Czujniki wizyjne - jak obniżyć koszty kontroli jakości?

Kontrolowanie jakości produkcji może odbywać się na wiele sposobów. Jednym z nich jest zastosowanie czujników wizyjnych oraz zaawansowanych optycznych czujników pomiarowych. Rozwiązania te stosowane są coraz powszechniej w zakładach różnych branż, skutecznie wpływając na obniżenie kosztów produkcji. Ale o tym za chwilę.

Kontrola jakości polega na sprawdzaniu, mierzeniu lub testowaniu właściwości produktu i odnoszeniu wyników do wyspecjalizowanych wymagań w celu potwierdzenia zgodności. Jeśli okaże się, że któryś z produktów jest niezgodny ze specyfikacjami, natychmiast zostaje on odrzucony lub przekazany do poprawienia. Prowadzenie tego rodzaju czynności kontrolnych umożliwia otrzymanie wysokiej jakości produktów, co jest niewątpliwie jednym z najważniejszych wymagań współczesnego rynku.

- Regularna kontrola jakości jest również warunkiem osiągnięcia przez daną firmę wysokiej pozycji na rynku oraz jej utrzymania, a co za tym idzie - bycia konkurencyjnym. W przypadku zaniedbania kontroli jakości produktów firmy muszą ponosić często bardzo wysokie koszty, które stanowią poważne obciążenie w ich funkcjonowaniu - mówi Witold Nantka, ekspert z firmy newtech.com.pl.

Efektywna kontrola jakości pozwala zaoszczędzić firmie pieniądze. Zapobiega ona powstawaniu defektów przez wykrywanie i sygnalizowanie sytuacji, w których proces produkcji może wykraczać poza określone limity. Wczesne wykrycie wad wpływa na minimalizację strat, a co za tym idzie - zmniejszenie całkowitych kosztów produkcji.

Usterki, które powstają na wczesnych etapach wytwarzania towaru, często pozostają niezauważone. W wyniku niedopatrzenia wadliwy produkt przechodzi do kolejnych etapów, ale koszt usunięcia defektu rośnie. W przypadku pojawienia się dużej wady, jedynym racjonalnym wyjściem jest niekiedy definitywne odrzucenie produktu. Aby do tego nie dopuścić, kontrolę jakości trzeba prowadzić we wszystkich fazach procesu produkcyjnego - od materiałów wyjściowych i opakowań przez badania gotowego produktu po dopuszczenie go do obrotu, a także już w czasie jego dystrybucji.

W procesie kontroli jakości coraz częściej stosowana jest technologia wizyjna, służąca do bezdotykowego badania obiektów. W przemyśle z powodzeniem wykorzystuje się ją do inspekcji poprawności i kompletności wykonania produktów.

Obecnie alternatywą dla zaawansowanych i często drogich systemów wizyjnych są kompaktowe czujniki wizyjne, umożliwiające szybką i tanią kontrolę jakości produkcji. Sensory tego typu stanowią podstawowy element każdego przemysłowego systemu wizyjnego, prowadząc do zwiększenia produktywności w systemach kontroli jakości bazujących na analizie obrazu.

Co istotne, rozwiązania te cechują się łatwością i szybkością konfiguracji (konfiguracja czujnika nie wymaga żadnej wiedzy z zakresu programowania ani skomplikowanego szkolenia), łatwością obsługi, a także wysokim poziomem integracji. Mimo że obudowa czujnika ma niewielkie wymiary, jest w stanie pomieścić wszystkie niezbędne elementy, takie jak: układ przetwarzania, optyka, wyjścia cyfrowe oraz oświetlenie.

Tego typu sensory są coraz częściej stosowane na liniach produkcyjnych, służąc do przeprowadzania takich czynności, jak np.: monitorowanie jakości wyrobów, wykrywanie obecności przedmiotów na taśmie czy odczyt kodów matrycowych i kreskowych. Za pomocą czujników wizyjnych można nie tylko weryfikować wiele cech charakterystycznych w trakcie jednej inspekcji, ale także wykonywać w tym samym czasie różne zadania, takie jak: zliczanie krawędzi, porównywanie kontrastu, wzorców lub położenia, a także odczytywanie etykiet.

Czujniki wizyjne mogą być wyposażone w funkcję czytania tekstów, która umożliwia rozpoznanie ciągu znaków bez konieczności uprzedniego uczenia każdego pojedynczego znaku. Taka funkcja jest niezwykle przydatna w aplikacjach do kontroli np. numerów partii, numerów seryjnych czy dat ważności. Takie informacje, ze względu na swoją ważność, wymagają szczególnie wnikliwej kontroli.

Sensory te mogą być używane również w układach 3D, dodatkowo umożliwiając dokonywanie pomiarów odległości czy objętości. Dzięki współpracy czujników wizyjnych z odpowiednio skonfigurowanym oprogramowaniem do cyfrowego przetwarzania obrazu pozwalają na prowadzenie wszechstronnej analizy, dlatego też często nazywane są "elektronicznymi oczami".

W zależności od preferencji i potrzeb klienci mogą wybierać spośród szerokiej gamy czujników.

- Dzięki swojej bogatej funkcjonalności czujniki mogą zastąpić niejeden dużo droższy i bardziej skomplikowany system wizyjny. Na rynku są różne modele: począwszy od najprostszych i najbardziej ekonomicznych wersji przeznaczonych do aplikacji sprawdzających lub sortujących, poprzez rozwiązania służące do kontroli kodów kreskowych, matrycowych 1D oraz 2D oraz do kontroli tekstów za pomocą funkcji OCR i OCV, skończywszy na bardzo zaawansowanych narzędziach. Czujniki wizyjne realizujące zaawansowane zadania inspekcyjne pozwalają na równoczesne przeprowadzenie nawet ponad 30 testów - dodaje ekspert.

Możliwości niektórych sensorów wizyjnych dostępnych na rynku są niewątpliwie imponujące. Najbardziej złożone wersje czujników pozwalają na przeprowadzenie takich czynności, jak np. analiza kąta, zliczanie krawędzi, badanie kontrastu, zliczanie obiektów, rozpoznawanie ukrytych obiektów, eliminacja wpływu zmiennych warunków oświetleniowych, widok z perspektywy, określanie współrzędnych dla robotów pick & place, a także wykonywanie pomiarów.

Decydując się na zakup czujnika wizyjnego, warto zwrócić uwagę na modele mające wbudowane podświetlenie IR oraz filtr światła dziennego, gwarantujący poprawne funkcjonowanie niezależnie od natężenia oświetlenia zewnętrznego. Pomocnym rozwiązaniem jest też konfigurowalny interfejs WWW, który ułatwia sprawowanie nadzoru nad całą instalacją oraz pozwala na wygodne przeprowadzenie ewentualnej rekonfiguracji bezpośrednio z przeglądarki internetowej. Zastosowanie tego interfejsu umożliwia przeprowadzenie dwukrotnie więcej czynności identyfikacyjnych (np. identyfikacji tekstu).

Czujniki wizyjne to rozwiązanie doskonale sprawdzające się w aplikacjach związanych z automatyczną kontrolą jakości, w szczególności przy kontroli oznakowania produktów, kształtów, jakości powierzchni oraz nadruków czy obecności poszczególnych elementów. Idealnie nadają się do wykorzystania np. w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, przy produkcji napojów, w zakładach motoryzacyjnych, elektronicznych oraz w wielu innych branżach.