SensorApp Intelligent Inspection, InspectorP61x e Ruler3000: le novità di Sick per i sistemi di visione

Una soluzione di visione artificiale basata su Deep Learning, un nuovo sensore di visione 2D e una camera 3D ad alta risoluzione: sono queste le novità che Sick presenta sul mercato.

L’azienda, specializzata in produzione di sensori, fotocellule e prodotti dedicati all’automazione industriale e di processo, ha presentato SensorApp Intelligent Inspection – una soluzione di visione artificiale basata su Deep Learning per l’intera famiglia di camere 2D InspectorP6xx – e due nuove camere: InspectorP61x, per l’analisi delle immagini in formato mini e Ruler3020, per immagini ad alta risoluzione per applicazioni ad altissima velocità.

L’Intelligent Inspection di Sick rende il Deep Learning accessibile

La SensorApp Intelligent Inspection di Sick, basata su Deep Learning, può essere eseguita direttamente a bordo di tutte le camere 2D della famiglia InspectorP6xx, come semplice espansione della SensorApp Quality Inspection, preinstallata di default.

Combinando gli strumenti classici di analisi dell’immagine basati su regole con la nuova potente funzionalità di classificazione basata su Deep Learning, agli utilizzatori di Intelligent Inspection si aprono nuove possibilità di automatizzare operazioni di ispezione complesse, che finora non erano possibili.

Applicazioni di visione che sfruttano l’Intelligenza Artificiale possono ora essere predisposte facilmente ed eseguite sull’intera gamma dei sensori di visione InspectorP6xx di Sick. Il nuovo, ultracompatto InspectorP61x è attualmente il più piccolo sensore di visione in cui gli algoritmi di Deep Learning eseguono direttamente a bordo del dispositivo, ma le possibilità di un’ispezione intelligente si estendono a tutta la famiglia, fino al robusto InspectorP65x, che garantisce risoluzione particolarmente elevata e campi inquadrati più ampi.

Applicazioni, per le quali finora era molto difficile ottenere controlli qualità robusti e ripetibili, possono ora essere risolte grazie alla Intelligent Inspection SensorApp in modo semplice e con elevata affidabilità. In tal modo anche operazioni di analisi di oggetti che presentano caratteristiche variabili risultano semplici e accessibili.

Tra queste vi sono, per esempio, applicazioni complesse come la verifica dell’orientamento di assi di legno mediante il rilevamento della struttura ad anello annuale, l’ispezione di superfici altamente riflettenti, che cambiano aspetto a seconda dell’incidenza della luce, la classificazione di oggetti con caratteristiche intrinsecamente variabili, come gli alimenti o le saldature.

“Estendendo la Intelligent Inspection SensorApp a tutte le telecamere InspectorP6xx di Sick, gli utenti possono selezionare il sensore di visione con le caratteristiche più adatte, in termini di dimensione, risoluzione, ottiche ed illuminazione, per acquisire un’immagine ottimale e poi implementare facilmente ispezioni di visione complesse grazie all’Intelligenza Artificiale. Gli utenti vengono guidati attraverso un processo intuitivo che, nel cloud, insegna al sistema attraverso immagini di esempio come distinguere fra oggetti conformi e non conformi, istruendo le reti neurali di Sick specificamente ottimizzate”, spiega Fredrik Nilsson, responsabile della Business Unit Machine Vision di Sick.

Con lo strumento “Image collection” della Intelligent Inspection, gli utenti possono raccogliere immagini esemplificative del prodotto nelle condizioni di produzione reali. Le caricano poi facilmente in dStudio, il servizio digitale di Sick basato su cloud, che permette di eseguire il training della rete neurale.

Con un processo graduale, grazie a questo strumento, la rete neurale viene istruita affinché sia in grado di soddisfare i requisiti necessari all’ispezione. All’occorrenza è possibile aggiungere ulteriori immagini, per perfezionare ulteriormente il training.

Non appena l’utente è soddisfatto del risultato, può scaricare la rete neurale istruita dal cloud e caricarla sulla camera InspectorP6xx di Sick, dove potrà prendere autonomamente decisioni, senza che occorra un ulteriore collegamento al cloud.

L’inferenza delle immagini viene svolta direttamente nel dispositivo, non occorre quindi nessun PC supplementare. Inoltre, poiché il training della rete neurale avviene nel cloud, non occorre nemmeno alcun hardware o software aggiuntivo, dedicato a questa operazione. Questo consente di risparmiare tempo e costi durante l’implementazione.

Gli utenti possono autonomamente istruire una rete neurale sulla base di esempi reali e poi testarne l’idoneità per la propria applicazione, prima di acquistare anche la licenza necessaria all’utilizzo della rete in campo. Inoltre, possono anche utilizzare strumenti convenzionali di elaborazione dell’immagine basati su regole, insieme al Deep Learning, per risolvere le applicazioni.

Infine, grazie al meccanismo semplificato di creazione dei plug-in disponibile per le SensorApp Sick Nova, gli sviluppatori che lavorano in Sick AppSpace possono eventualmente aggiungere dei nuovi strumenti custom, risparmiando tempo ed energia per la codifica.

InspectorP61x: massime prestazioni per l’analisi dell’immagine in formato mini

Tra le novità di Sick anche InspectorP61x, una camera 2D all-in-one compatta, potente e subito pronta all’uso, che consente di risolvere in modo affidabile applicazioni di visione, anche in spazi molto ristretti o montata sul braccio di un robot.

Con InspectorP61x e la Quality Inspection SensorApp preinstallata, l’utente può predisporre in modo semplice e rapido ispezioni in linea, che includono controllo qualità, misura di particolari e localizzazione di pezzi, con l’elaborazione delle immagini eseguita direttamene sul dispositivo.

Questo nuovo sensore di visione 2D è così piccolo da poter essere montato in una macchina esattamente là dove è necessario. È ideale sia per ispezionare minuscoli dettagli, come per esempio, nel controllo qualità dei componenti
elettronici o dei cordoni di colla, che per l’ispezione di aree più grandi, che contengono caratteristiche complesse.

Il piccolo e leggero InspectorP61x può essere montato anche su robot, per eseguire ad esempio, controlli qualità in tempo reale o fornire le coordinate per il posizionamento preciso di oggetti piccoli come viti e bulloni durante le operazioni di avvitamento automatizzato.

Dopo l’installazione meccanica dell’InspectorP61x, semplice e veloce grazie al meccanismo snap-in, l’utente può ottenere rapidamente immagini di ottima qualità, grazie all’ottica integrata e all’illuminazione LED regolabile. Per configurare l’ispezione desiderata è sufficiente connettere la camera ad un PC, per visualizzare l’interfaccia utente tramite un web browser e scegliere tra una vasta gamma di strumenti di elaborazione dell’immagine, che eseguono direttamente sulla telecamera e sono sufficienti per risolvere, in brevissimo tempo, la maggior parte delle applicazioni.

Inoltre, il sensore di visione 2D offre ulteriori possibilità di espansione e adattamento del pacchetto di tool disponibili, grazie alla possibilità di aggiungere nuovi tool come plug-in custom. Per ispezioni più impegnative, è anche possibile sfruttare algoritmi basati su Deep Learning, installando la nuova SensorApp Intelligent Inspection di Sick.

InspectorP61x è un versatile sensore di visione 2D in miniatura che misura solo 50 x 40,3 x 29,6 mm ed elabora immagini di alta qualità con una risoluzione fino a 1,2 Megapixel. È pensato per l’ispezione di oggetti di piccole e medie dimensioni, poiché può essere utilizzato anche con distanze di lavoro molto ridotte, fino a 50 mm, grazie all’illuminatore integrato, che permette di selezionare singolarmente i LED blu e ambra, permettendo di regolare con precisione luminosità, colore e forma dell’area d’ispezione illuminata.

In questo modo si ottiene un’illuminazione ottimale sia per distanze ridotte, con angoli di illuminazione larghi, sia per distanze maggiori, fino a 300 mm, qualora fosse necessario inquadrare un campo di vista più ampio. Questo concetto di illuminazione e la possibilità di scegliere fra varianti con ottica fissa da 6 mm o 12 mm riducono al minimo il tempo di messa a punto della telecamera in loco.

L’elaborazione dell’immagine avviene direttamente a bordo del sensore InspectorP61x. Gli ingressi e le uscite digitali ed i bus di campo integrati offrono svariate possibilità di comunicazione dei dati verso unità di controllo sovraordinate, nonché per la diagnostica remota e il monitoraggio di processo.

Per molte applicazioni, la versatilità viene garantita da una vasta gamma di interfacce di comunicazione come Ethernet TCP/IP, FTP, EtherNET/IP e Profinet. Come tutti i sensori di visione 2D della famiglia InspectorP6xx di Sick, anche InspectorP61x viene fornito con la Quality Inspection SensorApp preinstallata.

Immagini 3D ad alta risoluzione per applicazioni ad altissima velocità

Novità anche per la nuova generazione di camere streaming Ruler3000, progettate per offrire agli integratori la via più rapida per sfruttare appieno la velocità senza pari e la precisione di misura garantite dalla tecnologia di imaging 3D di Sick.

Ruler3000 integra all’interno di una custodia compatta il potente sensore già presente nelle camere Ranger3, con un laser di classe 2, ottiche preselezionate e geometrie predefinite, che rendono questo dispositivo più semplice e veloce da configurare e mettere in servizio, grazie alla calibrazione effettuata in fabbrica.

Inoltre, Ruler3000 è conforme agli standard industriali GenIcam e GigE Vision, che lo rendono direttamente integrabile con le più estese librerie di analisi delle immagini disponibili sul mercato, riducendo notevolmente il tempo di sviluppo e la complessità di integrazione necessaria a risolvere applicazioni sfidanti di ispezione, misura e guida robot in una pluralità di settori industriali.

“Dato che la geometria del sistema è definita e la calibrazione viene effettuata già in fabbrica, le camere streaming Ruler3000 possono essere integrate in brevissimo tempo con sistemi sovraordinati o centraline di robot. Inoltre, la possibilità di acquisire con un unico dispositivo accurate misure 3D, immagini di Reflectance (ottenute dall’intensità di picco della linea laser) e di Scatter, consente di analizzare contemporaneamente aspetti diversi ma spesso complementari dello stesso oggetto, per ottenere ispezioni più robuste e maggiore affidabilità di misura”, spiega Sofia Nilsson, 3D Streaming Cameras Product Manager di Sick.

Grazie al sensore Cmos di SICK ad alta sensibilità e all’innovativa tecnologia Rocc (Rapid On-Chip Calculation), le streaming camere streaming 3D Ruler3000 effettuano scansioni ad alta velocità, elaborando fino a 15,4 Gigapixel/s, e consentono di acquisire fino a 7000 profili 3D al secondo in tutto il sensore e fino a 46000 profili/s in una regione di interesse ridotta.

Le soluzioni di visione 3D di questa famiglia di prodotti si adattano a velocità di produzione e di processo elevate. Le camere sfruttano il principio di triangolazione laser e ricostruiscono la forma 3D di un oggetto basandosi sulle differenze di altezza, indipendentemente dal suo contrasto o colore.

L’elevata sensibilità alla luce del sensore consente l’ispezione precisa anche di materiali molto scuri o fortemente riflettenti. Grazie alla funzione HDR (High Dynamic Range) è possibile rilevare in un’unica scansione anche oggetti che assorbono la luce in modo molto diverso, come per esempio pneumatici, neri ed opachi, e cerchioni, che sono molto
riflettenti.

Una soluzione che pensata per i processi d’ispezione avanzata, oppure per operazioni di localizzazione molto precise, che possono essere implementate montando il sistema sopra ad un nastro trasportatore o sul braccio di un robot. Il Ruler 3000 si presta a svariate applicazioni nei settori dell’elettronica, automobilistico, dei beni di consumo, dell’industria alimentare e delle bevande e farmaceutica.

Grazie alla sua custodia compatta, con grado di protezione IP65 e IP67, il Ruler3000 può essere utilizzato anche in ambienti industriali difficili, senza dover costruire una ulteriore custodia costosa.

Anche la sua configurazione risulta semplice, grazie all’interfaccia Stream-Setup. Inoltre, la nuova GenIStream API di Sick facilita l’integrazione per sviluppatori C# e C++. La piena compatibilità con standard industriali come GigE Vision e GenICam consente il collegamento plug-andplay con software di fornitori terzi, come Halcon e LabView.

In alternativa, gli sviluppatori possono contare sulla AppSpace di Sick, con la sua vasta gamma di strumenti di elaborazione d’immagine ed esempi di applicazione.

Ruler 3020, la camera 3D per oggetti di medie dimensioni

L’azienda ha già presentato anche la prima variante della famiglia di camere 3D ad alta risoluzione Ruler3000: Ruler 3020. Questo modello inquadra un campo di altezza massima 125 mm e larghezza compresa fra 155 e 220 mm, all’interno del quale può acquisire immagini 3D con una risoluzione in Z compresa tra 8 µm e 15µm e una risoluzione in X compresa tra 63 µm e 88 µm.

Le dimensioni del campo inquadrato e la possibilità di acquisire immagini ad alta definizione a velocità elevate lo rendono particolarmente indicato a risolvere applicazioni quali, per esempio, ispezione di dispositivi elettronici, controllo qualità di pareti laterali di pneumatici o guida robot per l’applicazione precisa di cordoni di colla su superfici irregolari.

Sick ha in programma di portare sul mercato altri modelli con campi di vista diversi nel corso del 2021.

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Michelle Crisantemi

Giornalista bilingue laureata presso la Kingston University di Londra. Da sempre appassionata di politica internazionale, ho vissuto, lavorato e studiato in Spagna, Regno Unito e Belgio, dove ho avuto diverse esperienze nella gestione di redazioni multimediali e nella correzione di contenuti per il Web. Nel 2018 ho lavorato come addetta stampa presso il Parlamento europeo, occupandomi di diritti umani e affari esteri. Rientrata in Italia nel 2019, ora scrivo prevalentemente di tecnologia e innovazione.

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