Giải pháp tích hợp phần mềm và phần cứng giúp nhà máy sản xuất bánh đà triển khai nhanh hệ thống kiểm tra thị giác máy
22/10/2019
Giới Thiệu
Không giống như mắt người, thị giác máy (machine vision) không mắc lỗi do mệt mỏi và không phải đối mặt với những hạn chế về chi phí hoặc nhân lực. Nó được coi là một công cụ lý tưởng để xác định lỗi, đo kích thước và nhận diện bề ngoài sản phẩm. Phân tích hình ảnh tự động không chỉ tăng cường kiểm soát chất lượng sản phẩm mà còn cải thiện đáng kể năng suất tổng thể.
Mặc dù tầm nhìn của máy vượt trội về độ chính xác, độ tin cậy và hiệu quả khi so sánh với phương pháp thủ công, một số nhà sản xuất vẫn ngần ngại theo đuổi ứng dụng này. Có một số lý do: thời gian phát triển hệ thống dài; vấn đề về tương thích tích hợp các thành phần phần cứng; và các vấn đề với các mục bảo trì và kiểm tra không thể được tùy chỉnh dựa trên nhu cầu cụ thể. Các công ty không muốn thực hiện cải cách do những lo ngại này khiến cho họ bỏ lỡ các cơ hội để cải thiện.
Để giải quyết vấn đề này, Advantech sử dụng hệ thống kiểm tra thông minh (ESRP-MVS-AIIS3410) tích hợp máy ảnh công nghiệp, bộ xử lý và phần mềm ứng dụng để loại bỏ những lo ngại này. Giải pháp tổng thể tích hợp toàn bộ quy trình, từ cảm biến hình ảnh, thu nhận hình ảnh đến phần mềm ứng dụng, để đơn giản hóa quy trình phát triển dự án và cho phép hoàn thành nhanh chóng các dự án kiểm tra, mà không cần bất kỳ mã hóa nào, thông qua một chương trình dễ sử dụng. Điều này làm giảm đáng kể thời gian thực hiện hệ thống và chi phí bảo trì. Làm như vậy, Advantech giúp người dùng thực hiện hiệu quả việc kiểm tra tự động các dây chuyền sản xuất.
Yêu Cầu Hệ Thống
Một nhà máy ở Đài Loan đóng vai trò là nhà sản xuất cho nhà sản xuất dụng cụ thể dục của Hoa Kỳ bằng cách sử dụng dịch vụ xử lý kim loại chuyên dụng để sản xuất bánh đà. Mặc dù nhà máy có phòng thí nghiệm đo chuyên dụng để kiểm tra chất lượng bánh đà, nhưng phải mất hơn ba phút để hoàn thành mỗi lần kiểm tra. Để tránh ảnh hưởng tiêu cực đến tốc độ sản xuất và đảm bảo giao hàng kịp thời, dây chuyền sản xuất kiểm soát chất lượng sản phẩm thông qua kiểm tra ngẫu nhiên cùng với kiểm tra thủ công.
Thật không may, nhà máy đã nhận được một khiếu nại khi giao lô bánh đà gần đây nhất của mình cho công ty dụng cụ thể dục của Hoa Kỳ, người đã tuyên bố rằng chất lượng kém. Việc sản xuất này buộc phải tạm dừng và công ty Hoa Kỳ đã tìm cách bồi thường cho những khiếm khuyết.
Để tránh bị phạt trong tương lai do kiểm soát chất lượng kém, nhà máy đã quyết định triển khai hệ thống thị giác máy kiểm tra tất cả các sản phẩm mà không ảnh hưởng đến tốc độ sản xuất.
Mặc dù nhà máy cần nhanh chóng lấy lại niềm tin của khách hàng, nhưng việc triển khai một hệ thống mới thường cần thời gian phát triển sáu tháng (lập kế hoạch dự án sơ bộ, lựa chọn phần cứng, kiểm tra tương thích phần cứng, lập trình, xác định lỗi và kiểm tra, khởi chạy hệ thống và kiểm tra) và không thể được giải quyết kịp thời. Điều này đã khiến nhà máy mua một giải pháp tổng thể có thể hoàn thành trong một khoảng thời gian ngắn (dưới ba tháng), có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ kiểm tra cùng một lúc, có thể thêm hoặc sửa đổi các mục kiểm tra và sản phẩm được kiểm tra, rất dễ dàng sử dụng và bảo trì, và tích hợp cả phần cứng và phần mềm.
Mô Tả Hệ Thống
Hệ thống kiểm tra thông minh của Advantech là một giải pháp kết hợp phần mềm ứng dụng thị giác máy VisionNavi, nền tảng phần cứng hiệu suất cao với thiết kế nhỏ gọn AIIS-3410P và máy ảnh công nghiệp PoE 5 megapixel QCAM-GM2440-035CE. Phần mềm và phần cứng tích hợp cao cung cấp khả năng tương thích ổn định và có thể đáp ứng nhu cầu của nhà máy về một hệ thống dễ sử dụng, có thể được thực hiện nhanh chóng và nhiều nhiệm vụ kiểm tra.
Quy trình vận hành của hệ thống như sau: Khi gia công trong phạm vi kiểm tra, AIIS-3410P đã gửi tín hiệu kích hoạt đến máy ảnh công nghiệp QCAM sau khi nhận được tín hiệu kỹ thuật số từ cảm biến hồng ngoại. Một máy ảnh đã chụp ảnh phôi để kiểm tra. Hình ảnh được chụp sau đó được gửi tới AIIS-3410P qua Internet và được VisionNavi so sánh và phân tích để xác minh rằng nó đáp ứng tất cả các yêu cầu chất lượng tại nơi làm việc.
Tất cả phần mềm và phần cứng được sử dụng trong giải pháp ESRP-MVS-AIIS3410 đều là những sản phẩm hàng đầu. Nền tảng phần cứng hiệu năng cao có thể xử lý một lượng lớn dữ liệu đồ họa, cho phép nó theo kịp với máy ảnh công nghiệp đã chụp 20 bức ảnh độ phân giải cao mỗi giây. Điều này đảm bảo chất lượng của mỗi phôi đã được kiểm tra trong khi duy trì sản xuất tốc độ cao. Phần mềm VisionNavi dựa trên sơ đồ và có giao diện người dùng thân thiện để dễ dàng phát triển nhiều chức năng so sánh hình ảnh. Nó đơn giản hóa các ứng dụng thị giác máy phức tạp để rút ngắn quá trình phát triển và không yêu cầu bất kỳ kỹ năng mã hóa nào.
Đối với dự án này, nhà máy không có bất kỳ lập trình viên nào nhưng nó đã có thể bắt đầu sử dụng VisionNavi sau một vài ngày đào tạo. So với các hệ thống kiểm tra quang học thông thường đòi hỏi thời gian phát triển dài, VisionNavi chỉ cần vài phút để nhấp, kéo, sao chép, dán và cài đặt đầu vào, đó là các hoạt động máy tính phổ biến, để xác định lỗi hoặc tuân thủ sản phẩm và bắt đầu kiểm tra sự xuất hiện và kích thước của tất cả các bánh đà đi qua dây chuyền sản xuất. VisionNavi cung cấp nhiều ứng dụng thị giác máy khác nhau như máy đo, định vị, hướng dẫn và nhận dạng và được nhà máy sử dụng cho nhiều mục đích.
Triển Khai Dự Án
- AIIS-3400P: Hệ thống nhỏ gọn, hỗ trợ CPU Core i thế hệ thứ 6/7 của Intel®, Giao diện máy ảnh 4 cổng cho GigE PoE
- QCAM-GM2440-035CE: Cung cấp máy ảnh công nghiệp PoE với độ phân giải 0,3-15 megapixel
- VisionNavi: Phần mềm thị giác máy dựa trên Flowchart
Kết Luận
Kiểm tra tầm nhìn máy là một công cụ mạnh mẽ để kiểm soát chất lượng sản phẩm trong ngành sản xuất. Khả năng kiểm tra tất cả các sản phẩm có hiệu quả làm giảm nguy cơ bị khách hàng phạt tiền; làm cho nó trở thành giải pháp tốt nhất để tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.
Hệ thống kiểm tra thông minh của Advantech loại bỏ định kiến rằng các hệ thống kiểm tra quang học đòi hỏi một thời gian phát triển dài và khó bảo trì. Giao diện người dùng đơn giản, dựa trên sơ đồ và chức năng thực tế giúp tăng tốc độ thực hiện hệ thống trong khi cung cấp các thành phần phần cứng hiệu suất cao và ổn định cho các ứng dụng kiểm tra toàn bộ nhiều tác vụ. Trong trường hợp này, bằng cách thay thế kiểm tra thủ công và kiểm tra lấy mẫu của nhà máy, các vấn đề kiểm soát chất lượng đã được giải quyết. Hệ thống cung cấp sự linh hoạt để mở rộng số lượng mặt hàng kiểm tra để quản trị viên có thể tiếp tục phân phối về chất lượng sản phẩm trong tương lai.
