Wizyjny System Kontroli Jakości

Przemysł

Wizyjny system kontroli jakości

System wykorzystujący czujniki wizyjne i oprogramowanie analityczne automatyzuje proces kontroli jakości, zmniejszając potrzebę pracy manualnej i eliminując ludzkie błędy. Automatyzacja zapewnia wyższą jakość produktów, zwiększa wydajność produkcji i redukuje koszty operacyjne.

Fabryka produkująca wyroby z tworzyw sztucznych zleciła nam zaprojektowanie i wdrożenie systemu kontroli jakości opartego na systemie wizyjnym. Celem projektu było zwiększenie efektywności produkcji oraz poprawa jakości produktów.

Problemy z Jakością

Fabryka zmagała się z kilkoma poważnymi problemami dotyczącymi jakości swoich produktów:

• Nieregularności powierzchni i wady: Pojawiające się pęknięcia, dziury i inne wady powierzchni, które były trudne do wykrycia podczas ręcznej kontroli.

• Niewłaściwe wymiary: Odchylenia wymiarów produktów, które często prowadziły do niezgodności z wymaganiami klienta.

• Niska efektywność kontroli: Ręczna, szczegółowa kontrola jakości była czasochłonna i podatna na błędy ludzkie, co prowadziło do niskiej wydajności i nieefektywności w produkcji.

Proces Badawczo-Rozwojowy

Proces badawczo-rozwojowy, który doprowadził do opracowania naszego rozwiązania, obejmował kilka kluczowych etapów:

Analiza wymagań: Przeprowadziliśmy szczegółową analizę problemów z jakością w fabryce i wymagań klienta. Zidentyfikowaliśmy najczęstsze wady oraz te, które sprawiały najwięcej trudności podczas ręcznych testów. Określiliśmy parametry, które system musiał monitorować.
Badania rynkowe: Przeanalizowaliśmy dostępne technologie wizyjne, wybierając czujniki wizyjne o wysokiej dokładności, szybkości działania i łatwości integracji z oprogramowaniem i sprzętem klienta.
Prototypowanie: Opracowaliśmy prototyp systemu wizyjnego, który został przetestowany na linii produkcyjnej w fabryce. Te testy pozwoliły na wprowadzenie niezbędnych modyfikacji i optymalizacji.
Integracja i testy: Po zatwierdzeniu prototypu, system został zintegrowany z pełną linią produkcyjną. Przeprowadziliśmy rozległe testy, aby upewnić się, że system działa prawidłowo w rzeczywistych warunkach produkcyjnych.
Szkolenie personelu: Przeszkoliliśmy personel fabryki w zakresie obsługi i utrzymania nowego systemu, zapewniając wsparcie techniczne na każdym etapie wdrożenia.

Elementy i Technologie Zastosowane

Czujniki wizyjne: Podstawowy element systemu, odpowiedzialny za rejestrowanie i analizowanie obrazów produktów z tworzyw sztucznych.
Oświetlenie LED: Zapewnia równomierne i odpowiednie oświetlenie dla czujników wizyjnych, co jest kluczowe dla precyzyjnej analizy.
Komputer przemysłowy: Steruje całym systemem, analizuje dane z czujników i podejmuje decyzje dotyczące jakości produktów. Do tego celu użyliśmy urządzenia własnej produkcji.
Oprogramowanie analityczne: Wykorzystuje zaawansowane algorytmy do wykrywania wad i odchyleń od normy. Użyliśmy gotowego rozwiązania ze względu na złożoność algorytmów analizujących obraz. Interfejs użytkownika umożliwia operatorom łatwą konfigurację systemu, monitorowanie procesu kontroli jakości i przeglądanie wyników.

Czujniki, Komunikacja i Sterowniki w Systemie Wizyjnym Kontroli Jakości

1. Czujniki Wizyjne

Kluczowym elementem systemu wizyjnego są czujniki wizyjne, które rejestrują szczegółowe obrazy produktów z tworzyw sztucznych, gdy te przemieszczają się po linii produkcyjnej. Są to zazwyczaj czujniki oparte na technologii CMOS lub CCD, zaprojektowane do zastosowań przemysłowych wymagających wysokiej precyzji i szybkości. Czujniki CMOS są preferowane ze względu na szybsze odczyty danych i niższe zużycie energii, co czyni je idealnymi do kontroli jakości w czasie rzeczywistym na szybkich liniach produkcyjnych.

Czujniki wizyjne współpracują z systemami oświetlenia LED, aby zapewnić spójne oświetlenie, co zwiększa jakość i precyzję rejestrowanego obrazu. Odpowiednie oświetlenie pomaga wyeliminować cienie i odbicia, które mogłyby zakłócać wykrywanie wad.

2. Rodzaje Komunikacji

Aby zapewnić sprawny przepływ danych między komponentami systemu, stosowane są różne protokoły komunikacyjne:

Ethernet/IP: Ten protokół umożliwia szybki, szerokopasmowy transfer danych między czujnikami, komputerem przemysłowym i innymi urządzeniami sterującymi. Ethernet/IP jest często wybierany w systemach automatyki przemysłowej ze względu na swoją niezawodność, skalowalność i szybkość, co czyni go idealnym dla dużych, szybkich linii produkcyjnych.
Modbus TCP/IP: Protokół ten jest często używany do komunikacji między komputerem przemysłowym (sterownikiem) a programowalnymi sterownikami logicznymi (PLC). Umożliwia szybkie i niezawodne udostępnianie informacji, co pozwala na płynną integrację systemu wizyjnego kontroli jakości z istniejącymi ramami automatyzacji.
IO-Link: Technologia często stosowana do podłączania poszczególnych czujników lub urządzeń do systemu. Umożliwia dwukierunkową komunikację między czujnikami a sterownikami, wspierając funkcje diagnostyczne i konfiguracyjne bezpośrednio z centralnego systemu.

3. Sterowniki

Przemysłowy sterownik, zazwyczaj w formie komputera przemysłowego (IPC), przetwarza dane otrzymywane od czujników wizyjnych. Ten komputer obsługuje specjalistyczne oprogramowanie analityczne, które wykorzystuje algorytmy maszynowego widzenia do analizy zarejestrowanych obrazów, wykrywania wad powierzchniowych i pomiaru wymiarów. Sterownik odpowiada za:

Przetwarzanie obrazów: Przetwarzanie obrazów w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem zaawansowanych algorytmów, które porównują zarejestrowane obrazy z zestawem zdefiniowanych parametrów akceptowalnych.
Podejmowanie decyzji: Sterownik decyduje, czy produkt przechodzi, czy nie, na podstawie analizy zebranych danych.
Koordynację systemu: Sterownik zarządza także komunikacją między czujnikami wizyjnymi, systemami oświetleniowymi i innymi systemami fabrycznymi (jak PLC czy przenośniki).
Interfejs użytkownika (UI): Komputer przemysłowy często posiada interfejs użytkownika, który umożliwia operatorom konfigurowanie systemu, przeglądanie wyników oraz zarządzanie raportami.

Długoterminowe Korzyści dla Klienta

Poprawa jakości produktów: Dzięki wykorzystaniu systemu wizyjnego, fabryka może zapewnić, że każdy produkt spełnia wysokie standardy jakości, co zwiększa zadowolenie klientów i minimalizuje reklamacje.
Zwiększenie wydajności: Automatyzacja kontroli jakości umożliwia szybsze przetwarzanie produktów, co zwiększa ogólną wydajność linii produkcyjnych.
Redukcja kosztów: Mniej odrzuconych produktów i zmniejszenie liczby ręcznych inspekcji.

Wdrożenie systemu wizyjnego kontroli jakości przyniosło wymierne korzyści fabryce. Automatyzacja procesu kontroli jakości zapewnia wyższą jakość produktów, zwiększa wydajność produkcji i redukuje koszty operacyjne. Dzięki temu nasz klient może sprostać wymaganiom rynku i utrzymać konkurencyjność.

Jesteśmy dumni z tego projektu i polecamy systemy wizyjne jako skuteczne narzędzie do kontroli jakości w różnych branżach produkcyjnych.