Система технического зрения SBRD-Q от Festo: универсальность при малых размерах

Сегодня сложно представить современной производство без систем контроля качества выпускаемой продукции. В таких отраслях как: автомобилестроение, пищевая промышленность, машиностроение могут возникать однотипные задачи, например, чтение кодов, распознавание оптически читаемых символов, анализ качества объекта.

Именно для таких задач разработана новая система технического зрения Festo SBRD-Q.

Составные части системы SBRD-Q

Основные составляющие данной системы — это контроллер SBRD (рис.1), камера технического зрения SBPB (рис.2), монтажные принадлежности, соединительные кабели, подсветка и оптика.

Главным элементом системы является контроллер, на базе которого обрабатываются принятые от камеры снимки. В отличие от видеодатчиков Festo семейства SBSx во встроенной обработкой система технического зрения SBRD-Q оснащена внешним контроллером, который устанавливают в шкафу управления (ШУ). Камера SBPB крепится непосредственно в зоне анализа исследуемого объекта и соединяется с контроллером SBRD кабелем USB 3.0.

По данному кабелю SBPB получает питание и осуществляет двустороннюю связь с контроллером.

С помощью кронштейнов камера SBPB может быть легко смонтирована на производственных линиях.

Контроллер SBRD может больше, чем ожидаешь

Контроллер (рис. 3) является ядром системы SBRD-Q. Для того, чтобы подключить контроллер потребуется питание с напряжением 24В постоянного тока, при этом допустимы скачки напряжения в диапазоне +/-10%. Благодаря этому контроллер может работать в условиях нестабильности напряжения и в широком диапазоне температур от -5 до +50 ⁰С. В контроллере установлен процессор 2x 32 bit ARM Cortex-A9 CPU c помощью которого мы можем обрабатывать снимки в среднем в 2 раза быстрее по сравнению с традиционными смарт-камерами. Контроллер имеет 10 цифровых входов +2 входа с подтягивающим резистором и 8 цифровых выходов, что позволяет управлять различными периферийными устройствами. Кроме того, конфигурирование входов/выходов по логическим функциям значительно расширяет возможности системы технического зрения. Логика переключения входов/выходов основана на PNP сигнале в диапазоне 0 или 10 V. При этом значение силы выходного тока – 450 мА.

Встроенная система диагностики может сообщить о текущем состоянии устройства и ошибках с помощью светодиодов состояния. Конфигурация параметров происходит с помощью свободно распространяемого программного обеспечения от Festo Camera_Configuration_Studio (рис.5), которое доступно для скачивания на сайте www.festo.com.

Внутренняя память контроллера составляет 1 GB, так же память для записи заданий и архива фотографий может быть расширена с помощью внешней SD карты до 32 GB c файловой системой FAT32.

Система SBRD-Q может быть связана с ПЛК (рис.4) с помощью сетевых протоколов EtherNet, PROFINET, Telnet или EtherNet/IP. Связь происходит через разъем RJ45 cо скоростью передачи данных до 1000 Mbit/s.

К одному контроллеру может быть подключено до двух камер SBPB и до 1 ПЛК.

Система технического зрения обладает широким набором встроенных программных инструментов обработки изображения (рис.9). Инструменты обработки возможно использовать по отдельности, последовательно или взаимосвязано. Если к контроллеру SBRD подключено две камеры, то изображение с них можно обрабатывать взаимосвязано или отдельно.

Кроме контроллера важную роль в машинном зрении играет устройство приема и передачи изображений – камера SBPB.

Камера SBPB

Камера доступна для заказа в трех сериях разрешения матрицы, а именно: 1280 x 1024 (SXGA) пикселей, 1600 x 1200 (UXGA) пикселей и 2456 x 2054 (5 мегапикселей). Питание камеры осуществляется напряжением 5V DC, а потребляемая мощность составляет от 1,3 до 3 Вт в зависимости от конфигурации камеры. Кроме разъема USB 3.0. у камеры существует и еще 1 винтовой разъем, в котором сосредоточены 1 цифровой вход и 1 цифровой выход для быстродействующей синхронизации, что расширяет гибкость всей системы технического зрения SBRD-Q. Размер 1 пикселя находится в диапазоне от 3,45 до 5,3 мкм, что позволяет достичь высокой точности измерений, при анализе расстояний между точками, определении координаты объекта, чтения текста и других методов обработки изображений.

Типовые применения системы технического зрения SBRD-Q

Ниже представлены некоторые из возможных применений системы технического зрения SBRD-Q:

• Согласование работы электромеханической системы линейных перемещений для установки и закручивания крепежных винтов в корпус детали (рис.6).

• Контроль сборки и маркировки электронных компонентов в двух плоскостях при конвейерном производстве (рис. 7).

• Контроль обработки деревянных поверхностей (рис.8).

• Передача координаты места для укладки изделия в форму, контроль комплектности изделий, чтение индивидуальной маркировки изделий:
• Проверка ориентации изделий на механизме подачи, направление на переориентацию и отбраковка изделий по размерам и форме (рис. 10).

***

В каждом производстве есть свои особенности контроля качества и идентификации выпускаемой продукции. Гибкая система технического зрения SBRD-Q от Festo легко встроится в производственные цеха как локальная станция со своим шкафом управления, так и в качестве составного компонента в шкафу управления линиями.