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                    倍倍講故事:機器視覺為何要集成到自動化控制系統之中?

                    發表時間::2022-08-15

                    機器視覺,就像機器設備的“眼睛”,不僅讓機器能像人一樣看到“物體”,而且機器視覺功能憑借遠高于人工檢測的可靠性、精準度和自動化程度,正迅速成為提高制造機械質量的關鍵技術。



                    ● 對技術開發工程師來說,工程師在機器視覺這一新領域中,要學習新的編程語言,普通電氣工程師、PLC 程序員,要想快速掌握編程和調試,非常之困難;


                    ● 對設備制造商而言,不僅做機器視覺的硬件投資成本高,如果要對視覺系統進行開發和維護,企業后期還需要專門高薪聘請視覺工程師,成本巨大,耗時耗金;

                    ● 對終端用戶來說,機器視覺往往位于高性能計算機中,或直接依靠專門配置的智能相機,因機器視覺和自動化控制分屬兩套系統,往往之間通訊不佳,會導致系統不穩定,出現停機停線等狀況,大大影響工廠的產能。


                    ● 因為在軟件框架方面,視覺程序一般在非實時用戶模式中,而 PLC 多位于實時內核模式中。由于非實時用戶模式采用優先執行機制,當 CPU 負荷過高、內存過大,或處理流程過多時,就可能出現卡頓的現象,拖慢生產節拍,影響生產效率。


                    ● 而在硬件架構方面,一般來說,用戶會采用一臺控制器,外部連接視覺系統及工業相機、光源等,由于視覺信號是通過線纜等方式傳輸,整個過程很容易出錯,無法保證圖像處理中的精確時序,且外部進程也會影響處理和傳輸的時間。



                    因此近年來,許多技術供應商都在積極尋求突破,致力于將機器視覺這一相對獨立的功能,集成到自動化系統中。



                    它可以將機器視覺無縫集成到自動化系統中,幫助用戶解決獨立機器視覺的所有難題。


                    ▎TwinCAT Vision 可運用于涵蓋距離、直徑、圓度的測量,模式識別、位置檢測和顏色識別,數據矩陣代碼、條形碼、QR 碼識別,以及用作查看設備內部、簡化服務及維護工作等監測用途。


                    和傳統的解決方案對比,TwinCAT Vision 有幾個顯著特點:

                    ● 首先,它和控制系統進行了深度集成。

                    因算法程序和控制程序可集成在 TwinCAT 里,自動化工程師可以直接在熟悉的IEC61131-3 中開發視覺方案,大大降低機器視覺應用的門檻。對設備制造企業來說,還可以培養一個全新的職位————“自動化視覺工程師”,不僅給工程師更寬的未來發展道路,企業更能把控制和視覺難題一次性全搞定!

                    ● 其次,它擁有完美的數據同步。

                    TwinCAT Vision 讓包含 PLC 、機器人技術、IoT 等在內的所有應用,都能在一個運行環境中運行。實現了工作的輕松同步,數據傳輸不會產生任何延遲。不僅顯著提升設備效率,更將 PC 控制的優勢詮釋得淋漓盡致。

                    ● 另外,它還極具開放性。

                    遵循倍福開放式控制技術理念,TwinCAT Vision 同時也是個開放的系統,支持 GigE Vision 協議,可以使用不同制造商生產的相機,還支持軟件擴展、允許用戶訪問原始相機數據等。


                    不僅如此,倍福還有專門控制光源或者相機的超采樣模塊—— EL2596 ,可以實現極速控制,針對飛拍和檢測節拍要求很高的場景,也十分友好。



                    常見的機器視覺解決方案,會在單獨的計算機上托管集成圖像處理,如圖所示:



                    ▎傳統機器視覺方案硬件結構在傳統的方案硬件結構中,用戶要添加額外的視覺系統處理器,以及光源控制器等,這不僅增加了硬件成本,且當產線變更檢測物體時,人員需停機并重新進行復雜的流程編輯,無法適應現代柔性生產的需求。



                    ▎倍福 TwinCAT Vision 方案硬件結構在 TwinCAT Vision 中,除了相機光源鏡頭這些外圍設備,客戶只需一個軟件包+軟件授權,就可以完成視覺方案,不僅大大節省了硬件開支,圖像處理與控制組件的直接通訊,讓響應時間更短、設備生產節奏更快、效率更高。

                    ● 此外,在軟件方面,

                    TwinCAT Vision 實時的以太網接口驅動程序,讓圖像數據可直接保存在控制器內存中。



                    ▎TwinCAT Vision軟件架構附帶的 GigE Vision 接口還保證了圖像數據傳輸的可靠、高速。相較于傳統的視覺算法(如 OPENCV、HALCON 等),TwinCAT Vision 更加簡化,也更適合普通電氣工程師用 PLC 語言進行開發。



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