Teollisuudessa toteutetaan prosesseja robotiikalla, koska se on nopeaa ja varmatoimista. Perinteisesti tuotantolinjoja valvovat ihmiset aistinvaraisesti. Konenäön hyödyntäminen teollisuuden vaativissa automaatio- ja laadunvalvontakohteissa on lisääntynyt ja teknologisia harppauksia tulee tapahtumaan seuraavien vuosikymmenten aikana yhä enemmän.

Konenäön keskeisimmät edut

Konenäön idea on se, että kone pystyy tekemään itsenäisesti päätelmät kuvista ja suorittamaan jatkotoimenpiteet automaattisesti, ilman ihmisen puuttumista päätöksentekoon.

Konenäkö on myös väsymätön ja tarkka. Siinä missä ihminen tarvitsee lepoaikaa, kone tekee toistuvia työvaiheita samalla tehokkuudella tunnista toiseen. Konenäön toistettavuus on lähes 100% kun ihmisen tekemiin visuaalisiin testauksien tarkkuuteen vaikuttavat inhimilliset tekijät. Konenäkö pystyy myös erottelemaan pinnan korkeuseroja, joihin ihmissilmä ei kykene.

Konenäköä löytyy arkielämästä ja teollisuudesta

Konenäköä käytetään muun muassa liikkuvissa roboteissa, joissa tieto saadaan GPS-paikannuksella ja matemaattisilla algoritmeilla. Liikkuvia robotteja ovat muun muassa näkörajoitteisille tarkoitetut opasrobotit ja itseajavat bussit. Käytännössä autonomiset autot ja opasrobotit ovat vielä kehitys- tai testivaiheessa ja niitä ei vielä laajemmin näe arkielämässä.

Etenkin teollisiin ympäristöihin, joissa ihmisen on vaarallista liikkua, konenäköratkaisut soveltuvat hyvin. Hyvä esimerkki teollisuuden alasta, jossa konenäköä hyödynnetään ovat teräsvalimot. Näiden tuotantotiloissa olosuhteet ovat ihmiselle haastavat ja laadunvalvonta suoritetaan erillisestä valvomosta, jolloin aistinvarainen havainnointi on vaikeaa tai jopa mahdotonta. Tarkka kone lähellä valvottavaa tuotantolinjaa sen sijaan pystyy keräämään yksityiskohtaista tietoa sulan metallin teknisestä laadusta, esimerkiksi kuonan kerääntymisestä.

Omronin tuotteissa konenäkökontrolleri käsittelee kuvan välittömästä ja vain haluttu oleellinen tieto siirretään eteenpäin esimerkiksi automaatiojärjestelmiin, pilvipalveluun tai serverille.

Muista nämä konenäön neljä perusvaatimusta

  • Valaistuksen valinta ja mitattavan kohteen havaittavuus (suora, tausta, heijastavat jne.)
  • Kameran valinta ja optimointi tunnistettavalle tuotteelle/kohteelle.
  • Kameran/kameroiden optinen tarkkuus ja sensoriteknologia.
  • Integroitu kuvankäsittelyohjelmisto.

Konenäön haasteita ovat massiivinen datamäärä ja ääriolosuhteet

Ongelmana on, että tietoa tulee massiivisia määriä ja sen tallentaminen vaatii tilaa. Se, mikä on vahvuus, on myös konenäön heikkous. Suurien tietuemäärien päämäärätön säilyttäminen on turhaa ja kallistakin, siksi saatujen tulosten nopea jatkokäsittely ja hyödyntäminen olisi tärkeää.

Omronin tuotteiden etu on se, että dataa siirretään hyvin vähän ja vain ne kuvat, mitkä ovat sovelluksen kannata oleellista siirtää. Kun konenäön kontrollerille on opetettu asiat, mitä kuvasta halutaan tutkia (esimerkiksi dimensiomittauksia, muotoja, tekstejä, värejä, pinnan laatua ja laskentaa niin, että kaikki oleelliset asiat löytyvät kuvasta).  Jos kuvatun kohteen halutut suureet ja mittaustulokset ovat aseteltujen raja-arvojen sisällä, kontrolleri ei siirrä dataa eteenpäin mikäli kyseistä dataa ei muuhun käyttöön tarvita.

Muita haasteita ovat toimintaympäristöjen ääriolosuhteet kuten kylmä, kuuma, tärinä ja sähkömagneettiset kentät, jotka asettavat tarkat vaatimukset konenäössä käytettäville laitteille.

Konenäkö pystyy erottelemaan pinnan korkeuseroja, joihin ihmissilmä ei kykene.

Oikea valaistus on konenäön perusta

Hyvä ja riittävä valaistus on tärkeimpiä ja järjestelmän toimivuuden kannalta keskeisimpiä perusvaatimuksia. Konenäön kannalta nykyiset teolliseen toimintaan tarkoitetut tai valoteholtaan räätälöidyt LED -valaisimet muodostavat tasalaatuisen kuvattavan alueen, jonka pohjalta kohde siirretään digitaalisessa muodossa kuvankäsittelyyn. Suodattamalla muun muassa värisävyjä, kohinaa ja heijastuksia alkuperäisestä kuvasta voidaan tunnistaa ja laskea mitattavat suureet.

Korkean laadun takaaja

Koska konenäkö havaitsee ihmistä tarkemmin vialliset tuotteet, vääristyneet muodot (pinnanlaatu, mitat) ja puutteelliset komponentit, saadaan lopputuloksena tasalaatuisempaa tuotantoa. Konenäkö integroituna robotiikkaan mahdollistaa linjastolla olevien viallisten tuotteiden havaitsemisen sekä pakkaamisen tai siirtelyn pisteiden välillä hyvin suurella toimintavarmuudella. Konenäkö on valmistuksen kannalta keskeinen laatua vaaliva teknologia.

Omronin FH-kamerat

Kameran kuvaussykli ja kuvien analysointi on hyvin nopeaa ja useimmiten vasteajat ovat muutamista millisekunteista muutamiin kymmeniin millisekuntteihin sovelluksista riippuen.

Tutustu Omronin tuotteisiin

https://industrial.omron.eu/en/products/fhv7#videos

Teksti:
Marja Apunen-Mäkelä & Mika Laukkanen / SLO Oy ja Sami Korko / Omron Electronics Oy

Älä odota muuntajan kärähtämiseen asti

Oikein asennettu ja ajallaan huollettu KJ-öljymuuntaja jaksaa pidempään

Onko sinun polttolaitoksen päästöt säädösrajoissa?

Suuria polttolaitoksia (LCP) koskevat BAT-päätelmät julkaistiin 17.8.2017 EU:n virallisessa lehdessä

Emotron M20 -akselitehonvartija

Vakuutuksesi vahinkoja ja seisokkeja vastaan