Modular-X gépi látás

A SANXO-Systems Kft. jó pár évvel ezelőtt egy olyan ipari képfeldolgozó szoftver megvalósítását tűzte ki célul, amelynek használata egyszerű, általa a képfeldolgozó technika jobban érthetővé válik, és ezáltal a technológia közelebb kerül a termelésben dolgozó mérnökökhöz és technikusokhoz. A szoftver a National Instruments LabVIEW Vision Development Module képfeldolgozó függvényein alapul, amely függvénytár egyike a piac legjobb algoritmusainak.

Ipari képfeldolgozó szoftver az NI LabVIEW felhasználásával

A Modular-X általános felhasználásra alkalmas a méret, alak, ID, karakterolvasás és minőség-ellenőrzés területén. Használata ergonomikus, egyszerű, ugyanakkor hatékony megoldást nyújt a bonyolultabb optikai mérés vagy ellenőrzés megvalósításában. A szoftver első megjelenése óta sok idő telt el. A sok fejlesztésnek, áldozatos munkának és az ipari képfeldolgozásban szerzett tapasztalatoknak köszönhetően egy olyan szoftvert sikerült megalkotni, amely eleget tesz a legmagasabb követelményeknek. A szoftver új változata – amely Modular-X 2.1 néven fut – hivatalosan most debütált a Stuttgartban megrendezett Vision 2011 világkiállításon, ahol több kameragyártó is komoly alternatívaként kezeli a könnyen használható szoftvert.

A szoftvercsomag bemutatása

A Modular-X a National Instruments által fejlesztett LabVIEW programozási nyelven íródott, és a LabVIEW és a Vision Development Module függvényeit használja és kínálja föl a felhasználó számára könnyen kezelhető formában. A programcsomag két részből áll:

• Creator, ahol a felhasználó a minőség-ellenőrző applikációt fejleszti. Egyszerű lépések sorozatával és esetlegesen ciklusba szervezéssel hozza létre a kívánt tesztprogramot (Session),

• Executor vagy végrehajtómodul, amely a Creator-ban létrehozott applikációt (Session-t) képes futtatni, igény esetén egyedi felhasználói felülettel. Előnye, hogy kisebb erőforrást igényel, futtatásra optimalizált, mindemellett alkalmas kliens-szerver architektúrában való használatra is (1. ábra). 

1. ábra Kliens-szerver működése

A Creator-ban minden megtalálható, ami egy optikai méréshez szükséges. A program menüje logikus felépítésű, követi egy reális optikai mérés sorrendjét. 

Képbeolvasás és kalibrálás

Ha a felhasználó balról jobbra halad a 2. ábrán látható függvénypalettán, akkor láthatja, hogy az első lépés (Acquire Images) a képbeolvasást végzi egy képalkotó eszközről, vagy szimulációs lépésként képeket olvas be egy kiválasztott könyvtárból.

2. ábra A logikusan felépített menüsor

A Modular-X sokféle kamerát támogat, köztük az IDS uEye, Ximea CURRERA-R kompakt és egyéb USB, FireWire, GigE kamerákat. Sok mérés megköveteli a kamerák kalibrálását annak érdekében, hogy mérési adatokat valós mértékegységekben lehessen kiértékelni (pl. mm-ben vagy mikronban), de a kalibráció nem csak ezt a célt szolgálja. Segítségével lehetőség nyílik a perspektivikus és nemlineáris torzítások – pl. a 3. ábrán látható hordótorzítás – kiküszöbölésére. 

3. ábra Hordótorzítás (bal) és a kalibráció által korrigált kép (jobb)

Előfeldolgozás

A képbeolvasást követi az ún. elő­feldolgozás vagy szűrés (Image En­han­cement). Ezek a függvények a felhasználók számára lényeges információk kiemelésére szolgálnak. Lehetőség nyílik képsimító, binarizáló, élkihangsúlyozó eljárások (4. ábra), objektumszűrők használatára.

4. ábra Élkihangsúlyozás előtt (bal) és után (jobb) Laplace-operátor (2D-s szűrő) alkalmazásával

Információk kiértékelése

Miután megtörtént a kép előfeldolgozása, a különböző keresőalgoritmusok és mérések használatával (Locate Features, Check of Presence és Measure Features) megkezdődhet a képen lévő információk kiértékelése (5. ábra). A legtöbbjük standard eljárás, könnyen érthető egy mérnök vagy technológus számára. Minden – az ipari képfeldolgozásban használt eljárás – megtalálható ezek között; köztük olyanok, mint a különböző éltípusok és objektumok keresése, minta és koordináta-rendszer illesztése, geometriai műveletek (kör- és egyenesillesztés) és különféle mérőeszközök használata (pl. távolságmérés, intenzitás- és kontrasztmérés). 

5. ábra Egy csatlakozó minőség-ellenőrzése és a Modular-X kezelőfelülete

Információfeldolgozás

A kiértékelés után keletkezett információt fel kell dolgozni. Ha a rendelkezésre álló információ még további feldolgozást igényel, akkor ehhez nyújt segítséget a matematikai modul (6. ábra).

6. ábra A matematikai modul

Itt megtalálhatók a trigonometrikus, exponenciális, logaritmus és a statisztikai függvények is. Miután az eredmények rendelkezésre állnak, a Quality-mérnökök eldönthetik, hogy a mérési adatok függvényében a vizsgált tárgy megfelel-e a vele szemben előírt minőségi elvárásoknak vagy sem. Ezeket programozói eszközökkel valósíthatják meg, elágaztatásokat beiktatva az alkalmazásba. Ezenfelül a Modular-X-ben ciklusok is szervezhetők, amellyel lehetőség nyílik bonyolultabb szekvenciális mérések implementálása is (7. ábra). 

7. ábra Elágaztatás és ciklusszervezés

Mivel a Modular-X ipari környezetbe szánt szoftver, egy automatizált rendszerben tudni kell kommunikálnia a gyártósorokon lévő – a gyártási folyamatba beavatkozó és irányító – programozható logikai vezérlőkkel. A Modular-X támogatja a National Instruments által gyártott digitális I/O-kártyákat, továbbá a soros vonali (RS232) és az Ethernet-kommunikációt is. Ezáltal – a mérés eredményétől függően – lehetőség nyílik a termelési folyamatba történő beavatkozásra.

Termékazonosítás 

Manapság egy optikai mérőrendszerrel szemben már egyre több helyen elvárás, hogy a termelésben képes legyen egy terméket azonosítani. Erre kínál megoldást a kódolvasó lépés, amellyel lehetőség nyílik vonalkódok és DTM-kódok (Barcode és Data Matrix) olvasására (8. ábra).

8. ábra Kétdimenziós, ECC 200-as kód olvasása

Érdemes kiemelni a program nyitottságát. A felhasználó saját kódját, megoldását hozzá tudja adni a rendszerhez, utat biztosítva a nyílt, rugalmas és a legjobb egyedi megoldásokhoz.

Végkövetkeztetés

Összegezve a Modular-X széles körben alkalmazható, rendkívül rugalmas és hatékony képfeldolgozási megoldás a gyártás során felmerülő minőségi problémák automatikus detektálására.

Szerzők: Tóth Sándor, Vámos Dániel, Mokánszki Ádám – SANXO-Systems Kft.

SANXO-Systems Finn-Magyar Méréstechnikai és Automatizálási Kft.
1221 Budapest, Arany J. u. 87/B
Tel/fax: +36 1 226-2624, mobil: +36 30 327-1100
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.sanxo.hu

Még több SANXO