Jste zde

Měřící systém strojového vidění Datalogic DM3610

Antonín Vojáček, 15. Prosinec 2017 - 0:38

Pro potřeby automatického měření rozměrů předmětů přepravovaných na dopravnících může posloužit systém strojového vidění Datalogic DM3610.

Pod označením DM3610 se skrývá stacionární systém pro tzv. strojové vidění (Machine Vision) společnosti Datalogic. Jedná se o kompaktní a zpětnou formátovací jednotku automaticky měřící délku, šířku a výšku balíčků, které jsou přepravovány na pásovém dopravníku. Je určena pro jednoduchou instalaci a umožňuje širokou škálu aplikací na trhu, zejména je využitelná zejména v kurýrních a balíčkovacích službách, ve skladech a distribučních centrech či na letištích (odbavování zavazadel). Přesné měření činí z DM3610 vhodné řešení pro prostorové aplikace, používá se ve spojení váhy a čárového kódu.

Příklad jednoskenovacího pro měření pravoúhlích (kvádrových) předmětů a dvouskenovacího systému pro předměty složitějšího tvaru.

Představení systém DM3610

Měřící systém DM3610 slouží k průmyslovému bezkontaktnímu optickému měření rozměrů produktů přepravovaných po pásovém dopravníku prostřednictvím nad dopravníkem zavěšené automatické kompaktní snímací/skenovací hlavice. Ta v reálném čase provádí měření délky, šířky a výšky balíčků/produktů kontinuálně přepravovaných na dopravníku.

Primárně je systém určen pro měření kvádrových tvarů předmětů s přesností +/- 5 mm od rozměrů 60 mm x 60 mm x 30 mm až do 2500 mm x 1200 mm x 900 mm při rychlosti pohybu až do 3,1 m/s. K tomu stačí je jedna centrální skenovací jednotka. Nicméně s více současně pracujícími skenovacími jednotkami (2 nebo 3) je možné měřit i některé jinak tvarované objekty. V kombinaci se skenerem čárových kódů a vážícího zařízení může pak tvořit tzv. DWS systém sbírající kompletní data o procházejících produktech. Systém má i certifikaci OIML pro potřeby tzv. obchodního měření, tedy například pro potřeby získání rozměrů předmětů za účelem stanovení ceny.

Zatímco jednoduché krabice lze měřit jen jedním skenovacím paprskem, složitější tvary vyžadují více skenovacích úhlů a tím i paprsků.

Celý systém pro svou správnou činnost využívá sestavu následujících komponent:

Měřící optickou snímací hlavici DM3610.
Tacho snímač rychlosti dopravníku.
Optický senzor základní detekce přítomnosti produktu na dopravníku.
Propojovací skříň CBX.
Vyhodnocovací, nastavovací, monitorovací a diagnostický software.

Princip funkce systému DM3610

Systém DM3610 využívá modulovaný laserový paprsek rozmítaní pomocí otočného zrcadla. Fázový posun mezi přenášeným laserem a jeho následným odrazem se pak používá pro výpočet vzdálenosti od skenovaného objektu.

Postupné rozmítání (skenování) paprsku po obalu, který prochází skenovanou čárou, slouží k definování okrajů obalu a tím i délky a šířky. Dopravní tacho snímač s vysokým rozlišením pak slouží pro měření rychlosti dopravníku jako zpřesňující pomůcka při výpočtu délky obalu. Optoelektrický snímač slouží jako jednoduchý spouštěč akce měření, tedy rámcově definuje příchod nového produktu do snímaného prostoru.

Nejdříve se balík, který má být změřen, po dopravníku přibližuje k snímaného prostoru a přeruší paprsek optoelektrického snímače, který ohlásí řídící jednotce systému DM3610 příchod nového produktu. Také k systému připojení otáčkoměr průběžně plynule měří rychlost pohybu dopravníku tím, že vysílá konstantní počet tachometrických impulsů na jednotku měření. Tímto se sleduje poloha balíku, jak se pohybuje prostorem. Případně není nutné použít spouštění základní optosenzor, pak měřící jednotka neustále skenuje snímací prostor na páse dopravníku.

Snímací laserový paprsek pak měří výšku předmětu řádkovým skenováním kolmo na směr pohybu dopravníku. Výsledné údaje o výšce se používají ve spojení s počtem otáček pro vytvoření rozměrového profilu obalu. Řídící jednotka pak vyhodí data mimo okraje obalu a konečné hodnoty výšky je dosaženo průměrem všech vzorkovacích bodů nahoře na krabici. Okrajové body jsou pak zpracovány algoritmem řídící jednotky, který je filtruje a uspořádá do částí čtyř přímých čar (čtyř stran balíku) a koreluje s rychlostí dopravníku stanovenou otáčkoměrem, aby určila délku, šířku, výšku a objem balení. Nakonec algoritmus spojuje okrajové body a vytvoří obrys balíčku.

Typické provedení základního měřícího systému DM3610 a popis kompaktní skenovací hlavice obsahující i vyhodnocovací jednotku s komunikačními rozhraními.

Jak se systém DM3610 kalibruje?

Po instalaci systému je třeba před používáním kalibrovat na jeho nainstalovanou polohu přes dopravník tak, aby jeho inženýrské jednotky měření mohly být převedeny na jednotky skutečného světa (např. milimetry).

Jakmile je pomocí konfiguračního softwaru z PC zadána poloha snímací laserové hlavice ve vztahu k dopravníku, je nutné pro kalibraci použít speciální přesné testovací kvádrové bloky se známými rozměry. Ty se nechají procházet systémem a nastavují se různé faktory, dokud systém nedokáže měřit zkušební skříně v toleranci +/- 5 mm. Pro usnadnění kalibrace je k dispozici kalibrační sada od společnosti Datalogic ve verzích "Metric" (mezinárodně standardizované jednotky - např. mm) nebo "Imperial" (angloamerické jednotky - např. palce).

Základní speciální kalibrační / testovací kvádrové bloky potřebné pro seřízení přenosti měření systému.

Při kalibraci je také nutné "pomoci" systému s nalezením skutečné šířky dopravního pásu. Pokud nemá dopravník boční lišty a okraj dopravního pásu nemá žádnou přechodovou hranu, bude nutné použít a umístit na levé a pravé straně dopravního pásu tzv. distanční vložky. Znalost bočních okrajů snímaného prostoru totiž umožňuje měřícímu systému identifikovat oblast, kde se již nemá měřit a kde již má případné naměřené hodnoty ignorovat a nezapočítávat v algoritmu do celkových rozměrů předmětů.

Konečná část operace kalibrace zahrnuje nastavení systémových nastavení v uživatelském rozhraní systému DM3610 tak, aby odpovídaly požadavkům a finální test funkce s reálnými produkty a porovnáním jejich skutečných rozměrů s údaji naměřenými systémem.

Základní parametry:

Rozsah měření: do rozměrů produktu 2500 mm x 1200 mm x 900 mm.
Přesnost měření: +/- 5 mm.
Zdroj snímacího paprsku: laserová dioda červená (vln. délka 660 nm).
Komunikační rozhraní: Ethernet (TCP/IP), RS232/ RS422/RS485.
Nastavení/monitorování/diagnostika: pomocí HTML web server PC rozhraní.
Krytí: IP65.
Provozní teplota: 0 až 50°C.
Napájecí napětí: 24 VDC.
Příkon: typ. 19 W, max. 75W.

Ukázkové video

Závěr

Systém Datalogic DM3610 je primárně zajímavý a vhodný všude tam, kde je nutné přepravované produkty automaticky třídit podle jejich velikosti nebo měřit jejich délku pro potřeby následného určení jejich ceny (např. v případě stanovené ceny za délku, šířky či výšku nebo objem).