Hệ thống kiểm tra ngoại quan phát hiện lỗi

Trong sản xuất hàng ngày, bạn có thể gặp những bài toán: 

+ Trong quá trình sản xuất, lon sản phẩm, chai bị móp méo

+ Trên bao bì in tên, logo nhưng bị mờ, mất nét, chưa đúng

+ Trên board mạch sản xuất bị thiếu linh kiện

+ Số lượng sản phẩm quá lớn, tốn nhân công để kiểm tra nhưng năng suất thấp và có thể kiểm tra sai sót.

Để giải quyết vấn đề này chính là sử dụng  “Cảm biến hình ảnh”, các thuật ngữ tiếng Anh hay gọi là “Vision Camera” hay “Vision Sensor” (VS). Lúc này VS đúng nghĩa trở thành cảm biến, phân biệt tính đúng sai của hình ảnh. Hiểu đơn giản hơn camera thực chất chỉ là một cảm biến quang nhưng có khả năng tạo ra ảnh nhưng chứa đựng nhiều thông tin hơn so với cảm biến thông thường. Tùy hãng sản xuất, một camera duy nhất có thể kiểm tra được nhiều vật cùng lúc (yêu cầu tất cả vật cần kiểm tra nằm trong vùng nhin) và nhiều lỗi hơn có thể được phát hiện đồng thời, hay chỉ 1 vật vật duy nhất.

Có các dạng xử lý ảnh công nghiệp như sau

+ Guidance: Ứng dụng VS dùng để định vị trí sản phẩm (tọa độ X, Y và góc nghiêng) , thường được sử dụng kết hợp với robot để tạo ra 1 giải pháp hoàn chỉnh cho hệ thống, có thể gọi đây là “mắt thần” của robot. VS chụp ảnh và xác địch tọa độ của vật thể, từ đó robot nhận dạng được vị trí của vật và di chuyển đến để gắp, thường thì các vật thể được phân bố rất lộn xộn, ngẫu nhiên. VS và robot giao tiếp với nhau qua truyền thông. Hiện nay có 1 số nhà sản xuất robot tự phát triển dòng VS của riêng họ, hoặc có thể kết hợp với một hãng sản xuất VS khác.

+ Inspection: Ứng dụng kiểm tra hình ảnh trên sản phẩm, ví dụ như: logo, hình được in trên sản phẩm, màu sắc, bề ngoài, hình dáng sản phẩm (bị móp méo, hở nắp đậy, bo mạch thiếu linh kiện…) Nguyên lý hoạt động của dòng này là chụp ảnh sản phẩm mẫu, lưu vào thư viện, khi hoạt động, VS sẽ chụp ảnh các sản phẩm chạy qua nó và so sánh với ảnh gốc, bộ xử lý của VS sẽ xuất ra tín hiệu OK hoặc NG.

+ Gauge: Ứng dụng đo kích thước: kiểm tra, đo kích thước chính xác của sản phẩm cũng như đảm bảo dung sai trong vùng cho phép.

+ Identification: Ứng dụng VS đọc barcode. Ứng dụng OCR (Optical Character Recognition- Nhận diện ký tự quang học) dùng để đọc các ký tự được in hay khắc trên bề mặt sản phẩm.

Thành phần cấu hành hệ thống xử lý ảnh 

+ Vision Camera: nhiệm vụ chụp hình đối tượng cần kiểm tra, camera này có nhiệm giống như camera bình thường nhưng khác là có thêm chức năng trigger chỉ chụp hình khi có tín hiệu kích (trigger) từ cảm biến hoặc từ phần mềm.

+ Đèn chiếu sáng: đây có thể xem là phần quan trọng không thể thiếu của hệ thống ngoại quan, có nhiệm vụ làm nổi bật các lỗi cần kiểm tra và loại bỏ các nhiễu không cần thiết giúp quá trình xử lý ổn định hơn. Đèn có nhiều loại với hình dạng kích thước khác nhau, tùy theo ứng dụng sẽ chọn các đèn phù hợp.

+ Sensor (cảm biến): phát hiện vật đã vào trong vùng nhìn của camera và kích (tạo ra tín hiệu trigger) cho camera chụp. Tín hiệu trigger được tạo ra khi sản phẩm chạy qua cảm biến nhận biết vật thể (laser, quang, tiệm cận…), cảm biến này có nhiệm vụ báo cho VS biết là sản phẩm đã vào đúng vùng chụp và VS sẽ chụp ảnh lại.

+ Bộ xử lý: chứa các thư viện xử lý ảnh, chức năng là dùng các hàm trong thư viện để xử lý ảnh thu được từ camera. Bộ xử lý này có thể được tích hợp trên camera, 1 bộ phận tách rời hoặc có thể là một PC bình thường. Trên bộ xử lý có các tin hiệu I/O nhằm giao tiếp với PLC hoặc cơ cấu chấp hành