Gittikçe daha fazla sayıda makine ve tesis, üretim süreçlerini düzenlemek, ürünleri sıralamak veya kalitelerini kontrol etmek için görüntüleme sistemleri ile donatılmaktadır. Genellikle göz ardı edilen bir şey, kameranın yanı sıra, aydınlatmanın da, güvenilir ve kesin bir vizyon çözümü uygularken önemli bir rol oynadığıdır.
B&R Görüntüleme Uzmanı Andreas Waldl ‘’Aydınlatma, makine görüntüleme sistemlerinin kritik bir komponentidir.’’ diye vurgulamaktadır. Aydınlatma, kameranın görüntülenecek nesneyi nasıl algıladığını belirler. Işığın yoğunluğu, açısı ve dalga boyu gibi faktörlere ek olarak yüksek hassasiyetli ve akıllı bir ışık kontrol sistemi belirleyici bir rol oynamaktadır.
Ancak gerçekte, kesin bir senkronizasyon gerçekleştirilememektedir. Waldl ‘’Görüntüleme sensörleri, armatürler, flaş kontrolörleri ve makine kontrolörleri farklı tedarikçilerden temin edilmektedir.’’ diye açıklıyor. Ortak bir iletişim protokolü olmadığında, farklı cihazlar arasındaki veri alışverişi dijital girişler ve çıkışlar aracılığıyla gerçekleşir.
Tam Senkronizasyon
Ancak bu zamansal olarak gecikmelere ve hatalara sebep olur. Örneğin, flaşın patlamasıyla kameranın pozlamasının tam olarak aynı mikro saniyede gerçekleşmesi mümkün değildir. Waldl ‘’Dolayısıyla uygulamanın yaratıcısının flaş süresini uzatmaktan başka seçeneği yoktur. Bu şekilde, pozlama süresi boyunca yanıp sönmesini sağlayabilir, "diyor. Fakat bunun ciddi bir dezavantajı vardır: Led’lerin ömrü önemli ölçüde azalır.
Uygulama programcısı bunu flaş yoğunluğunu azaltarak telafi edebilir ancak pozlama süresini arttırması gerekmektedir. Bu durum yüksek hızlı uygulamalarda görüntünün bulanık olmasına sebep olabilir. Alternatif olarak, programlayıcı sensör sinyalini yükseltir. Waldl ‘’Bunun da iki sonucu vardır: Görüntülemenin sebep olduğu gürültü artar ve görüntü kalitesi düşer’’ diye açıklıyor. ‘’Tam bir kısır döngü!’’
B&R'ın görüntüleme çözümü, aynı sistemin bir parçası olarak makine kontrolü, kamera, flaş kontrolörü ve ışığı içeriyor. Bu entegrasyon oldukça belirgin avantajlar sağlıyor: Işık kontrolü, otomasyon sistemi ile mikrosaniyeden az bir sürede senkronize edilir ve ışık atımı son derece kısa tutulabilir. Bu, LED'lerin ömrünü uzatır ve hatta yüksek hızlı uygulamalarda bile görüntülerin keskin olmasını sağlar. Ek olarak, aydınlatma her zaman çok homojen ve tekrarlanabilirdir. Görüntüleme uygulamasının kalitesi de buna istinaden artmaktadır.
Yüksek ışık yoğunluğu
Waldl “Son derece kısa flaş süresi sayesinde LED'leri nominal akımın % 300'üne kadar kolayca çalıştırabiliriz” diye açıklıyor. B&R, geleneksel sürekli aydınlatma ile mümkün olmayan bir yoğunluk seviyesine ulaşabiliyor. Bu, çok kısa pozlama sürelerine imkân verir, gürültüyü azaltır ve aynı zamanda yabancı ışığın herhangi bir etkisini neredeyse tamamen ortadan kaldırır.
Waldl, "Makineler genellikle zor ve gündüzleri sık değişen aydınlatma koşullarının geçerli olduğu üretim alanlarındadırlar, bu nedenle yabancı ışık, sık sık bir rahatsızlık kaynağıdır" diyor. Yabancı ışığın etkisi ortadan kalkarsa, ölçüm kalitesi ve test sonuçları önemli ölçüde artabilir. Makine üreticisi normal şartlarda bunu maliyetli ve yer kaplayan çözümlerle ya da yüksek yoğunlukta ışık parlamalarıyla sağlayabilir.
Maksimum homojenlik
Bir görüntüleme uygulamasında tutarlı sonuçlar elde etmek için, nesnenin mümkün olduğunca homojen bir şekilde aydınlatılması gerekir. Bu homojenlik, akıllıca tasarlanmış armatürlerle sağlanabilir. B&R, her bir LED'e ışığın düzgün bir şekilde yayılmasını sağlayan bir mercek sunar. Armatürler fabrikada önceden kalibre edilmiştir ve bu nedenle sahada veya seri makine üretiminde bir değişiklik yapıldığında tekrar manuel ayar gerektirmez. Ayrıca, kullanım ömrü süresince ve farklı sıcaklıklarda ışık yoğunluğundaki LED değişimi ışıklar tarafından otomatik olarak telafi edilir.
Yüksek esneklik
Waldl, "Ancak, bir görüntüleme çözümünün sadece belirli bir uygulamayı kapsaması yeterli değildir" diye vurguluyor. Endüstri 4.0 ve Endüstriyel IoT çağında, çalışma esnasında ürün değişimleri gündelik bir olay haline geliyor - ve bir görüntüleme çözümünün de eş zamanlı olarak bu işlevi sağlaması gerekiyor. B&R'ın tam entegre görüntüleme çözümü ile bu oldukça basit: tüm parametreler tarif olarak saklanabilir ve herhangi bir zamanda tekrar uygulanabilir.
Kullanıcı tüm ayarları istediği zaman yazılımla değiştirebilir. Bu ayarlar, ışık renginin yanı sıra flaş süresi ve uzunluğunu, pozlama süresini ve ışın lambalarının açısını içerir. Aynı aydınlatma bileşenleriyle, sadece farklı parametreler kullanarak hem aydınlık hem de karanlık alan aydınlatması uygulanabilir.
Işık renklerinin önemi
Waldl, "Birçok makine üreticisi, farklı flaş renkleri kullanmanın potansiyelini hafife alıyor." diyor. Renk seçimi, örneğin belirli ürün özelliklerini veya tescil işaretlerini vurgulayabilir ya da gizleyebilir. Bu nedenle B&R, kızılötesi ve ultraviyole de dahil olmak üzere müşteri talebi doğrultusunda dört farklı ışık rengine sahip olan kamerayla entegre LED'ler dahil her türlü armatürü donatıyor.
Farklı LED renkleri sayesinde bir ürünün farklı ışıklandırma ile birden fazla fotoğrafı çekebilir, bu sayede farklı ürün özellikleri yakalanabilir. Bu aydınlatma dizileri o kadar hızlı bir şekilde uygulanabilir ki, tek bir kamera yeterlidir.
Programlama yerine parametrelendirme
Waldl ‘’Bir makine görüntüleme sistemi kurmak, artık herhangi bir programlama yapmayı gerektirmiyor.’’ diye ekliyor. B&R, görüntüleme uygulamaları için önceden yapılandırılmış yazılım blokları geliştirmiştir. Bu bloklar, sürükle ve bırak prensibine göre bir uygulamanın oluşturulmasını sağlar. Servo sürücüler, kullanıcı ve reçete yönetimi, alarm sistemi gibi diğer makine fonksiyonları ve bileşenleri ile veri alışverişi, sadece ilgili fonksiyonlara bağlanarak yapılır. Görüntüleme komponentleri, makine ağının ayrılmaz bir parçası olduğundan, tüm teşhis bilgileri gerçek zamanlı olarak kullanılabilir. Bir görüntüleme uygulamasının kullanımı için harcanan çaba önemli ölçüde düşer.
Yazar: Stefan Hensel, B&R Kurumsal Editörü
B&R’ın aydınlatma portföyü
B&R’ın aydınlatma portföyü çeşitli tasarımlarda arka ışıklar, ışın lambaları ve halka ışıkları içerir. Ek olarak 64 adede kadar entegre LED'li kameralar da mevcuttur. Her armatürde entegre bir flaş kontrol cihazı bulunur ve aynı anda dört farklı LED rengiyle donatılabilir. Seçenek yelpazesi, beyazdan kızılötesi ve ultraviyoleye kadar birçok görünür renkte mevcuttur. Bu, her bir uygulama için kontrast, açık renk, aydınlatma ve ışıklandırma kuvvetini en iyi şekilde ayarlayabilmeyi mümkün hale getirir.
Esnek ışın lambaları elektronik olarak -40° ila +90° arasında ayarlanabilen ışın açılarına sahiptir. Işın lambaları ayrı ayrı dört, altı ve sekiz katlı halka ışıklarına sahiptir. Tüm B&R aydınlatma sistemleri için sadece bir kablo yeterlidir. Armatür ve kamera, M12 hibrit bağlantısı üzerinden makine ağına entegre edilmiştir ve aynı anda 24 VDC ile birlikte verilir. İkinci bir hibrid bağlantı, diğer ışıklar veya kameralarla papatya zinciri kablolarının bağlanmasını sağlar.