Machine vision là gì? Lợi ích của Machine vision trong Smart Factory

1. Machine Vision (Thị giác máy) là gì?

Thị giác máy – Machine vision là một hệ thống sử dụng cảm biến (máy ảnh), sử dụng thuật toán phần cứng và phần mềm để tự động hóa các nhiệm vụ kiểm tra trực quan từ đơn giản đến phức tạp và hướng dẫn trực tiếp thiết bị xử lí trong quá trình lắp ráp sản phẩm. Các ứng dụng bao gồm Định vị, Xác định, Xác minh, Đo lường và phát hiện lỗ hổng.

Một hệ thống Machine vision sẽ hoạt động không mệt mỏi khi thực hiện kiểm tra trực tuyến 100%, dẫn đến chất lượng sản phẩm được cải thiện, năng suất cao hơn và chi phí sản xuất thấp hơn, Sự xuất hiện sản phẩm nhất quán và chất lượng tạo nên sự hài lòng của khách hàng, xa hơn nữa là thị phần thị trường trong tương lai.

Một hệ thống thị giác máy bao gồm các thành phần quan trọng sau: Cảm biến (máy ảnh) để chụp ảnh, động cơ xử lý (thiết bị quan sát) hiển thị và truyền đạt kết quả, cùng hệ thống dây cáp kết nối. Để bất cứ hệ thống thị giác máy nào hoạt động hiệu quả đáng tin cậy, điều quan trọng là phải hiểu các thành phần quan trọng này tương tác như thế nào.

Hình 1: Các bộ phận cấu thành hệ thống Machine vision cơ bản

Các hệ thống tương tác công nghiệp đòi hỏi sự mạnh mẽ, độ tin cậy và ổn định cao hơn so với hệ thống thị giác học thuật/giáo dục và thường có chi phí thấp hơn nhiều so với các hệ thống sử dụng trong các ứng dụng của Chính phủ hay quân đội.

Hệ thống Machine Vision dựa vào các cảm biến kỹ thuật số được bảo vệ bên trong máy ảnh công nghiệp có quang học chuyên dụng để thu được hình ảnh, phần cứng và phần mềm xử lí, phân tích, đo lường các đặc điểm khác nhau để ra quyết định.

Hình 2: Hệ thống machine vision nhìn mã sản phẩm

Ví dụ: hệ thống kiểm tra mức đầy tại 1 nhà máy bia. Mỗi chai bia đi qua 1 cảm biến kiểm tra như trên hình 1, kích hoạt hệ thống thị giác để đèn nhấp nháy và chụp ảnh chai. Khi có được hình ảnh và lưu trữ nó trong bộ nhớ, sau đó hệ thống sẽ phân tích xử lí hình ảnh nhận được và đưa ra phản hồi. Nếu hệ thống phát hiện ra 1 chai không đầy, hoặc đầy không đúng quy chuẩn, nó sẽ báo cho thiết bị chấp hành từ chối chai đó. Một người điều hành có thể xem các chai đã bị từ chối và thống kê liên tục trên màn hình.

2. Vai trò của ánh sáng trong hệ thống Machine Vision

Mắt người có thể nhìn rõ trong nhiều điều kiện ánh sáng, nhưng hệ thống thị giác máy không có khả năng đó. Do vậy bạn cần phải chiếu sáng bộ phận đang cần kiểm tra để thị giác máy có thể nhìn được chúng.

Ánh sáng phải được điều chỉnh và không thay đổi để những thay đổi về mặt ánh sáng mà thị giác máy nhìn thấy là do những thay đổi trong bộ phận được kiểm tra tạo nên.

Hình 3: Ánh sáng trong thị giác máy

Ánh sáng thích hợp giúp kiểm tra nhanh hơn và chính xác hơn, Ánh sáng kém là nguyên nhân chính dẫn đến lỗi trong hệ thống kiểm tra thị giác máy.

Nói chung, ánh sáng có sẵn hoặc ánh sáng xung quanh là ánh sáng kém và hệ thống sẽ không hoạt động hiệu quả. Ví dụ: Đèn trên trần nhà có thể bị cháy, mờ hoặc bị chặn và gây lỗi hệ thống thị giác máy.

3. Lợi ích của Machine vision

Thị giác máy cải thiện chất lượng và năng suất, trong khi giảm được chi phí sản xuất.

Machine Vision vượt trội trong việc đo định lượng một cảnh có cấu trúc vì tốc độ, độ chính xác và độ lặp lại của nó. Trên một dây chuyền sản xuất, một hệ thống Machine Vision có thể kiểm tra hàng trăm thậm chí hàng nghìn bộ phận mỗi phút. Với camera độ phân giải tốt, hệ thống Machine Vision dễ dàng kiểm tra các chi tiết quá nhỏ để có thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Hình 4: Machine vision trong nhà máy

Khi loại bỏ tiếp xúc vật lí giữa hệ thống kiểm tra và các bộ phận được kiểm tra, Machine Vision sẽ ngăn ngừa hư hỏng bộ phận và loại bỏ thời gian bảo trì, chi phí hao mòn các bộ phận cơ khí. Thị giác máy mang đến lợi ích an toàn và vận hành liên tục bằng cách giảm sự tham gia của con người vào quy trình. Hơn nữa, nó giảm thiểu khả năng làm ô nhiễm phòng sạch do các loại bụi bẩn, vi khuẩn trên cơ thể người mang vào phòng, bảo vệ công nhân khỏi môi trường nguy hiểm.

Mục tiêu chiến lược	Ứng dụng Machine Vision
Chất lượng cao	Kiểm tra, đo lường và xác minh lắp ráp
Tăng năng suất	Các tác vụ lặp đi lặp lại trước đây được thực hiện thủ công giờ được thực hiện bằng Machine Vision không biết mệt mỏi
Sản xuất linh hoạt	Đo lường / Hướng dẫn robot / Xác minh hoạt động trước
Thời gian ngừng hoạt động của máy ít hơn và giảm thời gian thiết lập	Thay đổi được lập trình trước
Thông tin đầy đủ và kiểm soát quá trình chặt chẽ hơn	Cung cấp phản hồi bằng dữ liệu máy tính
Chi phí thiết bị thấp hơn	Thêm thị giác vào máy giúp cải thiện hiệu suất của nó, tránh lỗi thời
Chi phí sản xuất thấp hơn	Một hệ thống thị giác hoạt động như nhiều người, phát hiện sai sót sớm và chính xác hơn
Giảm diện tích sàn chiếm dụng sản xuất	Hệ thống thị giác như nhà điều hành

4. Ứng dụng Machine vision trong Smart Factory

Phát hiện lỗ hổng có lẽ là nhiệm vụ thị giác máy cơ bản nhất, quan trọng đối với kiểm soát chất lượng. Machine Vision cho phép các nhà sản xuất tìm ra sự nhiễm bẩn, các vết xước, vết nứt, nhược điểm, tối màu, đổi màu, khoảng trống,… được sử dụng rộng rãi trong một loạt các ngành công nghiệp từ dược phẩm cho đến sản xuất ô tô. Thị giác máy phát hiện các khuyết tật vô hình đối với mắt người, nhanh hơn và chính xác hơn khả năng của con người và có thể hoạt động 24/7 không mệt mỏi.

Thị giác máy là một yếu tố thiết yếu trong tự động hóa và sẽ rất quan trọng đối với việc tạo ra các nhà máy thông minh của công nghiệp 4.0. Không có khía cạnh nào khác của dây chuyền sản xuất nắm bắt nhiều thông tin hơn hoặc giá trị hơn thị giác máy trong việc đánh giá sản phẩm và tìm ra khuyết điểm, cũng như trong việc thu thập dữ liệu để chỉ đạo và tối ưu hóa năng suất của Robot và các thiết bị khác. Không giống như các cảm biến đơn giản, cảm biến thị giác tạo ra một số lượng lớn hình ảnh, tăng cường tiện ích của chúng trong môi trường công nghiệp 4.0.

Hình 5: Robot chấp hành trong hệ thống machine vision

Phân tích thị trường dự đoán một số phát triển thú vị liên quan đến công nghiệp 4.0 sẽ ảnh hưởng đến tự động hóa, chất lượng và năng suất.

Thiết bị tự động

Thiết bị tự động hóa sẽ cung cấp khả năng tự học, tự kiểm soát và tối ưu hóa để hoàn thành nhanh chóng và chính xác các nhiệm vụ phức tạp với sự can thiệp tối thiểu. Loại khả năng này hiện có sẵn trong một số thiết bị cải tiến kết hợp với hướng dẫn của nhà điều hành nhưng sẽ trở nên tự chủ hơn rất nhiều so với sự ra đời của công nghiệp 4.0

Tối ưu hóa cho các dây chuyền sản xuất

Nhà xản xuất sẽ có được sự lin hoạt ccao hơn khi Robot, hệ thống thị giác máy, nguyên liệu đầu vào và các khía cạnh khác của dây chuyền sản xuất có thể giao tiếp trực tiếp với nhau. Lợi ích có thể bao gồm khả năng sản xuất một loạt các loại thành phần trên một dòng hoặc sản xuất nhiều sản phẩm cụ thể nhỏ hơn.

Truyền thông công nghiệp

Mạng truyền thông của hệ thống sản xuất dữ liệu sẽ quét các đầu vào từ thị trường và sử dụng thông tin này để tinh chỉnh các thông số sản xuất.

Điện toán đám mây

Hình 6: Mô tả điện toán đám mây

Truy cập tức thời vào dữ liệu và thông tin hoạt động qua đám mây và thiết bị di động sẽ kết nối nhân viên với thông tin quan trọng và nhạy cảm với thời gian như thông báo ngừng hoạt động, chi tiết về các bất thường sản xuất ngoài luồng, nhu cầu bảo trì và các vấn đề quan trọng khác cần can thiệp tại chỗ.

Điều này cho phép nhân viên theo dõi xu hướng, phân tích dữ liệu và can thiệp từ bất cứ nơi đâu. Các nhà sản xuất cũng có thể xuất thông tin về hiệu suất dây chuyền sản xuất thành công nhất của họ thông qua đám mây, cân bằng tất cả các dây chuyền ở mức “thực tiễn tốt nhất”.

Hãy đến với Bảo An, chúng tôi luôn sẵn sàng mang đến cho Khách hàng:

- Trải nghiệm và cảm nhận về dịch vụ hoàn hảo

- Chắc chắn sẽ không làm bạn thất vọng

- Liên hệ để được hỗ trợ chi tiết: 0936.985.256

Bài viết bạn nên xem: