Luci, Motore, LabVIEW –
Ecco la Smart Camera di National Instruments
Ecco la Smart Camera di National Instruments
Marco QUAGLIA
Visita un qualsiasi centro di produzione moderno e scoprirai una realtà ormai diffusa: i dispositivi embedded programmabili sono divenuti piattaforme largamente utilizzate per svariati tipi di misure.
Questi dispositivi embedded programmabili sono disponibili in varie tipologie quali data logger embedded, sistemi SCADA, PAC (programmable automation controller) e drive per motori intelligenti. Così come Ethernet ha fornito una comune interfaccia hardware per la connessione di tali disposiviti, l'ambiente di sviluppo grafico LabVIEW di National Instruments ha fornito una comune interfaccia software per programmarli.
In aggiunta alla sempre crescente lista di dispositivi industriali embedded da programmare con LabVIEW, National Instruments presenta la prima famiglia di Smart Camera. Queste smart camera sono perfettamente adatte per applicazioni di visione industriale quali ispezioni di imballaggi, verifiche di assemblaggio e letture di codici 1D e 2D. Le Smart Camera di National Instruments impiegano lo stesso driver NI-IMAQ e il software Vision Development Module utilizzati con i sistemi basati su PC, semplificando il passaggio dalle fasi di progettazione alla distrubuzione finale.
NI Smart Camera
Una tipica telecamera industriale acquisisce e trasmette immagini attraverso un bus standard come Camera Link o IEEE 1394 ad un PC host o ad un sistema che elabora le immagini per estrarre informazioni rilevanti. Le Smart Camera di National Instruments semplificano questo processo analizzando le immagini direttamente a bordo della telecamera, grazie ad un processore PowerPC che esegue LabVIEW Real-Time e l’intera suite di algoritmi di visione di National Instruments. Il primo modello della famiglia, la Smart Camera 1722 è dotata di un PowerPC a 400 MHz, mentre la seconda telecamera, la Smart Camera 1742, dispone di un PowerPC a 533 MHz. Il sensore ottico all'interno delle due smart camera è un CCD (charge-coupled device) di alta qualità, in grado di acquisire immagini monocromatiche a risoluzione VGA (640 x 480) alla velocità di 60 fotogrammi al secondo. Il sensore CCD produce immagini nitide, migliorando l’accuratezza di algoritmi tipo quelli di identificazione dei bordi e di pattern-matching. La combinazione del processore PowerPC con il sensore ottico CCD, entrambi controllati da LabVIEW, fornisce un sistema di visione integrato, facilmente distribuibile, in grado di trasmettere direttamente i risultati delle ispezioni al posto di immagini grezze.
Per comunicare i risultati ad altri dispositivi industriali, le Smart Camera di National Instruments dispongono di I/O digitale integrato e sono compatibili con protocolli industriali basati sia su seriale sia su Ethernet, come il Modbus TCP. Le linee digitali di I/O presenti sulle Smart Camera di National Instruments sono optoisolate, per consentire la connettività diretta con dispositivi industriali quali trigger e attuatori. Per agevolare la comunicazione basata su Ethernet, le Smart Camera dispongono di due porte gigabit Ethernet. È possibile collegare una porta a una rete industriale per effettuare il report dei risultati delle ispezioni e mettere l'altra porta in comunicazione con dei dispositivi PAC, quali CompactRIO o Compact FieldPoint, per espandere gli I/O a disposizione, o con dei dispositivi industriali tipo PLC (programmable logic controller) o interfacce uomo macchina (HMI).
Ulteriori vantaggi della Smart Camera 1742 di National Instruments
Oltre ad un processore più potente, la Smart Camera 1742 include il supporto per encoder in quadratura ed un controller strobo e un drive integrati per illuminare i LED. Grazie al supporto per encoder in quadratura, la Smart Camera 1742 è in grado di sincronizzare le ispezioni con sistemi drive lineari e rotanti. Questa caratteristica semplifica la temporizzazione in applicazioni complesse dove la consistenza rappresenta un fattore critico per il successo del sistema.
Per illuminare direttamente gli oggetti sotto la camera, la Smart Camera 1742 dispone inoltre di tecnologia NI direct drive lighting. Nella maggior parte dei sistemi di visione, l’illuminazione tipicamente è comandata
da un controller LED strobo esterno. In questo scenario, i segnali di trigger vengono inviati al controller per comunicare alla testa di illuminazione quando e come accendersi. I controller strobo possono essere dei componenti aggiuntivi costosi per le applicazioni di visione industriale. Per abbassare i costi e semplificare le connessioni, la Smart Camera 1742 ha un controller di illuminazione integrato che permette di comandare le luci direttamente dalla camera stessa. Il controller integrato è in grado di erogare sia una corrente DC costante di 500 mA sia una corrente strobo fino ad 1 A. La luce strobo permette di aumentare l’intensità fino a quattro volte senza danneggiare la testa di illuminazione.
Scalabilità impareggiabile
Tutte le Smart Camera di National Instruments includono il software Vision Builder for Automated Inspection (AI). Vision Builder AI è un ambiente di sviluppo configurabile per applicazioni di visione, utilizzato per realizzare e distribuire applicazioni di visione industriale complete in modo semplice e rapido. Le applicazioni Vision Builder AI si basano su un modello a diagrammi di stato di facile utilizzo. Questo modello permette di configurare ispezioni sofisticate che includono funzionalità di looping e branching senza bisongo di programmazione. Vision Builder AI include, inoltre, tutte le funzionalità necessarie per sviluppare sistemi di visione industriale completi: triggering avanzato, acquisizione dati da dispositivi, comunicazione con HMI e PLC, e controllo di linee digitali di I/O.
Per applicazioni più avanzate, le Smart Camera di National Instruments possono essere utilizzate come target LabVIEW Real-Time, per portare anche su questa nuova piattaforma la potenza degli algoritmi di LabVIEW e del Vision Development Module. Sono compatibili con le telecamere anche altri moduli supportati da LabVIEW Real-Time, come il LabVIEW Control Design and Simulation Module.
La gamma di piattaforme hardware NI per la visione spazia da sistemi basati su PC a sistemi basati su PCI e PXI, fino a sistemi di visione compatti, che ora comprendono anche il sensore con le nuove NI Smart Camera. La gamma completa di prodotti è compatibile sia con LabVIEW sia con Vision Builder AI. Questo permette di progettare e prototipare i propri algoritmi di visione industriale utilizzando una telecamera commerciale connessa a un frame grabber NI e distribuire la stessa applicazione su una Smart Camera di National Instruments, apportando minimi cambiamenti al codice LabVIEW o alle ispezioni create con Vision Builder AI.
Il resto dell'immagine
I sistemi di visione normalmente coinvolgono altri I/O e consentono di gestire opportunamente i dati in rete, per scambiare dati con altri dispositivi industriali. Le Smart Camera sono progettate per garantire una stretta integrazione con i dispositivi PAC ed HMI di National Instruments. Questo semplifica l’espansione di applicazioni basate su piattaforme realizzate con dispositivi NI PAC, con l’aggiunta di tecnologie di visione. Infatti, un singolo progetto LabVIEW può contenere i VI di ispezione della Smart Camera insieme al codice per il controllo assi, l’acquisizione dati e l’interfaccia utente. Ogni aspetto riguardante lo scambio dei dati può essere gestito con le variabili condivise, semplificando il compito di trasferire i dati tra componenti diversi del sistema.
Per completare la gamma di prodotti Smart Camera, National Instruments offre una vasta selezione di accessori per la visione industriale, per realizzare sistemi in un semplice passo invece di costruire componenti personalizzati. National Instruments ora offre direttamente lenti, luci, supporti di montaggio, cavi e molti altri componenti. Questo semplifica la ricerca di tutti i componenti necessari in applicazioni di visione industriale.
Soluzioni All-in-One
Le Smart Camera di National Instruments forniscono soluzioni all-in-one per una molteplicità di applicazioni di visione industriale. Combinando un sensore ottico di qualità e un processore a 32-bit ad alte prestazioni, le Smart Camera di National Instruments rappresentano uno strumento potente e innovativo per la realizzazione di soluzioni complete di visione industriale. Grazie alla potenza delle variabili condivise su Ethernet, l'integrazione della visione industriale in sistemi nuovi o già esistenti non è mai stata così facile.
La combinazione del processore PowerPC con il sensore ottico CCD, entrambi gestiti da LabVIEW, realizza un sistema di visione all-in-one, facilmente distribuibile, in grado di trasmettere i risultati delle ispezione invece di immagini grezze.
Marco QUAGLIA
System Engineer Vision and Motion
NATIONAL INSTRUMENTS Italy
Visita un qualsiasi centro di produzione moderno e scoprirai una realtà ormai diffusa: i dispositivi embedded programmabili sono divenuti piattaforme largamente utilizzate per svariati tipi di misure.
Questi dispositivi embedded programmabili sono disponibili in varie tipologie quali data logger embedded, sistemi SCADA, PAC (programmable automation controller) e drive per motori intelligenti. Così come Ethernet ha fornito una comune interfaccia hardware per la connessione di tali disposiviti, l'ambiente di sviluppo grafico LabVIEW di National Instruments ha fornito una comune interfaccia software per programmarli.
In aggiunta alla sempre crescente lista di dispositivi industriali embedded da programmare con LabVIEW, National Instruments presenta la prima famiglia di Smart Camera. Queste smart camera sono perfettamente adatte per applicazioni di visione industriale quali ispezioni di imballaggi, verifiche di assemblaggio e letture di codici 1D e 2D. Le Smart Camera di National Instruments impiegano lo stesso driver NI-IMAQ e il software Vision Development Module utilizzati con i sistemi basati su PC, semplificando il passaggio dalle fasi di progettazione alla distrubuzione finale.
NI Smart Camera
Una tipica telecamera industriale acquisisce e trasmette immagini attraverso un bus standard come Camera Link o IEEE 1394 ad un PC host o ad un sistema che elabora le immagini per estrarre informazioni rilevanti. Le Smart Camera di National Instruments semplificano questo processo analizzando le immagini direttamente a bordo della telecamera, grazie ad un processore PowerPC che esegue LabVIEW Real-Time e l’intera suite di algoritmi di visione di National Instruments. Il primo modello della famiglia, la Smart Camera 1722 è dotata di un PowerPC a 400 MHz, mentre la seconda telecamera, la Smart Camera 1742, dispone di un PowerPC a 533 MHz. Il sensore ottico all'interno delle due smart camera è un CCD (charge-coupled device) di alta qualità, in grado di acquisire immagini monocromatiche a risoluzione VGA (640 x 480) alla velocità di 60 fotogrammi al secondo. Il sensore CCD produce immagini nitide, migliorando l’accuratezza di algoritmi tipo quelli di identificazione dei bordi e di pattern-matching. La combinazione del processore PowerPC con il sensore ottico CCD, entrambi controllati da LabVIEW, fornisce un sistema di visione integrato, facilmente distribuibile, in grado di trasmettere direttamente i risultati delle ispezioni al posto di immagini grezze.
Per comunicare i risultati ad altri dispositivi industriali, le Smart Camera di National Instruments dispongono di I/O digitale integrato e sono compatibili con protocolli industriali basati sia su seriale sia su Ethernet, come il Modbus TCP. Le linee digitali di I/O presenti sulle Smart Camera di National Instruments sono optoisolate, per consentire la connettività diretta con dispositivi industriali quali trigger e attuatori. Per agevolare la comunicazione basata su Ethernet, le Smart Camera dispongono di due porte gigabit Ethernet. È possibile collegare una porta a una rete industriale per effettuare il report dei risultati delle ispezioni e mettere l'altra porta in comunicazione con dei dispositivi PAC, quali CompactRIO o Compact FieldPoint, per espandere gli I/O a disposizione, o con dei dispositivi industriali tipo PLC (programmable logic controller) o interfacce uomo macchina (HMI).
Ulteriori vantaggi della Smart Camera 1742 di National Instruments
Oltre ad un processore più potente, la Smart Camera 1742 include il supporto per encoder in quadratura ed un controller strobo e un drive integrati per illuminare i LED. Grazie al supporto per encoder in quadratura, la Smart Camera 1742 è in grado di sincronizzare le ispezioni con sistemi drive lineari e rotanti. Questa caratteristica semplifica la temporizzazione in applicazioni complesse dove la consistenza rappresenta un fattore critico per il successo del sistema.
Per illuminare direttamente gli oggetti sotto la camera, la Smart Camera 1742 dispone inoltre di tecnologia NI direct drive lighting. Nella maggior parte dei sistemi di visione, l’illuminazione tipicamente è comandata
da un controller LED strobo esterno. In questo scenario, i segnali di trigger vengono inviati al controller per comunicare alla testa di illuminazione quando e come accendersi. I controller strobo possono essere dei componenti aggiuntivi costosi per le applicazioni di visione industriale. Per abbassare i costi e semplificare le connessioni, la Smart Camera 1742 ha un controller di illuminazione integrato che permette di comandare le luci direttamente dalla camera stessa. Il controller integrato è in grado di erogare sia una corrente DC costante di 500 mA sia una corrente strobo fino ad 1 A. La luce strobo permette di aumentare l’intensità fino a quattro volte senza danneggiare la testa di illuminazione.
Scalabilità impareggiabile
Tutte le Smart Camera di National Instruments includono il software Vision Builder for Automated Inspection (AI). Vision Builder AI è un ambiente di sviluppo configurabile per applicazioni di visione, utilizzato per realizzare e distribuire applicazioni di visione industriale complete in modo semplice e rapido. Le applicazioni Vision Builder AI si basano su un modello a diagrammi di stato di facile utilizzo. Questo modello permette di configurare ispezioni sofisticate che includono funzionalità di looping e branching senza bisongo di programmazione. Vision Builder AI include, inoltre, tutte le funzionalità necessarie per sviluppare sistemi di visione industriale completi: triggering avanzato, acquisizione dati da dispositivi, comunicazione con HMI e PLC, e controllo di linee digitali di I/O.
Per applicazioni più avanzate, le Smart Camera di National Instruments possono essere utilizzate come target LabVIEW Real-Time, per portare anche su questa nuova piattaforma la potenza degli algoritmi di LabVIEW e del Vision Development Module. Sono compatibili con le telecamere anche altri moduli supportati da LabVIEW Real-Time, come il LabVIEW Control Design and Simulation Module.
La gamma di piattaforme hardware NI per la visione spazia da sistemi basati su PC a sistemi basati su PCI e PXI, fino a sistemi di visione compatti, che ora comprendono anche il sensore con le nuove NI Smart Camera. La gamma completa di prodotti è compatibile sia con LabVIEW sia con Vision Builder AI. Questo permette di progettare e prototipare i propri algoritmi di visione industriale utilizzando una telecamera commerciale connessa a un frame grabber NI e distribuire la stessa applicazione su una Smart Camera di National Instruments, apportando minimi cambiamenti al codice LabVIEW o alle ispezioni create con Vision Builder AI.
Il resto dell'immagine
I sistemi di visione normalmente coinvolgono altri I/O e consentono di gestire opportunamente i dati in rete, per scambiare dati con altri dispositivi industriali. Le Smart Camera sono progettate per garantire una stretta integrazione con i dispositivi PAC ed HMI di National Instruments. Questo semplifica l’espansione di applicazioni basate su piattaforme realizzate con dispositivi NI PAC, con l’aggiunta di tecnologie di visione. Infatti, un singolo progetto LabVIEW può contenere i VI di ispezione della Smart Camera insieme al codice per il controllo assi, l’acquisizione dati e l’interfaccia utente. Ogni aspetto riguardante lo scambio dei dati può essere gestito con le variabili condivise, semplificando il compito di trasferire i dati tra componenti diversi del sistema.
Per completare la gamma di prodotti Smart Camera, National Instruments offre una vasta selezione di accessori per la visione industriale, per realizzare sistemi in un semplice passo invece di costruire componenti personalizzati. National Instruments ora offre direttamente lenti, luci, supporti di montaggio, cavi e molti altri componenti. Questo semplifica la ricerca di tutti i componenti necessari in applicazioni di visione industriale.
Soluzioni All-in-One
Le Smart Camera di National Instruments forniscono soluzioni all-in-one per una molteplicità di applicazioni di visione industriale. Combinando un sensore ottico di qualità e un processore a 32-bit ad alte prestazioni, le Smart Camera di National Instruments rappresentano uno strumento potente e innovativo per la realizzazione di soluzioni complete di visione industriale. Grazie alla potenza delle variabili condivise su Ethernet, l'integrazione della visione industriale in sistemi nuovi o già esistenti non è mai stata così facile.
La combinazione del processore PowerPC con il sensore ottico CCD, entrambi gestiti da LabVIEW, realizza un sistema di visione all-in-one, facilmente distribuibile, in grado di trasmettere i risultati delle ispezione invece di immagini grezze.
Marco QUAGLIA
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NATIONAL INSTRUMENTS Italy
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