Łatwo i niedrogo – integrujemy system wizyjny

Jak wdrożyć system wizyjny do nowego lub istniejącego już systemu produkcyjnego, nie ponosząc przy tym nadmiernych kosztów i czasu? Odpowiedź poznali już pierwsi klienci firmy B&R. Spilker, producent wykrawarek i kompletnych linii dla przemysłu poligraficznego, etykietowania, motoryzacyjnego, farmaceutycznego i opakowaniowego, jako jeden z pierwszych zaoferował swoim klientom rozwiązania oparte na zintegrowanej technologii wizyjnej B&R. Teraz dzielą się wrażeniami z przebiegu projektu pilotażowego.

 

„Zintegrowany system wizyjny B&R i funkcje, których wdrożenie nam umożliwił, są absolutnym hitem naszego systemu pilotażowego" – twierdzi Mark Possekel, kierownik sprzedaży w firmie Spilker. „Zazwyczaj radość z wprowadzenia takich atrakcji zaprawiona jest nutką goryczy, kiedy uświadomimy sobie, ile one kosztują. I tym właśnie różni się oferowane rozwiązanie – niezależnie od tego, czy dotyczy nowego systemu, czy modernizacji istniejącego, jest niezwykle korzystne dla naszych klientów, a to oznacza, że jest również niezwykle korzystne dla nas."

 

                   Źródło: F. Roßmann

Rośnie zapotrzebowanie na systemy wizyjne

Firma Spilker znalazła swoją niszę, konstruując niestandardowe konwertery i wykrawarki. Podejmując kroki dalszego rozwoju firmy, zarządzający firmą zdecydowali się wykorzystać szerokie możliwości systemów wizyjnych. Efekty swojej pracy mogli zaprezentować już na targach poświęconym przetwarzaniu papieru, taśm i folii ICE 2019 w Monachium.

W pierwszym etapie nowego projektu, firma dokonała oceny potencjalnych dostawców i wybrała dwa produkty do systemu pilotażowego. Oprócz rozwiązania B&R, system pilotażowy uwzględniał również rozwiązanie kontrolne znanej firmy specjalizującej się w zapewnianiu jakości przetwarzania materiału w procesach przewijania.
Jak się okazało, zaletą takiego systemu kontroli były jego wstępnie zaprogramowane standardowe funkcje, w tym kontrola naciągu i możliwość porównania obrazów ze wstępnie zdefiniowanymi obrazami idealnego produktu. System był ponadto bardzo łatwy w obsłudze. Słaba strona ujawniła się w tym, że system informuje jedynie czy produkt jest dobry, czy zły, nie dostarcza natomiast wyników podstawowych pomiarów – można je uzyskać tylko pośrednio i po znacznie wyższych kosztach. Rozważany system nie posiadał również interfejsu do bezpośredniej komunikacji ze sterownikiem linii.

Konwencjonalne systemy wizyjne są zbyt złożone?

Aby pomóc swoim klientom w sprostaniu coraz bardziej rygorystycznym wymaganiom dotyczącym dokumentowania i zapewnienia jakości, specjaliści firmy Spilker ocenili dostawców konwencjonalnych rozwiązań w zakresie systemów wizyjnych maszyn. „Dostawcy ci oferują systemy w naszym przedziale cenowym, umożliwiające dokonywanie pomiarów, które możemy wykorzystać jako wartości zadane w naszych stacjach obróbki lub przekazać klientom na potrzeby ich systemów dokumentowania" – wyjaśnia Possekel. „Kłopot z takimi samodzielnymi i opartymi na komputerach rozwiązaniami polega jednak na tym, że trudno je zintegrować ze środowiskiem sterowania maszyną. Wymagają ponadto intensywnego szkolenia i przyzwyczajenia się do nowego środowiska inżynieryjnego. 

 

                     Źródło: F. Roßmann

 

 

Zastosowana przez firmę Spilker kamera Smart Sensor firmy B&R dostarcza danych w czasie rzeczywistym o wartości pozycji każdej etykiety. Informacje te są następnie wykorzystywane do sterowania wykrojnikami maszyny. 

 

 

 

 

Zintegrowana technologia wizyjna B&R

W efekcie analiz firma Spilker zdecydowała się na współpracę tylko z firmą B&R, której ofertę zintegrowanej automatyki poznali już przy wcześniejszych projektach.

„Na rynku jest wiele systemów wizyjnych, jednak taki pakiet, jaki oferuje B&R to rzadkość – ma niezwykłe możliwości, ale nadaje się również dla nowych użytkowników technologii wizyjnych, a przy tym można go zintegrować niewiarygodnie łatwo i niedrogo." Firma Spilker przystąpiła do pilotażowego projektu organizowanego przez B&R i po wstępnych rozmowach, w trakcie których firma Spilker przedstawiła wymagania, sprawy potoczyły się szybko.

Eksperci ds. technologii wizyjnej B&R zalecili kamerę Smart Sensor dedykowaną realizacji pojedynczych zadań o rozdzielczości 1,3 megapiksela ze zintegrowanym oświetleniem. Teraz pozostało więc tylko wdrożenie.

 

Zintegrowane oświetlenie i przetwarzanie obrazu

W rozwiązaniu firmy B&R przetwarzanie obrazu odbywa się w całości w kamerze, a do sterownika maszyny należy jedynie ocena wyników kontroli. Precyzja wyzwalania rzędu zaledwie jednej milisekundy umożliwia zaprojektowanie bardzo ciasnych pętli sterujących do monitorowania i regulacji położenia sztancy, co jeszcze bardziej zwiększa stabilność procesu. 16 wbudowanych wysokowydajnych diod LED pracuje przy czasach naświetlania znacznie krótszych niż 100 milisekund. Krótkie czasy naświetlania pozwalają ograniczyć do minimum zakłócenia pochodzące z zewnętrznych źródeł światła, skracają czas przetwarzania obrazu i umożliwiają rejestrowanie szybko poruszających się obiektów. Kamera Smart Sensor jest wyposażona w wiele funkcji wizyjnych, w tym odczyt kodu, analizę blobów, dopasowanie, OCR (optyczny odczyt znaków) i pomiar.

Przy dodatkowym wsparciu B&R, w ciągu kilku godzin na linii produkcyjnej klienta dokonano przybliżonych ustawień w oparciu o próbki produkcyjne i wykorzystano zintegrowaną funkcję dopasowania systemu wizyjnego do skonfigurowania wymaganych funkcji pomiarowych.

 

Integralny komponent środowiska Automation Studio

Smart Sensor jest zintegrowany bezpośrednio ze środowiskiem inżynieryjnym sterownika i komunikuje się poprzez protokół OPC UA, dlatego nie ma potrzeby programowania interfejsów. Dzięki położeniu, orientacji i innym danym dostępnym dla sterownika w czasie rzeczywistym, napędy są w stanie szybko i precyzyjnie reagować na wszelkie odchylenia.

Tylko 4 dni na wdrożenie

Potwierdzeniem tego jest niezwykle krótki czas wdrożenia. Uruchomienie funkcji wizyjnych systemu pilotażowego zajęło ekspertom B&R i zespołowi Spilkera niecałe cztery dni. Ponadto wykorzystane funkcje doskonale sprawdziły się już przy pierwszym uruchomieniu systemu.

Biorąc pod uwagę pozytywne doświadczenia i wyrazy uznania otrzymane od odwiedzających targi, zespół Spilker jest przekonany, że system wizyjny maszyn B&R odegra ważną rolę w przyszłości ich firmy. Szczególnie w tych przypadkach, w których konwencjonalne czujniki napotykają na ograniczenia – wykrywanie złożonych scenariuszy błędów lub przechwytywanie danych położenia.