Mjerni sustav na bazi strojnog vida

Opis zadatka

Naš dugogodišnji partner TDK-Croatia je proizvođač elektroničkih komponenti. S ciljem poboljšanja prinosa procesa proizvodnje varistora, pojavila se potreba uvođenja preciznog mjerenja korištenih sirovih komponenti. Mjerenje je potrebno uključiti u proizvodnu liniju, pa mora biti automatizirano, brzo, precizno i vrlo pouzdano.

Sirove komponente koje se koriste u proizvodnji varistora su prilično sitne (u području milimetra). Uz mjerenje osnovnih dimenzija, potrebno je izmjeriti i radijus zakrivljenosti na rubovima komponente i obje dijagonale komponente.

Proces teče na način da se iz svake serije sirovih komponenti izmjeri statistički uzorak od nekoliko desetaka komponenti, i na osnovu dobivenih usrednjenih podataka se podese parametri budućeg proizvodnog procesa. Sakupljeni rezultati se također automatski spremaju u interni sustav kontrole kvalitete.

Rješenje

Obzirom na male dimenzije sirovih komponenti, mjerenje se mora obavljati putem mikroskopa povezanog na kalibriranu kameru. Sakupljene snimke se nakon prikupljanja obrađuju računalom uz pomoć strojnog vida. Razvijen je inteligentni algoritam koji analizira fotografije kako bi se u jednom koraku brzo i precizno izvukla sva potrebna mjerenja. Za svaku komponentu rezultati se programski provjeravaju kako bi se osigurala plauzibilnost sakupljenih parametara.

Uz spomenuto mjerenje dimenzija, dodatni važan podatak u procesu je i prosječna težinu sirovih komponenti, koju je potrebno precizno utvrditi. Zbog vrlo male mase pojedine sirove komponente, rješenje je izmjeriti masu čim više komponenti odjednom i onda na bazi broja vaganih komponenti izračunati prosječnu masu pojedine komponente.

Za mjerenje mase grupe komponenti koristi se specijalno kalibrirano sito (maska), sa otvorima veličine dovoljno velike da u svaki otvor stane samo jedna komponenta. Sito je dovoljno veliko da primi nekoliko tisuća komponenti odjednom. Izazov koji je potrebno riješiti jest taj što se u procesu punjenja sita komponentama ne ispune baš svi otvori, pa je potrebno precizno izbrojiti koliko komponenti nedostaje u situ.

Opet, rješenje je snimiti sliku popunjenog sita sa sirovim komponentama u visokoj rezoluciji i digitalnom obradom slike detektirati koliko komoponenti nedostaje.

Dilogic-ovi inženjeri su konstruirali i proizveli specijalnu napravu sa kamerom i rasvjetom koje se koristi za snimanje sita. Specijalni algoritam strojnog vida se zatim koristi za detekciju praznih otvora i njihovo brojanje. Kako je ukupan broj otvora u maski poznat, kao i masa prazne maske, mjerenjem težine pune maske i poznavanjem broj nedostajućih komponenti lako je izračunati prosječnu težinu pojedine komponente.