10 domande 10 risposte

Come valutare un ‘Sensore di Visione’

Attualmente il mercato offre svariate possibilità a chi necessita I’installazione di un sensore di visione per la risoluzione di una problematica, sia essa relativa al controllo qualità o al controllo di produzione: come orientarsi allora?

Di seguito cerchiamo di elencare i “requisiti fondamentali” a cui deve rispondere una soluzione di visione artificiale per essere considerata efficace e soprattutto affidabile: ricordiamoci infatti che si cerca una soluzione ad un problema e non I’inserimento di un nuovo problema in un processo industriale.

Ad esempio, uno dei punti fondamentali da verificare, è se il sensore che si sta valutando sia in grado di adattarsi alle molteplici e mutevoli condizioni che esistono nella Vostra applicazione; un altro requisito fondamentale che deve essere rispettato dalla soluzione che si sta valutando, è la rispondenza alle caratteristiche fornite da ethernet. Per ultimo ma non ultimo, è il fornitore in grado di supportarvi con gli accessori (sistemi di illuminazione, ottiche) adatti alla completa realizzazione della soluzione?

Sia che Voi siate esperti di visione artificiale o neofiti, senza la pretesa di fornire una guida esaustiva, di seguito troverete alcune interessanti considerazioni che vi permetteranno di valutare in modo preciso la scelta di un sensore per realizzare la soluzione alla vostra problematica.

10 domande da farsi e a cui prestare attenzione …

Accessori a corredo.

Al fine di essere sicuri che la vostra problematica di visone artificiale abbia una soluzione, verificate che il sensore di visione che state valutando sia compatibile con il maggior numero possibile di accessori o che l’integratore a cui vi affidate sia in grado di supportarvi con tutto ciò che serve: ottiche, sistemi di illuminazione, custodie, ….

Comunicazione

Quale è l’importanza di avere un sistema di comunicazione su rete integrato nel sensore di visione? Quali caratteristiche devo verificare?

Il poter disporre di un sistema di comunicazione su rete “apre” al sensore di visione una gamma di opportunità pressoché infinite: prima di tutte quella di poter comunicare i dati dei test che esegue, direttamente ad un PC o ad un server di processo. Altra fondamentale opportunità fornita da questo tipo di comunicazione, è la possibilità di comunicare direttamente con un robot, un PLC o un qualsiasi sistema di automazione presente nella azienda presso cui il sensore di visione viene installato.

Al fine di poter valutare il semplice e possibile inserimento di un sensore di visione artificiale in una rete aziendale, è fondamentale verificare se l’interfaccia di comunicazione di rete è in grado di supportare i protocolli di comunicazione aggiornante diffusi e soprattutto:

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol):  questa possibilità rende il sensore in grado di inviare un messaggio via posta elettronica (e-mail) o ad un telefono cellulare, qualora si verifichino determinate condizioni: tipicamente di emergenza. E’ anche possibile ricevere messaggi dalle stesse fonti verso cui è possibile inviarli, al fine di permettere una diagnosi remota del processo.

FTP (File Transfer Protocol): rende possibile l’archiviazione di immagini provenienti dal sensore di visione senza dover “scrivere” del software dedicato.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): ad ogni dispositivo che viene collegato in rete, un server assegna in modo automatico un indirizzo di tipo IP. Sensori di visione privi di questa caratteristica necessitano un assegnamento “manuale” per ognuna delle unità installate: questo richiede molto spesso l‘intervento dell’amministratore della rete su cui ci si collega.

DNS: questa caratteristica rende possibile l’assegnazione arbitraria di un identificativo alfanumerico ad ogni sensore di visione inserito nella rete. Ad esempio si può associare un nome che facilmente ricordi il tipo di controllo eseguito dal sensore stesso (ad esempio: presenza tappo, lettura codice, …)

TCP/IP client/server: rende possibile il trasferimento di dati da parte del sensore di visione senza la necessità di scrivere un software di trasmissione o la creazione di un “gateway” specifico.

Telnet: Si tratta di un protocollo Internet di tipo standard che rende possibile il collegamento al sensore di visione (logon) da un qualsiasi unità remota.

Al fine di poter collegare il sensore di visione ad un qualsiasi sistema già presente su una rete di automazione aziendale, è fondamentale verificare se lo stesso supporto i seguenti protocolli di comunicazione:

Ethernet/IP: rende possibile il collegamento del sensore di visione ad altre unità mediante un semplice cavo Ethernet, cioè collegandosi ad una qualsiasi presa di rete dati presente oggigiorno nella maggioranza delle aziende.

ModBus/TCP: rende possibile il collegamento del sensore di visione ad altre unità in grado di comunicare con lo stesso protocollo.

In definitiva, è fondamentale verificare se, l’inserimento di uno o più sistemi di visione in una realtà aziendale già costituita non richieda il nuovo cablaggio di una rete dedicata e soprattutto verificare la compatibilità con il protocollo già implementato.

Integratore

L’integratore che state valutando, è in grado di supportarvi adeguatamente?

Quando si valuta un sensore di visione, è importantissimo valutare anche le competenze tecniche dell’integratore che lo propone. Un sensore di visione in grado di fornire prestazioni elevate, deve essere supportato da una struttura tecnica in grado di sfruttarne appieno le potenzialità.

Per valutare appieno i servizi ed il supporto fornito da un integratore, valutate quanto segue:

Vi rende disponibile uno specialista di visione a tempo pieno?

Con che strumenti viene valutata la vostra problematica e da chi? Da uno specialista di visione?

Viene garantita una valutazione della vostra applicazione da parte di uno specialista di visione artificiale? In quanto tempo?

Definita la soluzione di visione, che supporto tecnico viene fornito per l’installazione?

Vi viene proposto un supporto tecnico “post-vendita”?

Viene assegnato un tecnico di riferimento che sia responsabile della vostra applicazione?

In definitiva, solo un fornitore in grado di proporre una soluzione in grado di rispondere in modo soddisfacente a tutte queste domande può essere il partner giusto con cui collaborare in modo sicuro e duraturo.

Interfaccia utente

E’ possibile e soprattutto facilmente realizzabile una “interfaccia utente”.

I dati provenienti dall’analisi dell’immagine o l’inserimento di parametri che variano durante lo svolgersi del processo produttivo, non sempre sono di facile interpretazione per le persone non addette ai lavori e molto spesso “frenano” l’utilizzo degli stessi da parte degli operatori.

Il sensore di visione che state valutando deve essere in grado di rendere una interfaccia “umana” disponibile senza l’utilizzo di altri programmi come ad esempio Visual Basic®,  Delphi® o altri programmi ad “alto livello”.

Lettura caratteri

Quali sono le caratteristiche fondamentali che deve fornire un sensore di visione per effettuare verifica e lettura di caratteri?

Qualunque sia l’applicazione di visione in cui è richiesta la lettura di codici alfanumerici, da quella automotive per l’identificazione di particolari durante l’assemblaggio a quella di verifica del lotto e della data di produzione su prodotti farmaceutici o alimentari, ci sono delle caratteristiche fondamentali a cui un sensore di visione deve rispondere:

Acquisizione statica del “font”: questa caratteristica permette al sensore di crearsi un “modello di riferimento” a partire da una serie di campioni differenti dello stesso carattere. Questa caratteristica permette al sensore di visione di “maneggiare” in modo molto più efficiente e soprattutto “stabile” la lettura di codici alfanumerici, rimanendo insensibile alle inevitabili differenze presenti tra un campione ed un altro dello stesso carattere, a causa della qualità della stampa e delle variazioni nel contrasto della stessa.

Programmi di pre-elaborazione: permettono di modificare alcune caratteristiche del “modello di riferimento” migliorandone ad esempio il contrasto, rendendone più definiti i contorni o eliminando elementi di disturbo all’immagine provenienti dallo sfondo.

Possibilità di richiamo dell’immagine: questa caratteristica permette all’operatore di richiamare su un monitor in modo diretto ed immediato una immagine relativa ad una lettura che avviene in modo non corretto. La mancata lettura può avvenire ad esempio per uno spostamento della telecamera o per la mancanza del carattere da leggere.

Lettura codici industriali

Quali sono le caratteristiche fondamentali che deve fornire un sensore di visione per effettuare la lettura di codici di tipo industriale?

Il diffondersi nel campo industriale di codici 2D ad “alta densità”, impone ad un sensore di visione la presenza nel suo software di base di programmi atti a leggere ed interpretare questi nuovi sistemi di identificazione. L’ambiente in cui questi codici vengono impiegati è però di tipo ostile e pertanto i codici stessi si presentano molto spesso degradati. Un software efficace deve pertanto essere in grado di interpretarli anche quando sono sporchi o incompleti.

Cadenza di lettura: indica la capacità del sensore di visione di leggere ed interpretare i codici ad alta densità. E’ fondamentale che il sensore di visione non rallenti il processo produttivo degli oggetti su cui il codice è riportato.

Possibilità di richiamo dell’immagine: questa caratteristica permette all’operatore di richiamare su un monitor in modo diretto ed immediato un’immagine relativa ad una lettura che avviene in modo non corretto. La mancata lettura può avvenire ad esempio per uno spostamento della telecamera o per la mancanza del codice da leggere.

Localizzazione

Quale è realmente l’importanza di uno “strumento” di localizzazione di un oggetto e come posso valutarne le caratteristiche?

La “funzione” di localizzazione dell’oggetto”, praticamente disponibile in ogni pacchetto software per la visione artificiale, “promette” di localizzare un oggetto in qualsiasi unto del campo inquadrato dalla telecamera, qualsiasi sia la sua posizione, illuminazione o grado di leggibilità.

La localizzazione dell’oggetto che si vuole controllare, è praticamente il primo passo da compiere in qualsiasi processo di visione artificiale, a partire dalla semplice applicazione di guida robot per la presa i un oggetto a quella più complessa di verifica del corretto assemblaggio di componenti che costituiscono un oggetto finito.

La precisione e la ripetibilità del risultato fornito da questo “strumento” sono molto spesso la chiave del successo di una applicazione di visione artificiale.

Di seguito riportiamo un possibile elenco di “CONDIZIONI” che possono capitare nella applicazione reale , “CAUSE” che possono rendere reali le condizioni di cui prima e “TEST DI VERIFICA” da cui si può valutare l’efficacia di un sensore di visione nel localizzare un oggetto:

Tabella

Solo un sensore di visione in grado di identificare un oggetto in modo soddisfacente rispondendo a TUTTI i “TEST DI VERIFICA” sopra elencati, ed un integratore in grado di sfruttare al meglio le sue potenzialità può essere considerato una soluzione valida per lo studio di una problematica di visione artificiale.

Ripetibilità

Com’è possibile valutare la ripetibilità delle misure compiute?

Quando un sensore di visione è impiegato per effettuare delle valutazioni dimensionali di un oggetto su una linea produttiva, è fondamentale verificare che le misure che effettua diano sempre lo stesso risultato al fine di non confondere una errata misurazione con un errato valore di una misura sul pezzo in esame.

Serve un PC ?

Il sensore di visione ha bisogno di un PC per funzionare?

Un sensore di visione di nuova generazione, deve essere in grado di essere parametrizzato e di funzionare senza l’impiego di un PC.

Il sensore di visione, deve essere in tutto e per tutto un dispositivo di tipo “plug-and-play” al fine di renderne l’utilizzo immediato e facile.

La possibilità di funzionare senza un PC, infine, svincola il controllo dalla ben nota instabilità di alcuni sistemi operativi.

Software di base

Il sensore di visione che si sta valutando è corredato di un software di elaborazione efficiente?

Il disporre di un software di elaborazione efficace già integrato nel sensore di visione rende l’approccio al problema molto più rapido e flessibile. Infatti permette di effettuare delle elaborazioni in “tempo reale” sull’immagine acquisita al fine di valutare la possibilità di trovare una soluzione al problema.

Tra gli strumenti offerti da un software integrato, vanno considerati come fondamentali:

Accrescimento del contrasto tra i contorni dell’immagine e lo sfondo.

Filtraggio di alcuni particolari non significanti, presenti nell’immagine.

Eliminazione di riflessi che possono essere generati dalle proprietà di riflessione della superficie dell’oggetto.

La capacità di un sensore di visione di fornire queste ed altre caratteristiche senza la necessità di scrivere linee di programma e di effettuarne la compilazione, rende la fase di studio dell’applicazione di visione estremamente rapida ed interattiva.