Kamery i systemy wizyjne w znakowaniu laserowym: teraźniejszość i przyszłość zastosowań

Wyzwania związane z kontrolą jakości w przemysłowym znakowaniu laserowym

W nowoczesnej produkcji znakowanie laserowe zrewolucjonizowało procesy identyfikacji i identyfikowalności komponentów. Jednak zapewnienie dokładności i jakości tych oznaczeń jest poważnym wyzwaniem, szczególnie w środowiskach produkcji wielkoseryjnej. Integracja zaawansowanych systemów wizyjnych ze znakowarkami laserowymi przezwyciężyła te ograniczenia, oferując kompletne rozwiązania do kontroli jakości, precyzyjnego pozycjonowania i walidacji danych.

Kamery zintegrowane z systemami znakowania laserowego nie są zwykłym dodatkiem, ale kluczowym elementem decydującym o efektywności całego procesu produkcyjnego, zmniejszającym ilość odpadów i zapewniającym zgodność ze standardami jakości.

Główne zastosowania systemów wizyjnych w znakowaniu laserowym

Systemy wizyjne w zastosowaniach znakowania laserowego dzielą się głównie na cztery funkcjonalne makroobszary:

1. Automatyczne centrowanie znakowania: Systemy wizyjne identyfikują określone punkty odniesienia na komponencie i automatycznie pozycjonują znakowanie z milimetrową dokładnością, nawet na nierównych powierzchniach lub przy wahaniach pozycjonowania.
2. Weryfikacja i klasyfikacja kodów: Po oznaczeniu kodów DMC (Data Matrix Code) lub QR, kamery natychmiast sprawdzają jakość zgodnie z międzynarodowymi standardami, takimi jak AIM-DPM, przypisując stopnie jakości (A, B, C) i wykrywając wszelkie problemy.
3. Odczyt OCR (Optical Character Recognition): Systemy mogą rozpoznawać i interpretować zaznaczony tekst alfanumeryczny, potwierdzając prawidłową czytelność informacji.
4. Identyfikacja wcześniej istniejących kodów: Kamery mogą odczytywać oznaczenia już obecne na komponencie, pobierać informacje z systemów MES/ERP i dynamicznie określać, co należy oznaczyć w następnej kolejności.

Innowacyjne technologie: Sztuczna inteligencja w służbie znakowania

Niedawna ewolucja systemów wizyjnych do znakowania laserowego zaowocowała wprowadzeniem sztucznej inteligencji i algorytmów głębokiego uczenia się, które znacznie poprawiły możliwości tych systemów. Technologie te pozwalają:

• Szybsze i dokładniejsze rozpoznawanie cech w złożonych środowiskach przemysłowych
• Uproszczone szkolenie systemowe dla nowych produktów lub wariantów
• Zwiększona tolerancja na zmiany oświetlenia, położenia i warunków powierzchniowych
• Bardziej niezawodna kontrola jakości nawet w przypadku oznaczeń na trudnych powierzchniach

Firma LASIT zintegrowała te zaawansowane technologie ze swoimi systemami, opracowując własne algorytmy, które optymalizują procesy odczytu i weryfikacji, drastycznie zmniejszając liczbę fałszywych odrzuceń i zwiększając ogólną niezawodność.

Rozwiązania LASIT dla systemów wizyjnych w znakowaniu laserowym

System wizyjny TTL (przez obiektyw lub współosiowy)

System TTL lub system współosiowy stanowi jedno z najbardziej zaawansowanych rozwiązań w dziedzinie zintegrowanego systemu wizyjnego do znakowania laserowego. System ten wykorzystuje tę samą ścieżkę optyczną co laser do wizualizacji obszaru znakowania:

• Precyzyjne centrowanie: pozycjonowanie oznaczeń między rowkami na powierzchni komponentów z maksymalną precyzją.
• Natychmiastowa walidacja DMC: Weryfikacja jakości kodu bez poruszania laserem lub kamerą
• Zautomatyzowane podejmowanie decyzji: Jeśli oznaczenie uzyska ocenę A lub B, komponent jest kontynuowany na linii produkcyjnej; jeśli jakość jest niższa, operator jest ostrzegany za pomocą alarmów wizualnych i dźwiękowych.

Niestandardowe systemy widzenia bocznego

W przypadku zastosowań wymagających szerszego pola widzenia lub większej elastyczności, firma LASIT opracowała systemy obserwacji bocznej oparte na wysokiej jakości kamerach przemysłowych zintegrowanych z własnym oprogramowaniem:

• Rozszerzone pole widzenia: do 90×60 mm w porównaniu do 20×16 mm w systemach TTL.
• Zoptymalizowane oświetlenie: zewnętrzne okrągłe systemy oświetleniowe gwarantują dobrą widoczność całego obszaru kadrowania.
• Dostosowane oprogramowanie: własne algorytmy odczytu, weryfikacji i integracji z systemami produkcyjnymi.

Studium przypadku: Identyfikowalność w sektorze motoryzacyjnym

Duży producent komponentów dla przemysłu motoryzacyjnego potrzebował systemu do znakowania kodów DataMatrix na aluminiowych komponentach odlewanych ciśnieniowo, z natychmiastową weryfikacją jakości i pełną identyfikowalnością.

Głównym wyzwaniem była nierówna powierzchnia odlewów i potrzeba integracji systemu z istniejącą produkcyjną bazą danych w celu dynamicznego generowania kodu.

LASIT wdrożył system oparty na:

1. Znakowarka laserowa o mocy 50 W do szybkiego znakowania na aluminium
2. Boczny system wizyjny z kamerą przemysłową i dedykowanym oświetleniem
3. Dostosowane oprogramowanie do współpracy z systemem MES klienta
4. Algorytmy głębokiego uczenia do rozpoznawania optymalnej pozycji znakowania

Wyniki obejmowały:

• Zmniejszenie liczby odrzutów z powodu nieczytelnych oznaczeń o 98%.
• Czas cyklu skrócony o 30% dzięki automatycznemu pozycjonowaniu
• Pełna identyfikowalność każdego komponentu w całym łańcuchu produkcyjnym
• ROI (zwrot z inwestycji) osiągnięty w mniej niż 8 miesięcy

Perspektywy na przyszłość

Integracja zaawansowanych systemów wizyjnych ze znacznikami laserowymi stanowi przyszłość przemysłowej identyfikowalności. Technologie sztucznej inteligencji będą nadal zwiększać możliwości tych systemów, umożliwiając coraz bardziej złożone zastosowania nawet w trudnych warunkach produkcyjnych.

LASIT pozostaje liderem w tej dziedzinie, stale inwestując w badania i rozwój, aby oferować kompletne rozwiązania, które spełniają specyficzne potrzeby każdego klienta.

Ciro Ventura

Senior Applications Support | LASIT

Senior Applications Support w LASIT od ponad 10 lat, Ciro Ventura jest specjalistą w zakresie zastosowań znakowania laserowego do testów próbek laboratoryjnych. Wspiera klientów i zespoły techniczne w ocenie i wyborze najbardziej odpowiedniego rozwiązania laserowego dla ich potrzeb.