You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Delta DIAVision VGR: мультиспециалист в решении широкого спектра задач машинного зрения


Программный продукт Delta DIAVision VGR позволяет создавать системы машинного зрения на базе персонального или промышленного компьютера, обеспечивая решение широкого спектра задач - от позиционирования механизмов и управления роботами до контроля качества готовой продукции

В современном производстве есть немало задач, для решения которых широко применяются системы машинного зрения на основе специализированного оборудования, такого как контроллеры технического зрения Delta серий DMV2000, DMV3000 или смарт-камера Delta VIS100. Производительности и возможностей этих аппаратных средств для многих предприятий хватает с многократным запасом для эффективного решения типовых задач, таких как позиционирование, считывание кодов, обнаружение дефектов, контроль качества готовой продукции и упаковки и др. В то же время есть предприятия и задачи, где востребованы более гибкие системы технического зрения с расширенными возможностями.

Компания Delta Electronics представляет мощный инструмент машинного зрения – программный пакет DIAVision VGR, который можно использовать для одновременного решения нескольких задач машинного зрения с использованием нескольких видеокамер.


Программный продукт Delta DIAVision VGR позволяет создавать системы машинного зрения на базе персонального или промышленного компьютера

Этот продукт позволяет создавать системы технического зрения на основе традиционных персональных или промышленных компьютеров. DIAVision VGR включает в себя все функции обработки изображений, доступные также и в других продуктах технического зрения Delta — DMV2000/3000 и VIS100:

  • распознавание штрих-кодов различных типов, включая QR и DataMatrix
  • определение положения 2D-плоскости
  • сравнение с шаблоном или контуром
  • определение краев/граней и их положения, угла наклона, ширины и координат
  • вычисление площади и объема
  • выделение связных объектов
  • интенсивность изображения, проверка пятен
  • детальная проверка объекта

Рекомендуемая конфигурация системы машинного зрения на базе DIAVision VGR:

  • промышленный компьютер с процессором (ЦПУ) класса IntelCorei5/i7
  • ОЗУ не менее 8 ГБ
  • видеокамеры с интерфейсом Gigabit Ethernet
  • на каждую видеокамеру – отдельный интерфейс Gigabit Ethernet (лучше всего – с поддержкой PoE)
  • ОС Windows 10 (для разработчиков) или Windows 10 IoT (для установки системы на производственной линии). При использовании Windows 10 IoT можно назначить ядра ЦПУ, на которых будет работать приложение (система реального времени)

Позиционирование и управление роботами

Изначально программный инструмент DIAVision VGR был разработан Delta Electronics для управления своими роботами-манипуляторами (задача позиционирования), которые компания применяет в собственном производстве оборудования для промышленной автоматизации. В данном продукте процесс интеграции зрения в робота доведен до совершенства — всего одной кнопкой (функция One Key Calibration) можно откалибровать и добавить в камеру систему координат робота. При этом неважно, где именно установлена камера — на исполнительном механизме робота или же в точке наблюдения, охватывающей зону действий робота.


Изначально программный инструмент DIAVision VGR был разработан Delta Electronics для управления роботами-манипуляторами

После запуска функции калибровки программа начинает управлять роботом и выдает ему сигналы приращения по 20 мм в разные стороны. В результате формируется 20-30 точек, на основе которых создается калибровочная матрица и осуществляется привязка системы координат камеры к системе координат робота. Весть процесс привязки происходит всего за несколько минут.

На текущий момент DIAVision VGR содержит драйвера для управления как роботами компании Delta Electronics, так и других производителей – ABB, YASKAWA, FANUC, EPSON, YAMAHA и др. (список постоянно расширяется).


Контроль производства и качества продукции

DIAVision VGR с успехом применяется не только для управления роботизированными ячейками. С помощью этого ПО легко управлять позиционированием осей различных механизмов и станков, осуществлять бесконтактную привязку заготовок к координатам обрабатывающих станков и центров, контролировать процессы производства и качество готовой продукции, измерять размеры объектов и уровень налива жидкостей, распознавать коды QR и Data Matrix, выполнять любые другие задачи, которые могут быть реализованы путем анализа изображений.

В числе преимуществ DIAVision VGR — возможность одновременного выполнения нескольких задач машинного зрения. Для поддержания высокого уровня конкурентоспособности своей продукции предприятиям необходимо следить как за качеством продукции (в особенности — пищевой), так и качеством упаковки — индивидуальной и групповой. Деформированная бутылка или коробка, незавинченная крышка, недолив продукта и т.д. не только снижают лояльность покупателя к бренду, но и вызывают различные трудности и проблемы в процессе логистики. В итоге это приводит к заметным финансовым потерям предприятия и сокращению его доходов.

DIAVision VGR прекрасно справляется с решением задач контроля производства и качества продукции. С ее помощью можно одновременно отслеживать корректность изготовления и монтажа различных электронных компонентов, уровень наполнения (налива) продукта в индивидуальной упаковке, наличие крышки и закручена (установлена) ли она полностью, обнаруживать посторонние включения и различные дефекты, контролировать размеры и геометрию готовой продукции (метизы, фитинги, флаконы, бутылки, фигурные изделия из пластика, стекла и металла, и др.) и упаковки (коробки, ящики и др.).


Контроль правильности завинчивания крышки

В некоторых случаях для одновременного решения нескольких задач достаточно будет одной видеокамеры, в других случаях потребуется две и более.Детальную проработку системы машинного зрения на базе DIAVisionVGR для решения своих задач и подбора оборудования лучше всего доверить специалистам.


Распознавание и агрегация маркировочных кодов

На отечественном рынке множество видов продукции (лекарства, вода, пиво, молочная продукция и др.) подлежит или будет подлежать в ближайшее время обязательной маркировке двумерным кодом Data Matrix. При этом перед производителями стоит сразу несколько задач:

  • маркировка каждой единицы продукции индивидуальным кодом DataMatrix
  • контроль индивидуальных кодов и их распознавание (считывание)
  • контроль качества продукции
  • групповая упаковка продукции (в коробки, пленку и др.)
  • формирование группового кода упаковки, содержащего индивидуальные коды всех входящих в нее единиц продукции
  • нанесение группового кода на упаковку

Решения всех этих задач значительно ускоряется и упрощается благодаря применению DIAVision VGR в комплекте с несколькими видеокамерами. В состав программного пакета входит драйвер Modbus TCP, что дает возможность DIAVision VGR управлять различными средствами промышленной автоматизации — контроллерами, панелями оператора, сервоприводами, роботами и др.

Рассмотрим вышеуказанный набор задач на примере производства пива. Все эти задачи легко решаются с помощью DIAVision VGR. Как только очередная бутылка перемещается в зону маркировки, установленная здесь видеокамера выполняет одновременно набор задач: например,контролирует уровень налива, правильность закручивания крышки и наличие этикетки.

В случае положительного результата DIAVision VGR выдает соответствующий сигнал управления аппликатору и тот наклеивает на бутылку индивидуальный код Data Matrix. При обнаружении дефекта код на забракованную бутылку не наносится. Впоследствии все бутылки без кода будут удалены с конвейера в утилизационную емкость.


Контроль уровня налива в бутылку

Двигаясь далее по конвейеру, продукция попадает в зону действия второй камеры. В круг ее задач входит считывание индивидуальных кодов Data Matrix с занесением их в ИТ-систему предприятия, обнаружение других дефектов продукции (деформация, сколы, нечитаемый/отсутствующий код DataMatrix и др.), управление роботом-манипулятором для перемещения годной продукции с кодом в коробку, а некондиционной (в т.ч. без кода DataMatrix) — в утилизационную емкость, контроль заполнения коробки.


Управление роботом-манипулятором для перемещения годной продукции с кодом в коробку

Далее система формирует групповой код упаковки на основе считанных индивидуальных кодов всех размещенных в коробке бутылок,печатает его и передает все коды в ИТ-систему предприятия для последующей отправки в соответствующую глобальную базу данных — ЕГАИС, «Честный Знак» и др.Процессом нанесения группового кода также может управлять DIAVision VGR, одновременно контролируя как сам код, так и качество упаковки.

На видео ниже продемонстрирован вариант комплексного решения таких задач с применением DIAVision VGR и робота-манипулятора Delta.




Высочайшая производительность

Поскольку DIAVision VGR — программный пакет, то его быстродействие значительно выше, чем у любых смарт-камер и контроллеров машинного зрения и ограничивается только лишь вычислительной мощностью ПК и характеристиками используемых камер. Для обеспечения высокой производительности системы рекомендуется использовать компьютер с процессором класса IntelCorei5/i7 третьего поколения и выше, ОЗУ не менее 8 ГБ и отдельный контроллер Gigabit Ethernet для каждой подключаемой камеры.

Распознавание качественно напечатанного кода DataMatrix программный пакет DIAVision VGR выполняет практически мгновенно — менее чем за 1 мс, а распознавание кодов плохого качества печати — примерно за 7 мс. Для сравнения — многие традиционные системы технического зрения выполняют эту же задачу примерно за 50-70 мс.

Теоретически количество одновременно подключаемых и обслуживаемых DIAVision VGR камер не ограничено. На практике же их количество подбирается в зависимости от характеристик и производительности вычислительной системы и с учетом разрешения выбранных камер.


Видеокамера Delta с интерфейсом Gigabit Ethernet

Суммарная производительность системы машинного зрения на базе DIAVision VGR определяется несколькими факторами. Конечно, это производительность процессора и внутренних интерфейсов компьютера. Но самое большое влияние на производительность системы оказывает время передачи изображения от камеры в компьютер по интерфейсу Gigabit Ethernet, которое напрямую зависит от разрешения камеры.

Видеокамера Delta с интерфейсом Gigabit Ethernet разрешением 0,3 Мп передает сделанное ею изображение за 5 мс, разрешением 2 Мп — примерно за 25 мс, 5 Мп – за 50 мс. То есть, камера разрешением 0,3 Мп способна передавать примерно 200 изображений в секунду, а 5-мегапиксельная — около 20. Это намного быстрее, чем движется любая производственная линия.

К примеру, выполнение типичного для производства напитков набора задач машинного зрения — распознавание кода, контроль уровня налива, наличия крышки и этикетки плюс передача данных, у DIAVision VGR с камерой 0,3 Мп займет примерно 10 мс, с камерой 2 Мп — 30 мс, 5 Мп – около 60 мс. Выбор разрешения камеры зависит от типа решаемых задач машинного зрения и других факторов, поэтому лучше доверить проработку спецификации системы специалистам.

При увеличении одновременно работающих камер производительность системы снижается. Вызвано это особенностями работы последовательного сетевого протокола Gigabit Ethernet и конвейерной организации вычислительных операций компьютера.

Камеры с Gigabit Ethernet выигрывают по сравнению с видеокамерами с интерфейсом CameraLink. Некоторая нестабильность работы, присущая непосредственно технологии Gigabit Ethernet с лихвой перекрывается другими достоинствами таких камер. Они дешевле камер с интерфейсом CameraLink, а максимальная длина кабелей составляет 100 м (у CameraLink — 7 м). Это означает, что на достаточно протяженных производственных линиях для решения многих задач машинного зрения можно использовать одну систему DIAVision VGR с видеокамерами Gigabit Ethernet, размещенными на разных участках линии достаточно далеко как друг от друга, так и от управляющего компьютера.


Бесшовная интеграция с системами промышленной автоматизации

Как уже упоминалось ранее, DIAVision VGR имеет в своем составе драйвер ModBusTCP. Это дает возможность легко интегрировать данное ПО в системы управления различным промышленным оборудованием. Но не только...

Как известно, для эффективного контроля и управления производственными процессами (а также отдельным оборудованием, целыми линиями и участками) широко применяются SCADA-системы. Благодаря их возможностям оператор/технолог имеет возможность в реальном времени отслеживать состояние отдельных процессов, агрегатов и комплексных систем, управлять их работой, накапливать и получать статистические данные и т.д.

Программный пакет DIAVision VGR имеет встроенные средства, позволяющие вести статистику работы системы машинного зрения — общее число выполненных изображений, процент правильно распознанных объектов, процент обнаруженных объектов с дефектами и нераспознанных вовсе (бракованная продукция) и т.д. DIAVision VGR также позволяет сохранять в архив изображения, полученные с камер.

Используя встроенный ModBusTCP, DIAVision VGR легко интегрировать со SCADA-системой. Например, это может быть Delta DIAVeiw или любая другая. Это дает возможность удаленно управлять работой машинного зрения и контролировать его состояние. SCADA-система может получать от DIAVision VGR различные данные, в том числе и статистические.

Выведя необходимые данные на экран SCADA, оператор получает возможность наглядно контролировать эффективность работы производственной линии в реальном времени, включая отслеживание доли бракованной продукции. Кроме того, анализ статистических данных, собранных DIAVision VGR, поможет выявить различные неполадки в работе производственной линии и своевременно принять меры по их исправлению.


Выведя необходимые данные на экран SCADA, оператор получает возможность наглядно контролировать эффективность работы производственной линии в реальном времени

В случае необходимости, доступ к изображениям в архиве DIAVision VGR для более глубокого их анализа легко получить, используя встроенные в Windows 10 средства удаленного доступа (предварительно сделав все необходимые настройки).

Представленная на сайте нашей компании демоверсия программы DIAVision VGR позволяет абсолютно бесплатно пользоваться всем ее функционалом в течение 30 дней. Этого периода обычно достаточно для того, чтобы всесторонне протестировать свои задачи машинного зрения. При возникновении вопросов и сложностей — обращайтесь к нашим специалистам. Текущая версия DIAVision VGR рассчитана на работу с устройствами, поддерживающими интерфейс PoE (Power of Ethernet).



03 ноября 2021 г.