Ключови фактори, влияещи върху скоростта на една система за визуална инспекция.

Някои производствени линии работят наистина бързо. Ако искате да поддържате непрекъснатото движение на линията без спиране, трябва да се уверите, че стъпката за инспекция не е бутален ефект. Бавна система за визуална инспекция причинява забавяния, увеличава разходите и позволява повече дефекти да останат незабелязани. Скоростта на една система за визуална инспекция зависи от правилното функциониране на няколко важни компонента. Нека разгледаме най-важните от тях.

Производителността на камерата задава темпото

Камерата е мястото, където всичко започва. Ако вашата камера не може да заснема ясно изображение бързо, нищо друго няма значение. Можете да имате най-бързия процесор или най-умното софтуерно решение, но лошото изображение води до лоши резултати.

Първото нещо, което трябва да проверите, е честотата на кадрите. Това е броят кадри, които камерата може да заснеме за секунда. Ниска честота на кадрите означава слаба производителност при заснемане. На линия, която обработва хиляди детайла в минута, камерата трябва да съответства на тази скорост. Например, ако линията обработва 1200 детайла в минута, за ясно заснемане на всеки детайл разполагате само с около 50 милисекунди.

Времето на експозиция е друг важен фактор. Ако затворът остане отворен твърде дълго, движещите се части стават размазани ивици. Ако го затворите твърде бързо, изображението става прекалено тъмно. При инспекция с висока скорост времето на експозиция често спада до микросекундния диапазон. Някои тежки системи намаляват времето на експозиция от 40–50 микросекунди до 12 микросекунди. Само тази промяна може да увеличи скоростта на инспекцията от 4000 до повече от 6000 детайла в минута.

Типът на затвора също прави голяма разлика. Ролинг-затворите заснемат изображения ред по ред. Те работят добре за неподвижни обекти, но движещите се части могат да изглеждат деформирани. Глобалните затвори заснемат цялото изображение едновременно. Те „замразяват“ движението без никаква деформация. За високоскоростни производствени линии камерите с глобален затвор са най-добрата опция.

Обработваща мощност и интелигентни алгоритми

След като камерата заснеме изображение, започва истинската работа. Системата трябва да анализира това изображение и да реши дали детайлът е годен или не. Бързината, с която това става, зависи от обработващата мощност и от това колко интелигентни са алгоритмите.

Обработващата скорост се е подобрила значително. Някои съвременни системи за визуална инспекция предлагат повече от два пъти по-голяма обработваща мощност в сравнение с системите от преди само десет години. Еталонът за точна и ефективна работа сега е около 300 микросекунди. Тази допълнителна скорост ви позволява да работите по-бързи производствени линии, без да жертвате точността.

Обаче суровата обработваща мощ е само половината от историята. Ефективността на алгоритмите има същото значение. Прости инспекции, като проверка за наличие на отвор, могат да бъдат завършени за 20–100 милисекунди. По-сложни инспекции отнемат повече време. Умната система за проектиране може да намали времето за обработка, като намали разделителната способност на изображенията там, където е възможно, или премахне ненужни стъпки. В един практически пример оптимизирана система завършваше обработката на изображенията за около 150 милисекунди на кадър.

Алгоритмите, базирани на изкуствен интелект, промениха правилата на играта. Те осъществяват сложна детекция на дефекти с висока точност, без да жертват скоростта. Някои системи използват двойно двигателно решение, което комбинира традиционни алгоритми за скорост и изкуствен интелект за интелигентност. Това осигурява комплексни възможности за инспекция, без да забавя производствената линия.

Осветлението и качеството на изображението имат по-голямо значение, отколкото си мислите

Много хора се изненадват, когато научат, че лошото осветление забавя системата за визуална инспекция толкова, колкото и бавна камера. Неподходящото осветление създава изображения, които е трудно да се анализират, поради което софтуерът трябва да работи по-усилено и по-дълго, за да открие дефекти.

Постоянството на осветлението е от съществено значение. Естествената светлина се променя през целия ден, а тези промени могат да повлияят неблагоприятно върху резултатите от инспекцията. Стробоскопското осветление е особено полезно за високоскоростни производствени линии. То излъчва много ярък и много кратък импулс светлина, който „замразява“ бързо движещите се части и произвежда рязки изображения.

Добре подбраното осветление също намалява времето за обработка. Когато дефектите се открояват ясно пред фона, алгоритъмът не е принуден да търси толкова усилено. Един модернизационен проект, свързан с осветлението, увеличи скоростта на инспекцията от 4000 на 6000 части в минута само чрез подобряване на чистотата и по-лесната анализируемост на изображенията.

Проблеми с прехвърлянето на данни и интерфейсните ограничения

Никой не говори достатъчно за това, но прехвърлянето на данни е често срещано задръстване. Изображенията с висока разделителна способност съдържат много данни. Едно единствено RGB изображение с разрешение 2000x2000 заема около 12 мегабайта памет. Сега си представете десетки камери, които работят непрекъснато и генерират терабайти данни.

Ако връзката между камерата и процесора е твърде бавна, изображенията се натрупват. Системата пропуска кадри или ги обработва с закъснение, което води до забавяния и пропуснати дефекти. Високоскоростните интерфейси като GigE Vision, USB3 Vision и CoaXPress решават този проблем. Те прехвърлят големи файлове с изображения бързо и без задръствания.

Хардуерното тригериране също помага. Вместо да се осланяме на софтуер, който може да внесе произволни забавяния, хардуерните тригери използват сензори, за да информират точно кога камерата трябва да направи снимка. Това осигурява прецизност на ниво микросекунди и поддържа цялата система отговорна.

Интеграция на системата и времеви параметри за тригериране

Системата за визуална инспекция не работи самостоятелно. Тя трябва да функционира безупречно заедно с останалата част от производствената ви линия. Лошата интеграция води до намаляване на скоростта.

Времето на активиране е критично. Системата трябва да знае точно кога дадена част е на позицията, където трябва да бъде инспектирана. При бързо движеща се линия времевият интервал за заснемане на качествено изображение може да е само 50 милисекунди. Ако сигналът за активиране дойде твърде рано или твърде късно, получените изображения ще бъдат размазани или изцентрирани неправилно, което губи време.

Технологията за „летящо“ активиране е едно от решенията. Вместо да спирате производствената линия или робота на всяка точка за инспекция, системата заснема изображения, докато всичко продължава да се движи. Производителите съобщават подобряване на времето за инспекция с 40–50 % при използване на този подход. Ключов е тясна интеграция между контрола на движението, синхронизацията на камерата и осветлението.

Няколкото камери добавят още един слой сложност. Всички камери трябва да бъдат синхронизирани, за да заснемат изображения едновременно. В противен случай се получават несъвместими данни, които е трудно да се анализират. Добре проектираните системи решават този проблем автоматично, осигурявайки гладка работа дори при множество ъгли на инспекция.

Сглобяване на всичко

Скоростта на една система за визуална инспекция зависи от правилното съчетаване на няколко фактора едновременно. Производителността на камерата определя колко бързо можете да заснемате ясни изображения. Обработващата мощност и ефективността на алгоритмите определят колко бързо можете да ги анализирате. Осветлението влияе върху качеството на изображението, което пряко засяга времето за анализ. Скоростта на прехвърляне на данни определя дали изображенията достигат процесора без забавяне. А интеграцията на системата гарантира, че всички компоненти работят синхронно и гладко.

Производителите, които вземат правилно предвид тези фактори, постигат реални резултати. Някои намаляват времето за инспекция с 40 процента. Други постигат 99-процентово откриване на дефекти, без да изостават от високоскоростните производствени линии. YIHUI проектира оборудване за визуална инспекция, като има предвид тези принципи, и предлага системи, които осигуряват баланс между скорост и точност за индустрии като машиностроението, електрониката, аерокосмическата и автомобилната. Бързата инспекция е полезна само ако е и точна. Ако заложите правилно основите, вашата система за визуална инспекция ще успява да следва всичко, което производствената ви линия й подхвърли.