ phận, kiểm soát hàng tồn kho và hệ thống xác minh sản phẩm. Nhận dạng được thực hiện bằng hệ thống nhận dạng ký tự quang học (OCR) hoặc hệ thống xác minh ký tự quang học (OCV). Trong các hệ thống OCR, thị giác máy đọc các ký tự chữ và số được in trên mục tiêu mà không cần biết trước các ký tự cần tìm. Trong các hệ thống OCV, thị giác máy xác minh sự hiện diện của các chuỗi ký tự.

Phát hiện lỗi

Phát hiện lỗi là một trong những nhiệm vụ kiểm soát chất lượng cơ bản nhất trong các ngành sản xuất và là chức năng được sử dụng nhiều nhất của hệ thống thị giác máy. Trong quá trình phát hiện lỗi, thị giác máy sẽ tìm kiếm các lỗi như vết nứt, vết xước, vết bẩn, khe hở, chất gây ô nhiễm, sự đổi màu và các điểm bất thường khác có trên bề mặt của bộ phận, có thể ảnh hưởng đến chức năng và độ tin cậy của sản phẩm. Tiếp theo, sự hiện diện của các lỗi này được theo dõi. Hệ thống thị giác máy có thể phân loại các lỗi theo loại, màu sắc, kết cấu và kích thước và phân loại các bộ phận lỗi không đáp ứng tiêu chí. Hệ thống thị giác máy có thể phát hiện nhanh chóng và hiệu quả các lỗi nhỏ và cực nhỏ, có thể vô hình đối với mắt người; các hệ thống này có thể hoạt động hoặc vận hành trong thời gian dài, không giống như các thanh tra viên là con người.

Phát hiện thông qua phép đo

Phép đo là việc kiểm tra độ chính xác về kích thước và dung sai hình học của các bộ phận. Hệ thống thị giác máy tính toán khoảng cách giữa hai hoặc nhiều điểm và vị trí của các đặc điểm mục tiêu trên vật thể để xác định xem phép đo có nằm trong thông số kỹ thuật hay không. Hệ thống chiếu sáng và quang học của hệ thống thị giác máy phải được tối ưu hóa để có được độ chính xác cao và các phép đo có thể lặp lại.

Chức năng đo lường của hệ thống thị giác máy có thể đo các đặc điểm nhỏ tới 25,4 micron. Nó thường đi kèm với chức năng phát hiện khuyết tật để đo các điểm bất thường được phát hiện trong các bộ phận. Nó cũng được sử dụng để tính toán thể tích của các bộ phận.