Smart Camera'lar ve görüntü sensörleri hakkında SSS

Birkaç yıl öncesine kadar, görüntü sensörü bir Smart Camera'nın daha basit versiyonu olarak anlaşılıyordu. Böylece bir görüntü sensörü spesifikasyonlarında her açıdan Smart Camera'dan düşüktü ve sadece basit sorunsuz ve sorunlu uygulamaları çözerdi. Ancak son yıllarda görüntü işleme çözümleri çok hızlı bir şekilde gelişti ve bu nedenle terimler artık sıklıkla eşanlamlı olarak kullanılıyor. Tarihsel olarak "basit" görüntü sensörü artık işlevselliği bakımından eski Smart Camera'ya benzemektedir. Eskiden sadece PC tabanlı sistemlerle çözülebilen uygulamalar ise bugün sorunsuz bir şekilde Smart Camera'lar tarafından çözümleniyor.

Bir Vision System veya görüntü işleme sistemi çok sayıda münferit bileşenden oluşur. Bunlar en basit şekilde kamera, objektif, değerlendirme ünitesi (PC) ve aydınlatmanın yanı sıra görüntü işleme yazılımını da kapsar. Vision sistemleri, çok çeşitli görevlerin çözümlenmesi için kullanılır ve çeşitli sektörlerdeki şirketlerin hızlı ve yüksek düzeyde otomatik üretim sağlamalarına olanak tanır. Her uygulama için, her bir parçanın birbirine mükemmel şekilde uyarlanmasına dikkat edilmelidir.

Bir Smart Camera'nın mevcut bir sisteme entegrasyonunda, görüntü değerlendirmesi doğrudan kamerada gerçekleştiği için kameranın yeni bir şalter panosuna ihtiyaç duymaması avantajdır. Smart Camera ile karşılaştırıldığında, PC tabanlı bir görüntü işleme sisteminin oluşturulması çok sayıda bileşen nedeniyle daha karmaşıktır ve alan gereksinimi önemli ölçüde daha yüksektir.

Endüstriyel görüntü işleminin çoğu görev alanında obje boyutu ve çalışma mesafesi parametreleri sabit olarak belirlenmiştir. Bu durumlarda tercihen sabit odak uzaklığına ve manuel olarak ayarlanabilen odak noktasına sahip C mount objektifleri kullanılır.
Obje boyutu ve/veya çalışma mesafesi bir uygulamada değişkense, objektifin odağı hızla uyarlanmalıdır. İdeal durumda uygulama yazılımı bu uyarlamayı otomatik odaklama aracılığıyla dinamik olarak üstlenir. Bunun için odak motorla ayarlanabilir olmalıdır. Burada entegre otomatik odaklama objektifli wenglor kameralarını bulabilirsiniz. 
 

Mekandaki bir objenin oryantasyonunu ve rotasyon hızını ölçmek için bir jiroskop veya konum sensörü kullanılır. Havacılık ve açık denizlerdeki çok sayıda kullanım olanağının yanı sıra, bir Smart Camera'ya entegre edilmiş olan bu tip bir sensör sürekli konum denetimi sağlar. Bu sayede kamera pozisyonundaki istenmeyen değişikliklerin algılanması ve giderilmesi sağlanabilir. wenglor portföyünde Smart Camera B60, jiroskop fonksiyonuna sahiptir.

Farklı aydınlatma filtresi türleri mevcuttur: Angle changer'ler, aydınlatma modülü tarafından gönderilen ışığı saçarak ışın açısını artıran küçük difüzör optik camlardır. Bunlar, görüntüdeki parlak ışık noktalarını azaltmak ve aşırı maruz kalmayı önlemek için kullanılır.
Ancak en yaygın olanları, aydınlatma tarafından yayılan ışığı polarize eden, yani onu tek bir titreşim yönüne getiren polarizasyon filtreleridir. Polarizasyon filtreleri; parlaklık, yansıma ve yansıtmayı azaltarak görüntüdeki kontrastı iyileştirebilen aydınlatmalar ve kameralar için aksesuarlardır. Bunlar genellikle parlak veya şeffaf malzemeli uygulamalarda (ör. cam veya PET şişe) kullanılırlar.
 

Lens filtreleri objektiflerin önüne takılır ve ışık spektrumunun rahatsız edici dalga boyu aralıklarının – çoğu durumda ortam ışığının – engellenmesini sağlar. Temel fikir, görüntüdeki renkli özellikleri aydınlatmak veya koyulaştırmak için renkli aydınlatmaya benzer şekilde ortaya çıkan görüntünün kontrastını artırmaktır.

Harici aydınlatma bağlantısı için kablolama gereksinimini önemli ölçüde azaltan pratik plug-and-play adaptörler mevcuttur. Bağlantılara genel bakış için ZDCG004 ürün sayfasına bakın.

Robot Vision uygulamalarında kamera, statik olarak uygulama üzerinden veya doğrudan robota monte edilebilir.

Smart Camera B60'ın geliştirilmesinde özellikle müşteriye yakınlığa ve en yüksek kaliteye önem verilmiştir. Doğrudan karşılaştırmada, uygulamanın daha hızlı döngü hızlarında ortaya çıkan B60'ın olağanüstü hesaplama performansı vurgulanmalıdır. Ayrıca kullanıcılar, sayısız Vision Tool'lara, standartlaştırılmış endüstriyel arayüzlere ve web tabanlı görselleştirmeye sahip komple bir çerçeveden faydalanır.

Çift taraflı takılmış olan durum LED'leri sürekli olarak cihazın o anki durumunu gösterir. Örneğin, ışık çubukları mavi renkte yanıyorsa, herhangi bir arıza yoktur ve kamera normal işletimdedir. İşletim durumunun çeşitli renkteki göstergelerinin anlamı için işletim kılavuzuna bakılabilir.

Smart Camera B60, pratik konfor fonksiyonlarının erişilebilir olmasını sağlayan bir butona sahiptir. Kısa süreli basılması (≤1 sn.) görüntü kaydını tetikler. Uzun süre basıldığında (3–6 saniye), kurulum sırasında ağ cihazının bulunmasını ve kameranın hizalanmasını kolaylaştıran yerelleştirici ve görüş alanı işaretçisi etkinleştirilir. Kamera ağda artık bulunamazsa, 10–15 saniye basılması ağ ayarlarının sıfırlanmasını tetikler ve ardından Machine Vision cihazına standart IP adresi 192.168.100.1 üzerinden tekrar erişilebilir.

B60 butonunun yanındaki altı LED I/O durum LED'idir ve giriş veya çıkışın anahtarlama durumunu gösterir. I/O durum LED’i üzerinden, bir girişin mi yoksa çıkışın mı anahtarlandığı doğrudan cihazdan okunabilir. Bu sayede, hata durumunda giriş ve çıkışların beklendiği gibi anahtarlanıp anahtarlanmadığı, cihazın doğru şekilde yapılandırılıp yapılandırılmadığı ve kumandanın doğru programlanıp programlanmadığı hızlı ve kolay bir şekilde kontrol edilebilir.

Smart Camera B60, uniVision 3 yazılımı ile temin edilebilir ve işlevsellik açısından her zaman başka modüllerle genişletilebilir.

Smart Camera B60, Power-I/O, RTE ve LAN olmak üzere üç bağlantıya sahiptir. Güç beslemesine ve seri arayüze ek olarak, M12×1, 12 pin’li güç I/O bağlantısı üzerinden toplam altı GPIO kullanılabilir. M12×1, 8 pin’li (x kodlu) RTE fişi üzerinden Endüstriyel Ethernet (ör. PROFINET) kullanılabilir, aynı şekilde M12×1, 8 pin’li (x kodlu) LAN fişi de 1-GBit-Ethernet üzerinden hızlı parametreleme için kullanılabilir. PoE fonksiyonu (Power over Ethernet - Ethernet üzerinden güç) sayesinde kameranın işletimi için sadece bir kablo gereklidir.

Piezo terimi, B60’ın otomatik odaklama modülünde bulunan ve yüksek frekanslı bir elektrik gerilimi ile duran bir dalga hareketine geçen piezoelektrik elemanı ifade eder. Bu doğrusal bir hareket için bir itiş kuvvetine dönüştürülebilir ve böylece odak ayarının yapılmasını sağlar. Bu teknolojinin avantajı, sıcaklık dalgalanmalarına karşı düşük duyarlılığın yanı sıra çok hızlı odaklama hızları, yüksek hassasiyet ve alçak sesli ayarlamadır.

Evet, B60 kapalı durumda ayarın değiştirildiğini algılar ve yeniden başlatıldığında konum değişikliğini bildirir.

Smart Camera B60, C mount ve otomatik odaklama seçenekleriyle mevcuttur. Otomatik odaklama modelinde, görüntü işleme uygulamasının ideal şekilde aydınlatılması için ayrı olarak sipariş edilebilen aydınlatma modüllerinden biri genellikle uygundur. C mount cihazlar için harici bir aydınlatma kullanılması önerilir.

Hayır, Smart Camera B60 açık bir Linux kamera değildir. Önceden kurulu wenglor uniVision 3 görüntü işleme yazılımı ile teslim edilir. uniVision Script yazılım paketinde HDevelop’ta HALCON görüntü işleme kitaplığıyla programlama yapmak mümkündür. HDevEngine burada doğrudan Smart Camera B60 üzerinde çalışır ve HALCON skriptleri sorunsuz bir şekilde projeye entegre edilebilir.

Hayır, Smart Camera B60 üzerinde serbestçe programlama yapılamaz. Kamera, önceden kurulu wenglor uniVision 3 görüntü işleme yazılımı ile teslim edilir. uniVision Script yazılım paketinde HDevelop’ta HALCON görüntü işleme kitaplığıyla programlama yapmak mümkündür. HDevEngine burada doğrudan Smart Camera B60 üzerinde çalışır ve HALCON Skriptleri sorunsuz bir şekilde projeye entegre edilebilir.

Smart Camera B60 için endüstriyel ortamda stabil ve güvenilir kurulum için çok çeşitli sabitleme olanakları mevcuttur.

• Yuvarlak profiller için uygun maliyetli sabitleme sistemi Z60Z001
• Z60K001 soğutma gövdesinin M8 dişlisi üzerinden alüminyum profillere sabitleme
• ZVZZ001 sabitleme sistemi ile daha fazla hizalama esnekliği 
• Alüminyum profillerde aydınlatma ve kameranın doğrudan montajı için ZVZC002, ZVZC003 ve ZVZC004 adaptörler.
• Universal Robots’lu Robot Vision uygulamaları ve kalibrasyon plakalarına sabitleme için ZVZC001 sabitleme adaptörü

Smart Camera B60, uniVision 3 yazılımı ile temin edilebilir ve işlevsellik açısından her zaman başka modüllerle genişletilebilir. uniVision Script (DNNL019 veya DNNL020) lisansı, HALCON state-of-the-art görüntü işleme kitaplığının kullanılmasına olanak sağlar. Başka üçüncü taraf yazılımların kullanılması mümkün değildir.

Smart Camera B60, endüstrinin münferit gereksinimleri için çok sayıda arayüze sahiptir. Bunlar arasında altı dijital I/O, Ethernet (TCP/IP, UDP) ve Endüstriyel Ethernet (PROFINET, EtherNet/IP) sayılabilir.
Ayrıca B60 Robot Vision DNNL021 lisansı ile robot kontrol arayüzü açılabilir.

Ölçüm uygulamalarında, optikteki bozulmayı temizlemek ve pikselden milimetreye hassas bir şekilde dönüştürmek için kalibrasyon plakaları kullanılır. Bu işlem wenglor uniVision 3 yazılımında Image Calibration modülü ile gerçekleştirilir.
Ayrıca, Robot Vision uygulamalarında kalibrasyon plakası kolay ve hızlı bir kalibrasyona olanak verir. Bunun için bir koordinat eşitlemesi gerçekleştirilir ve optik nedeniyle oluşan distorsiyon ortadan kaldırılır. Hassas kalibrasyon için kalibrasyon plakası kameranın görüş alanında olmalı ve görüş alanının en az yarısını kapsamalıdır. Kağıt baskılı kalibrasyon numuneleri daha doğru olmayan bir kalibrasyon sonucu verir. Opak plakalar (ör. ZVZJ001) gelen ışık uygulamaları için, şeffaf olmayanlar (ör. ZVZJ005) ise iletilen ışık uygulamaları için uygundur.

Hayır, Smart Camera B60, önceden kurulu wenglor uniVision 3 görüntü işleme yazılımı ile teslim edilir. uniVision Script yazılım paketinde HDevelop’ta HALCON görüntü işleme kitaplığıyla programlama yapmak mümkündür. HDevEngine burada doğrudan Smart Camera B60 üzerinde çalışır ve HALCON skriptleri sorunsuz bir şekilde projeye entegre edilebilir.

Yüksek döngü hızına (yani çok kısa sürede birçok objenin kontrol edilmesi), yüksek çözünürlüğe veya hesaplama açısından yoğun değerlendirmelere sahip uygulamalar için bir soğutma gövdesi kullanılması önerilir. 

Pick-and-Place uygulamalarında kamerayı ve robotu kalibre etmek için bir kalibrasyon objesi gerekir. Farklı boyutlarda profesyonel, sert ve sıcaklığa dayanıklı kalibrasyon objeleri mevcuttur. Alternatif olarak, kalibrasyon numunesini kendiniz de yazdırabilirsiniz (PDF indirme). Kalibrasyon rutini için, kamera ile robot arasındaki ilişkinin belirlenmesi için kameranın kalibrasyon objesini gördüğü çeşitli pozisyonların tanıtılması gerekir.
 

Kamera ve robot arasındaki ilişki değişmezse kalibrasyona gerek yoktur.

Örneğin kamerayı doğrudan robota monte etmek için Robot Vision uygulamaları için ilgili aksesuarlar mevcuttur.