Wydajność, elastyczność i użyteczność to trzy filary, na których opiera się przetwarzanie obrazów na potrzeby automatyki przemysłowej. Czujniki wizyjne realizują te założenia, łącząc prostotę obsługi znaną z tradycyjnych czujników optycznych z wydajnością porównywalną do zaawansowanych systemów kamerowych.

Rola czujników wizyjnych

Czujniki wizyjne to zintegrowane urządzenia umożliwiające automatyczną analizę obrazu w czasie rzeczywistym. W przeciwieństwie do prostych czujników optycznych, które jedynie rejestrują obecność lub brak obiektu, czujniki wizyjne potrafią analizować obrazy i podejmować decyzje na podstawie rozpoznanych wzorców. Stanowią one kompaktowe rozwiązanie, w którym w jednej obudowie umieszczone są kamera, procesor obrazu, oświetlenie, a często również obiektyw oraz zestawy wejść i wyjść cyfrowych. 

Kluczową zaletą urządzeń jest ich zwarta, zintegrowana konstrukcja, która ułatwia instalację i konfigurację. Czujniki wizyjne zajmują natomiast niszę pomiędzy prostymi czujnikami optycznymi a kompleksowymi systemami wizyjnymi, oferując złoty środek dla wielu zastosowań przemysłowych.

Ich rola wykracza daleko poza zwykłe monitorowanie. Są to inteligentne urządzenia, które analizują obraz w celu wykonywania przypisanych im zadań. Imponująca wszechstronność sprawia, że czujniki wizyjne stają się nieodzownym elementem nowoczesnych linii produkcyjnych.

Praktyczne zastosowania w przemyśle

Kontrola jakości stanowi jedno z najważniejszych zastosowań czujników wizyjnych w przemyśle. Urządzenia te potrafią wykrywać nawet najmniejsze defekty, takie jak zarysowania powierzchni, mikropęknięcia, brakujące elementy czy niezgodności wymiarowe. W produkcji płytek drukowanych czy złożonych zespołów elektrycznych, gdzie precyzja jest kluczowa, czujniki wizyjne zapewniają stały, bezstronny nadzór nad jakością, eliminując ryzyko błędu ludzkiego.

Identyfikacja i śledzenie produktów to kolejny obszar, w którym czujniki wizyjne odgrywają fundamentalną rolę. Odczytywanie kodów kreskowych jednowymiarowych i dwuwymiarowych, rozpoznawanie kształtów i tekstów oraz lokalizowanie obiektów na linii produkcyjnej pozwala na pełną identyfikowalność produktu na każdym etapie jego wytwarzania.

W obszarze kontroli procesów czujniki wizyjne umożliwiają monitorowanie w czasie rzeczywistym, co jest szczególnie istotne w procesach wymagających precyzyjnego nadzoru. Mogą one kontrolować parametry wizualne reakcji chemicznych, procesy lutowania czy też prawidłowość nakładania powłok ochronnych, zapewniając optymalne warunki produkcji i natychmiastowe wykrywanie odstępstw od normy. Czujniki wizyjne mogą sprawdzać prawidłowy przebieg pakowania produktów, kompletność zestawów, poprawność etykietowania oraz zgodność montażu z dokumentacją techniczną. Automatyzacja tych procesów znacząco przyspiesza produkcję i eliminuje kosztowne pomyłki.

Robotyka przemysłowa znacząco korzysta z możliwości czujników wizyjnych. Prowadzenie robotów w zadaniach wymagających wysokiej precyzji, takich jak chwytanie drobnych komponentów czy pozycjonowanie części do montażu, byłoby niemożliwe bez precyzyjnej informacji wizyjnej. Czujniki dostarczają robotom danych o położeniu, orientacji i kształcie obiektów, umożliwiając adaptacyjne zachowanie w zmiennych warunkach produkcji.

Znaczenie dla przemysłu

Rozwój technologii czujników wizyjnych ma szczególne znaczenie dla przemysłu. W obliczu rosnącej konkurencji globalnej oraz wymagań dotyczących jakości i efektywności, automatyzacja staje się koniecznością, a nie luksusem. Czujniki wizyjne umożliwiają firmom osiągnięcie parametrów jakościowych porównywalnych z wiodącymi producentami, przy jednoczesnej optymalizacji kosztów.

Tam, gdzie tolerancje wymiarowe są minimalne, a wymagania jakościowe maksymalne, czujniki wizyjne stanowią nieocenione wsparcie. Ma to miejsce na przykład przy produkcji aparatury rozdzielczej, systemów automatyki budynkowej, osprzętu instalacyjnego czy złożonych układów elektronicznych

Dodatkowo, technologia ta wspiera cyfrową transformację przemysłu. Dane zbierane przez czujniki wizyjne mogą być analizowane w celu optymalizacji procesów, identyfikacji trendów jakościowych oraz predykcyjnej konserwacji urządzeń produkcyjnych.

Korzyści z wdrożenia czujników wizyjnych

• Zwiększona precyzja kontroli to najbardziej oczywista korzyść z wdrożenia czujników wizyjnych. Urządzenia te potrafią wykrywać defekty o rozmiarach niewidocznych dla ludzkiego oka, zapewniając poziom kontroli jakości nieosiągalny w inspekcji manualnej. Powtarzalność pomiarów i niezależność od zmęczenia operatora gwarantują stałą jakość kontroli.
• Redukcja kosztów operacyjnych następuje poprzez eliminację wadliwych produktów na wczesnym etapie produkcji. Wykrycie defektu zapobiega dalszemu przetwarzaniu wadliwego elementu, co w przypadku złożonych produktów może generować znaczące oszczędności. Typowy okres zwrotu z inwestycji (ROI) wynosi od 12 do 24 miesięcy.
• Automatyzacja kontroli redukuje koszty personelu i eliminuje subiektywność oceny jakości.
• Zwiększona wydajność produkcji wynika z możliwości ciągłej, szybkiej pracy bez przerw. Czujniki wizyjne mogą kontrolować setki produktów na minutę. 
• Poprawa bezpieczeństwa to aspekt często niedoceniany. Automatyzacja zadań kontrolnych w niebezpiecznych strefach, gdzie występują wysokie temperatury, substancje chemiczne czy ruchome elementy maszyn, eliminuje ryzyko wypadków i chroni zdrowie pracowników. Personel może być przesunięty do zadań nadzorczych, bezpieczniejszych i wymagających wyższych kwalifikacji.
• Lepsze zarządzanie danymi to także strategiczną korzyść z wdrożenia czujników. Gromadzenie szczegółowych danych z każdej kontroli pozwala na statystyczną analizę procesów, identyfikację źródeł problemów oraz optymalizację parametrów produkcji.
• Łatwa adaptacja do zmian jest zapewniona z kolei przez konfigurację, ponieważ jest ona projektowana jako intuicyjna.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Robotyka, montaż i obsługa

Czy robotyka kognitywna będzie przyszłością procesów przemysłowych?

Robotyka kognitywna wyznacza nowy kierunek w rozwoju współczesnych systemów zrobotyzowanych, który może stać się przełomem w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami, które opierają się na sztywno zaprogramowanych algorytmach.

Silniki elektryczne

Silniki elektryczne jako nieodłączny element automatyzacji procesów produkcyjnych

W czasach, gdy koszty wytworzenia stanowią często „być albo nie być” dla producentów, coraz bardziej znaczącą rolę odgrywa automatyzacja procesów wytwórczych. Nieodłącznym elementem automatyzacji jest element wprawiający w ruch, którego podstawą jest silnik elektryczny.

Wyzwania związane z wdrożeniem

Warto jednak pamiętać o wyzwaniach wdrożeniowych. Skuteczność czujników wizyjnych w dużej mierze zależy od stabilności warunków oświetleniowych – dlatego większość aplikacji przemysłowych wymaga dedykowanego oświetlenia LED dobieranego do specyfiki kontrolowanego obiektu. Proces kalibracji i "nauczenia" systemu może zająć od kilku godzin do kilku dni.

Technologia ma także swoje ograniczenia techniczne: trudności z rozpoznawaniem obiektów o bardzo zmiennej teksturze lub kształcie, ograniczoną głębokość ostrości przy pracy z różnymi wysokościami obiektów, oraz wrażliwość na zanieczyszczenia soczewek i wibracje mechaniczne linii produkcyjnej. 

Inwestycja w przyszłość

Czujniki wizyjne to dziś inteligentne narzędzia, które nie tylko widzą, ale również interpretują otoczenie, podejmują decyzje i dostarczają cennych danych do optymalizacji procesów. Wdrożenie tej technologii może pomóc w osiągnięciu przewagi konkurencyjnej poprzez poprawę jakości, zwiększenie wydajności i redukcję kosztów.

Przy wyborze optymalnej technologii warto kierować się trzema fundamentalnymi kryteriami: wydajnością, elastycznością i użytecznością. Najlepsze rozwiązania to te, które łączą wszystkie te cechy. Rozwój sztucznej inteligencji i algorytmów deep learning otwiera nowe możliwości w rozpoznawaniu złożonych defektów, a systemy wizji 3D rewolucjonizują pomiary objętościowe i kontrolę kompletności montażu. W miarę rozwoju technologii, czujniki wizyjne stają się coraz bardziej przystępne cenowo i łatwiejsze w obsłudze, co otwiera przed nimi drogę do szerokiego zastosowania również w mniejszych zakładach produkcyjnych.

Inwestycja w technologię czujników wizyjnych to inwestycja w przyszłość, która przynosi wymierne korzyści nie tylko w postaci poprawy jakości produktów, ale również w zakresie budowania kultury organizacyjnej opartej na danych i doskonaleniu procesów.