좋은 목재로부터
완전 자동 목재의 부분 검사
여러분은 항상 그것이 필요하고 그것을 어디에서나 볼 수 있습니다: 금속 세공(metalworking), 건설 현장, 거의 모든 도구 상자... 좋은 오래된 핸드 브러시. 고전적인 다목적 브러시든 특수 용도용 브러시든, 독일에 있는 회사 Lessmann GmbH는 거의 모든 브러시를 범위에 포함하고 있습니다. 모양은 직선형부터 인체 공학적인 것에 이르기까지 다양합니다. 그러나 그들은 모두 한 가지 공통점이 있습니다: 목재의 본체들은 오직 처리되지 않은 붉은 너도밤나무(beech)로만 만들어졌습니다. 모델에 따라서, 핸들의 끝에 두 개의 매달려 있는 구멍들도 가지고 있습니다. 생산은 완전 자동화되어 매우 효율적입니다. 핸드 브러시 핸들의 우수한 품질에 대한 자신들의 주장을 뒷받침하기 위해, Lessmann은 수년 동안 고전적인 이미지 처리에 의존해 왔습니다. 그러나 이제 "The German Brush Company"는 견고한 IDS 산업용 카메라와 SIMAVIS® H 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 거의 감지할 수 없는 공차 편차(tolerance deviations)를 특히 안정적으로 감지하는 Bavarian system house Simon IBV GmbH의 이미지 처리 시스템을 구현했습니다.
어플리케이션
시간당 1500 조각의 생산 속도로 완전 자동으로 밀링되는 목재 브러시 핸들들은, 떨림 모양의(quiver-shaped) 리셉터클(receptacles)이 있는 시간 제한 순환 체인에 의해 밀링 머신으로부터 제거되어 세로의 컨베이어 벨트 상으로 밀려가게 됩니다. 멀티 카메라 시스템이 컨베이어 벨트 상에 설치되어, 2~6 열 핸드 브러시 목재에 균열, 쪼개짐 및 크기와 같은 결함이 있는지 확인합니다. "처리되지 않은 잎이 구릿빛인 너도밤나무(copper beech)는 색상과 낟알(grain)이 매우 다양하기 때문에 테스트 작업이 특히 까다롭습니다. 예를 들어, 균열은 항상 어두운 낟알들로부터 명확하게 구별되는 것은 아닙니다."라고 SIMON IBV의 공인 서명권자인 Daniel Simon은 설명합니다. 그러나 목재 타입을 선택하는데는 좋은 이유가 있습니다: 한편으로는, 특별한 경도와 같은 우수한 특성으로 인해 핸드 브러쉬들의 생산에 붉은 너도밤나무가 권장됩니다. 반면, 지속가능성은 중요한 역할을 합니다. Lessmann은 주변 지역으로부터 수목을 공급받을 수 있으므로 지역 임업을 지원하고 운송 경로를 피할 수 있습니다.
목재가 컨베이어 벨트 상에서 생산을 거치는 동안, 타입 GigE uEye FA의 총 4대의 IDS 카메라가 증분형 인코더에 의해 트리거됩니다. 이 센서는 벨트 위치에 반응하여 브러시 본체의 임의의 위치 변화는 벨트 움직임에 의해 감지됩니다. 이미지 캡처는 카메라 당 2.5mm 오프셋(offset)되므로 각 카메라는 10mm 마다 새로운 이미지를 촬영합니다. 캡처된 이미지들은 첫 번째 카메라가 시야에 목재의 본체가 있음을 감지할 때까지 폐기됩니다. 이 시점부터는, 다른 3대의 카메라들이 활성화되고 카메라 당 최대 35장의 사진들이 촬영됩니다. 더 이상 시야에 브러시 본체가 생기지 않게 되자마자 사진 촬영을 중지하므로, 카메라 1에 의해 이미지들의 개수가 제한됩니다.
IDS 카메라들로 캡처된 이미지들은 이미지 캡처와 동시에 사전 처리되고 합성됩니다. 따라서, 평가 시간 동안, 다음 브러시의 전처리 뿐만 아니라 이미지 획득이 이미 수행될 수 있습니다. 4개의 오프셋 카메라들로부터 동일한 상황의 개별 이미지들은 소프트웨어에 의해 잘리고 크기가 조정되고 하나의 전체 이미지로 병합됩니다. 브러시 본체들은 각 카메라에 대해 서로 다른 가중치 기준으로 평가됩니다. 가중치는 평가 기준의 테스트 시퀀스를 통해 수행됩니다. 첫 번째 단계에서는, 길이, 너비, 높이, 대칭 및 모양 편차와 같은 대략적인 기하학적 요소들이 평가됩니다.
브러시 본체 내에 있는 구멍들의 위치와 포개짐이 확인됩니다. 브러시 본체의 외형 치수가 공차 내에 있습니까? 브러시 본체가 비대칭이거나 변형되었습니까? 구멍들이 정확한 지름과 위치를 가지고 있습니까?
그 다음에 단계별 표면 검사가 이어집니다:
"우선, 어두운 영역들은 세트포인트(setpoint) 사양에 따라 분할되고 평가됩니다.”라고, Simon IBV의 시스템 통합자인 Matthias Eimer가 설명합니다. "그 후, 세트포인트 사양에 따라, 편차가 있는 변색(discolouration)은 검색되고, 선별되며 평가됩니다." 거친 스팟들에 대한 공차들도 목표 값으로 설정되고 그 이후에 평가될 수 있습니다. 프레임별 평가의 마지막 단계에서만 카메라가 균열을 검색합니다. 마지막으로, 전체 결과는 뷰의 개별 평가로부터 형성되고 병합됩니다. 이 시스템은 총 32개의 세트포인트들을 확인하며, 그 중 27개는 정확하게 정의된 공차 사양을 준수하는지 확인합니다.
FA 제품군에서 사용되는 uEye 카메라들은 특히 견고하므로 브러시 공장과 같은 혹독한 환경에서 사용할 수 있도록 예정되었습니다. 카메라 하우징, 렌즈 튜브 및 나사식 커넥터는 보호 등급 IP65/67의 요구 사항들을 충족합니다. 또한 통합된 이미지 메모리로 인해 필요한 멀티 카메라 작동에 최적으로 적합하고, 이것은 이미지 캡처를 이미지 전송으로부터 분리하고 이 어플리케이션에서 전송 전에 이미지들의 버퍼링을 가능하게 합니다. GigE Vision 펌웨어가 탑재된 GV-5280FA 산업용 카메라들은 Sony의 IMX264 2/3"글로벌 셔터 CMOS 센서가 장착되어 있어, 뛰어난 이미지 품질, 높은 감광도 및 매우 높은 동적 범위를 제공합니다. 사용된 4개의 CMOS 카메라는 거의 노이즈가 없고 하이 콘트라스트 5MP 이미지들을 제공합니다. 정확히 이러한 기능들을 갖춘 카메라 모델은 까다로운 브러시 테스트에 사용하도록 권장되었습니다. 다니엘 사이먼은 선택 기준을 요약하면서, "카메라가 정확한 해상도를 가지고, Sony 센서는 매우 우수하며 보호 등급이 충족됩니다." 라고 말합니다.
Daniel Simon이 IDS와의 오랜 협력을 통해 알고 있듯이, IDS 카메라는 통합하기 쉬우며, "정말 쉬워요"라는 회사 모토에 충실합니다. 솔루션의 핵심은 솔루션 제공업체가 특별히 개발한 소프트웨어입니다.
소프트웨어
SIMAVIS® H는 완전한 솔루션을 신속하게 조립할 수 있는 이미지 처리 소프트웨어입니다. 이 머신 비전 소프트웨어는 ProVision®(이전 SIEMENS 개발)과, 통합된 개발 환경을 갖춘 산업용 이미지 처리를 위한 포괄적인 표준 소프트웨어인 HALCON을 기반으로 합니다. 이것은 목재 브러시 본체들의 테스트의 요구 사항들에 개별적 적응을 가능하게 합니다. "우리는 결함 검사를 개별적으로 수작업으로 프로그래밍했으며, 목재 표면 분야에서 많은 경험을 가지고 있습니다. 공차 임계값들은 기능에 따라 많은 세트포인트들로 설정될 수 있습니다." 라고 Daniel Simon은 강조합니다. SIMAVIS® H는 유형 관리, 세트포인트 메뉴, 인증 개념, 언어 전환, 통계 모듈 및 훨씬 더 많은 것들을 가진 수동 및 자동 작동을 포함하여, 완성된 시스템의 운영 담당자를 위한 직관적인 사용자 인터페이스를 제공합니다.
제어를 통해, 자동 추가 처리가 가능합니다. 새로운 이미징 솔루션을 사용하면, 목재 결함을 보다 안정적으로 감지할 수 있습니다.
전망
"상품으로 분류된 결함 있는 목재 본체들의 비율은 약 2%에서 1% 미만으로 떨어졌습니다." 라고 매니징 디렉터인 Jürgen Lessmann이 설명합니다. 브러시 본체들을 와이어로 차후에 채울 경우 이미 완전 자동이 되며, 완성된 핸드 브러시들의 포장은 로봇 공학의 도움을 받아 미래에 수행될 수 있습니다. 목재 본체들의 향상된 제어로 인해, 완성된 핸드 브러시의 이전에 필요했던 수동 품질 제어를 생략할 수 있습니다. SCARA 로봇에 의해 수행되는 포장 이전에, 간단한 육안 검사만 필요합니다. 이것은 기계 관리 인력을 줄이고 생산성을 증가시킵니다.
이 예시적인 어플리케이션에서, 인공 지능의 사용은 미래에 더 많은 잠재력을 제공합니다. Jürgen Lessmann은 "AI는 아마도 검사 결과를 더욱 향상시킬 것이며, 이는 수동 검사 작업들을 없앨 수 있기 때문에 생산의 추가 자동화를 가능하게 할 것입니다"라고 예측합니다.
좋은 목재로 만든 브러시 뿐만 아니라 멀티 카메라 테스트 시스템은 수 많은 제품들과 재료들에 적용될 수 있습니다.
GigE uEye FA-강력하고 견고함
- 모델: UI-5280FA-C-HQ
- 인터페이스: 이더넷
- 센서 타입: CMOS
- 제조사: Sony
- 프레임 레이트: 24.0 fps
- 해상도: 5.01 MPixel
- 셔터: 글로벌 셔터
- 센서 포맷: 8.446 mm x 7.066 mm
- 치수 41.0 mm x 53.0 mm x 42.7 mm
- 무게: 175 g
- 커넥터: GigE M12, 나사식
- 어플리케이션들: 머신 비전, 기계 공학, 표면 검사, 공장 및 공정 자동화
고객사
Lessmann GmbH는 유럽 최고의 표면 처리 도구 생산업체들 중의 하나입니다. 바이에른(Bavaria)의 외팅겐(Oettingen)과 노르트라인-웨스트팔리아(North Rhine-Westphalia)의 졸링겐(Solingen)에 있는 생산 현장들에서 Lessmann은 1948년 이래로 기술적 브러시 "Made in Germany"의 형태로 표면 도구들을 제조해왔습니다. 최첨단 생산시설, 일관된 품질관리 및 영구 테스트는 브러시들의 고품질을 보장합니다.https://www.lessmann.com/
시스템 통합기
SIMON IBV GmbH는 산업용 이미지 처리 분야의 솔루션 제조업체입니다. 또한, 이 회사는 광학 검사 시스템용으로 특별히 설계된 하드웨어 컴포넌트의 제조업체일 뿐만 아니라 이미지 평가용 자체 표준 소프트웨어 개발자입니다.
