A Siemens a VS 710 kifejlesztésével olyan kompakt kamerát alkotott, amely a gyártásközi ellenőrzést képfeldolgozás alapján valósítja meg. A rendszer hardverfelépítése lehetőséget ad, hogy a felhasználhatóság ne csak a szorosan vett célokat elégítse ki, hanem más rendszerekhez is kapcsolható legyen. Ezt segíti az igényes szoftver is.
A Simatic VS 710-et kompakt kamerának tervezték. Tervezése- kor a Siemens fő célkitűzése egy valóban használható eszköz létrehozása volt. A hardver mindent tartalmaz, ami egy Siemens-rendszerhez való kapcsolódáshoz szükséges lehet, a szoftver pedig mind a képfeldolgozó függvények számában, mind azok minőségében és flexibilitásában messze felülmúlja bármely hasonló kategóriájú kamera képességeit.
A VS 710 típusai
A Simatic VS 710 egy kompakt, önmagában működni képes képfeldolgozó rendszer, ahol a kamera, a számítógép és a perifériák egyetlen egységben vannak integrálva.
A VS 710-nek két verziója létezik:
- a VS710 OEM, amely C/C++ programozással kezelhető, illetve a
- a VS710, amely a Provision szoftverrel konfigurálható.
A két típus csupán a működtető programban tér el egymástól, hardverfelépítésük azonos. Jelen ismertetés tárgya a VS 710 és a Provision szoftver. Amikor a VS 710-et ismertetjük, akkor a szoftverről és a hardverről egyaránt beszélnünk kell.
A VS 710 alkalmazási területei
A VS 710 többfunkciós kamerarendszer. Tipikus alkalmazási területei a következők: épség, teljesség, típusellenőrzés a termelés során.
Az alábbi képeken néhány elemi példa látható.
Az 1. ábra a szerelt egységek épségét és az egység teljességét szemlélteti. A hibás részeket külön jelöli a rendszer.
1. ábra Szerelt egység ellenőrzése
Összeszerelés ellenőrzésére mutat példát a 2. ábra. Ebben a funkcióban az ellenőrizhető, hogy minden alkatrész a helyén van-e.
2. ábra Összeszerelés ellenőrzése
A vizsgált tárgy méreteinek ellenőrzését szemlélteti a 3. ábra. A kép a csatlakozó lábai közötti méret ellenőrzését teszi lehetővé.
3. ábra Méretellenőrzés
A 4. ábra érintkezők pozíció-ellenőrzésére mutat példát.
4. ábra Pozíció ellenőrzése
Perifériák
A VS 710 a következő perifériákkal rendelkezik (DP PROFIBUS, VGA, RS232, digital I/O) és 24 V DC táp- csatlakozás. 24 V DC tápcsatlakozás, kerek 4 pontos csatlakozó (24 V, 500 mA). A megengedett tápfeszültség-intervallum 20,4 – 28,8 V, csatlakozó pontonként maximum 1 A.
A VS 710 környezete és működési módjai
A VS 710 környezetét és működését az 5. ábra szemlélteti.
5. ábra A VS 710 környezete
Képfeldolgozás
A ProVision és a SIMATIC VS 710 képfeldolgozási lehetőségei a Provision képfeldolgozási könyvtárában található, és a gyártó által előre megírt függvényekből állnak, amelyek egyenként paraméterezhetők. A képfeldolgozási függvényeket elvileg szabadon lehet kombinálni egymás- sal, gyakorlatilag azok feladata és felhasználása dönti el a program felépítését. A ProVision kezelői felületét szemlélteti a 6. ábra.
A munka elkezdésekor létre
kell hozzunk egy projektet, amely
két részből áll:
- a képalkotásból és
- a képfeldolgozásból.
A képalkotás nem más, mint meg- határozni és megteremteni annak a feltételeit, hogy mit is akarunk ellenőrizni. A feldolgozás pedig nem más, mint meghatározni, hogy a feladatot miként valósítjuk meg.
A képalkotás fázisban online képekkel kell dolgozzunk, hogy azonnal lássuk az eredményeket. Az online képeket el is menthetjük bitmap formájában, használva a Provision menüjét: Image acquisition > Image lists > Image list X.
A képalkotást és a képfeldolgozást a képolvasás (capture) köti össze, amely gyakorlatilag a képeket elhelyezi a számítógép memóriájában. A VS 710 esetében különösebb bonyolultsága nincs a képbeolvasásnak A VS 710 esetében a Provision automatikusan képbeolvasási funkcióval indul, és két módja van:
- az online, amikor is a képek egymás után jönnek,
- és a trigger, amikor a képet egy indítójel hatására készíti a kamera. A konfiguráció átállítható a (Image list > Properties > Image capture: triggered vagy Online). A trigger üzemmód- ban a kép abban a pillanatban készül, amikor az indítójel a digitális 0 bemeneten megjelenik.
Az első használható képbeolvasása után feladatunk egy referenciapont kijelölése a képen. Ez egyszerűnek tűnő feladat, de nagyon meg kell gondolni, mivel egy rossz választással ellenőrizetlen adatok tömegét szabadíthatjuk magunkra.
Az egymás után következő darabok soha nem lesznek ugyan- azon pozícióban, mint az előző darab. Bármennyire is igyekszünk, ezen nem lehet segíteni, emiatt az egymás után következő képek sem lesznek egyformák.
A feladatunk egy vagy több jól meghatározható szignifikáns pont kitűzése a darabon. A darab megjelenésétől, helyzetétől függően ez a pont lehet pl. két él találkozása (a sarka a darab- nak), lehet egy jól meghatározható középpont vagy bármilyen egyéb, egyértelműen meghatározható pont.
Ezt a pontot vagy pontokat használjuk a tárgy pozíciójának meghatározására a képen. A pozíció lehet X-Y helyzetbeli, pozícióelmozdulás, vagy lehet síkban történő elfordulás. Fontos megjegyezni, hogy a fenti elmozdulások mind síkban történnek, és ez a sík a kamera tengelyére merőleges. A kamera vetületet képez le a tárgyról, ha az térben elmozdul, vagy a fenti síkon kívüli szögben elfordul. A kép vetülete más lesz, és megváltozik a kép formája és mérete is. Fontos, hogy a kamera tengelyére merőleges síkból a tárgy ne mozduljon el. Az előző fejezetben említett térbeli korrekciók a párhuzamos rendszerek sajátosságai. (A soros rendszerek, mint amilyen a VS710, térbeli korrekcióval vagy térfüggvényekkel nem rendelkeznek.)
A meghatározott referenciapontokat más függvények használják fel önmaguk pozícionálására. Ez azt jelenti, hogy a referenciapont mindig a tárgynak ugyanazon pontja kell hogy legyen akkor is, ha a darab az egymás után következő képeken más pozícióban látható.
Programunk építésénél függvények sokaságát használjuk egymás után. Mindegyik függvény egy adott célfeladat elvégzését teszi lehetővé, és részeredményei átadódnak egy másik függvénynek, amely felhasználja azt saját részeredményei létrehozásában.
6. ábra A ProVision kezelői felülete
A VS 710 programstruktúrája
- Első lépés a képalkotás és képbeolvasás 2. Előkeresők indítása (Ablakfüggvények) 3. Referenciapont keresése
- Koordináta transzformáció
- Alakzatok élkeresése
- Élkeresés pontosítása
- Matematikai műveletek, a részeredmények összegzése 8. Döntések meghozatala
- Beavatkozó jelek küldése
A VS 710 függvényei
A beépített függvényeket a következő módon lehet csoportosítani:
- I – (Image Capture). Függvények a kép készítéséhez, a beolvasásához
- W – (Window). Ablakfüggvények, amelyek téglalap alakú ablakokban futnak
- L – (Line) Vonalfüggvények. Műveletek vonalakkal
- C – (Control). Ellenőrző függvények, amelyek a program futását ellenőrzik
- H – (Histogram). Hisztogram-feldolgozó függvények, amelyek a kép frekvencia-eloszlását ellenőrzik
- I – (Interface). Ellenőrző függvények, amelyek a kimenetekért felelnek
- C – (Circle). Körfeldolgozó függvények
- P – (Point). Ellenőrző függvények, amelyek pozíciópontokat kapcsolnak egymáshoz
- M – (Miscellaneous). Különböző függvények, melyek általában lebegőpontos műveleteket hajtanak végre
- V – (Vector). Egyeneskereső függvények
A függvények szabadon felhasználhatók, és némi gyakorlat után a legkülönfélébb alkalmazásokat hozhatjuk létre velük.
