Niech stanie się światłość!

Kamery systemu wizyjnego znajdują zastosowanie w coraz większej liczbie systemów produkcyjnych – kontrolują procesy produkcyjne, sortują produkty lub sprawdzają ich jakość. Wielu nie docenia jednak znaczenia oświetlenia w procesie uzyskiwania precyzyjnych, powtarzalnych zdjęć przez kamery.

„Oświetlenie jest kluczowym elementem każdego systemu wizyjnego maszyn” – twierdzi ekspert B&R ds. systemów wizyjnych maszyn, Andreas Waldl. To właśnie oświetlenie określa sposób, w jaki kamera odbiera rejestrowany obiekt. Dwoma czynnikami o decydującym znaczeniu są – oprócz intensywności, kąta i długości fali wiązki – precyzyjna synchronizacja i inteligentne sterowanie.

Najczęściej spotykane w tej dziedzinie rozwiązanie polega na obsłudze przechwytywania obrazu, sterowania oświetleniem i strobowaniem za pomocą cyfrowych wejść i wyjść. Po prostu nie ma producentów oferujących kompletny zestaw sensorów systemów wizyjnych, lamp i sterowników stroboskopowych. „W przypadku każdego rozwiązania systemu wizyjnego maszyn mamy zwykle czterech różnych dostawców sprzętu” – wyjaśnia Waldl – „Jeden dostarcza kamerę, drugi sterownik stroboskopowy, inny lampy, a jeszcze inny sterownik PLC dla maszyny”.

„Dzięki niezwykle krótkiemu impulsowi stroboskopowemu diody mogą działać nawet przy prądzie przekraczającym trzykrotnie natężenie znamionowe” – zauważa Waldl. B&R jest w stanie zapewnić poziom intensywności niemożliwy do osiągnięcia przy konwencjonalnym oświetleniu ciągłym. Rozwiązanie ogromnie skraca czas ekspozycji i zmniejsza szum, zapewniając jednocześnie odporność na działanie światła zewnętrznego.

„Warunki oświetleniowe w halach, w których stoją maszyny, są trudne, w dodatku zmieniają się w ciągu dnia – mówi Waldl – dlatego światło zewnętrzne jest przyczyną ciągłych problemów.” Wyeliminowanie tego czynnika może znacznie poprawić jakość wyników pomiarów i kontroli. Konstruktorzy maszyn mogą osiągnąć ten cel albo umieszczając maszynę w nieporęcznej, kosztownej obudowie, albo stosując wysokowydajne oświetlenie stroboskopowe.

Aby aplikacja systemu wizyjnego mogła uzyskać spójne wyniki, obiekty muszą być oświetlone możliwie równomiernie. Można to osiągnąć dzięki inteligentnie zaprojektowanym lampom. W rozwiązaniu B&R każda dioda świetlna posiada specjalną soczewkę, która zapewnia równomierną emisję światła. Lampy są fabrycznie skalibrowane przez B&R, zatem nie ma potrzeby dokonywania ręcznej kalibracji u klienta lub podczas produkcji seryjnej. Wahania temperatury i upływ czasu wpływają na natężenie światła generowanego przez diody, jednak inteligentne lampy B&R automatycznie kompensują te efekty.

„Rozwiązanie z zakresu systemu wizyjnego, które tylko jedną określoną funkcję wykonuje naprawdę dobrze to o wiele za mało” – podkreśla Waldl. W dobie rewolucji przemysłowej 4.0 i Przemysłowego Internetu Rzeczy możliwość natychmiastowego przestawienia produkcji na inny artykuł staje się czymś oczywistym, a rozwiązanie systemu wizyjnego dla maszyn musi ten fakt uwzględniać. W przypadku w pełni zintegrowanego rozwiązania B&R sprawa jest prosta: wszystkie parametry mogą być przechowywane w recepturach i wprowadzane do programu stosownie do potrzeb.

Użytkownik może w dowolnym momencie dostosować kolor światła, czas trwania lub ogniskową impulsów stroboskopowych, czas naświetlania kamery lub kąt nachylenia pasków świetlnych – wystarczy zmienić kilka ustawień oprogramowania. Przy pomocy tych samych komponentów oświetlenia można uzyskać zarówno iluminację jasnego pola, jak i ciemnego pola, zmieniając jedynie parametry.