Wizyjna kontrola jakości – jak działa i gdzie daje największe korzyści

Wizyjna kontrola jakości to jedna z najskuteczniejszych metod automatycznej inspekcji produktów na liniach produkcyjnych. Wykorzystuje systemy kamer, odpowiednio dobrane oświetlenie oraz algorytmy analizy obrazu do wykrywania wad w czasie rzeczywistym. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie 100% kontroli produkcji bez spowalniania procesu i bez udziału operatora.

W praktyce wizyjna kontrola jakości stanowi kluczowy element nowoczesnej automatyzacji kontroli jakości, umożliwiając eliminację błędów ludzkich, poprawę powtarzalności oraz szybkie reagowanie na niezgodności.

W tym artykule wyjaśniamy, jak działa system wizyjny, jakie problemy rozwiązuje oraz jak wygląda wdrożenie wizyjnej kontroli jakości krok po kroku.

Wizyjna kontrola jakości to metoda inspekcji produktu oparta o analizę obrazu z kamer przemysłowych. System wizyjny porównuje obraz detalu z wcześniej zdefiniowanymi kryteriami jakości i w ułamkach sekundy podejmuje decyzję, czy produkt jest zgodny (OK), czy wadliwy (NOK).

Typowy system wizyjny składa się z:

• kamery (2D lub 3D),

• obiektywu,

• dedykowanego oświetlenia,

• oprogramowania analizującego obraz,

• interfejsu komunikacyjnego z automatyką linii.

Dzięki temu kontrola odbywa się w sposób powtarzalny i niezależny od czynników ludzkich.

Zakres kontroli wizyjnej zależy od produktu i procesu, ale najczęściej obejmuje:

• wady powierzchni (rysy, pęknięcia, ubytki, zanieczyszczenia),

• błędy nadruku i etykiet (czytelność, pozycja, kompletność),

• obecność lub brak elementów,

• poprawność ułożenia i orientacji detalu,

• błędy montażowe (krzywe osadzenie, nieprawidłowa pozycja),

• pomiar wymiarów w 2D lub 3D,

• kontrolę poziomu napełnienia, zamknięcia lub plomb.

Kluczowe jest precyzyjne zdefiniowanie kryteriów OK/NOK, tak aby system był odporny na naturalne wahania procesu, a jednocześnie skutecznie eliminował realne wady.

Wizyjna kontrola jakości sprawdza się szczególnie tam, gdzie wymagana jest wysoka powtarzalność, duża prędkość linii lub pełna kontrola każdej wyprodukowanej sztuki. System może pracować w trybie ciągłym, synchronizując się z ruchem linii, transporterem lub robotem.

Dzięki integracji z automatyką produkcji system wizyjny staje się naturalnym elementem całego procesu, a nie osobnym, ręcznym etapem kontroli.

Kamery 2D są najczęściej stosowanym rozwiązaniem w kontroli wizyjnej. Sprawdzają się w aplikacjach takich jak:

• kontrola koloru i nadruku,
• wykrywanie braków elementów,
• weryfikacja kształtu i obrysu w jednej płaszczyźnie,
• inspekcja przy bardzo dużych prędkościach linii.
•  

Systemy wizyjne 3D znajdują zastosowanie tam, gdzie istotna jest geometria przestrzenna:

• pomiar wysokości i objętości,

• wykrywanie deformacji,

• kontrola położenia w osi Z,

• aplikacje, w których 2D jest niewystarczające ze względu na cień lub refleksy.

W wielu przypadkach kluczowe znaczenie ma nie sama kamera, lecz właściwie dobrane oświetlenie.

Oświetlenie jest jednym z najważniejszych elementów skutecznej wizyjnej kontroli jakości. To ono decyduje o powtarzalności obrazu i odporności systemu na zmiany otoczenia.

Najczęściej stosowane rozwiązania to:

• oświetlenie pierścieniowe – do kontroli detali o złożonym kształcie,

• oświetlenie liniowe – do podkreślania krawędzi i nierówności,

• podświetlenie (backlight) – do kontroli obrysu i wymiarów,

• oświetlenie rozproszone – do elementów błyszczących i refleksyjnych.

Dobór oświetlenia zawsze powinien być poprzedzony testami na rzeczywistych próbkach produktu.

Największą wartość biznesową daje połączenie wizyjnej kontroli jakości z automatycznym odrzutem produktów niezgodnych. System wizyjny może sterować:

• odrzutnikiem pneumatycznym,

• bramką selekcyjną,

• sorterem,

• robotem odkładającym detale do strefy NOK.

Takie rozwiązanie pozwala eliminować wadliwe produkty bez zatrzymywania linii i bez ingerencji operatora, stanowiąc integralny element automatyzacji kontroli jakości.

System wizyjny komunikuje się z PLC linii produkcyjnej poprzez sygnały cyfrowe lub komunikację sieciową. Obejmuje to m.in.:

• wyzwalanie zdjęcia (trigger),

• synchronizację z enkoderem,

• sygnał OK/NOK,

• zliczanie sztuk i raportowanie.

W przypadku aplikacji zrobotyzowanych system wizyjny może przekazywać dane o położeniu detalu, umożliwiając jego precyzyjne pobranie, sortowanie lub odkładanie.

Takie rozwiązania są często elementem szerszych projektów robotyzacji produkcji.

Kontrola kształtu i koloru tabletek, poziomu napełnienia syropów, poprawności zamknięcia opakowań oraz identyfikowalność procesu.

Weryfikacja kształtu, koloru i powierzchni produktów, wykrywanie zanieczyszczeń oraz automatyczna segregacja przy wysokich prędkościach linii.

Kontrola poprawności montażu, obecności komponentów oraz wad powierzchniowych w produkcji seryjnej.

1. Analiza produktu i kryteriów jakości (OK/NOK)

2. Testy na próbkach i dobór kamery oraz oświetlenia

3. Projekt stanowiska i elementów mechanicznych

4. Integracja z PLC, robotem lub transportem

5. Kalibracja i próby produkcyjne

6. Dokumentacja, szkolenie i uruchomienie produkcyjne

Takie podejście zapewnia stabilność działania systemu od pierwszego dnia pracy.

Jeśli planujesz wdrożenie systemu wizyjnego lub chcesz zautomatyzować kontrolę jakości na swojej linii produkcyjnej, sprawdź nasze rozwiązania z zakresu systemów wizyjnych i automatyzacji kontroli jakości i skontaktuj się z nami, aby omówić szczegóły projektu.