Sistem penghitung komponen pada pengumpan getar dengan kamera (Machine Vision Counter) untuk pelanggan di bidang mesin industri

Latar belakang permasalahan

Tantangan dalam kasus ini adalah menghitung benda kerja pada mesin pengumpan rel getar agar tepat sesuai jumlah yang ditetapkan, lalu membuat mesin berhenti mengumpan saat jumlah terpenuhi. Pelanggan berada di sektor mesin industri. Terdapat 5 jenis benda kerja di rel, dan semuanya bergerak bersamaan dalam beberapa jalur.

Kriteria pengujian program menetapkan bahwa hitungan harus “tidak kurang, tidak lebih” untuk semua jenis benda kerja. Jika hitungan kurang atau lebih, pekerjaan pembagian benda kerja berdasarkan jumlah harus dihitung ulang atau diperbaiki belakangan.

Persyaratan dan batasan

Sistem harus bekerja pada mesin pelanggan dan harus dapat digunakan dari depan mesin tanpa perlu mengubah program. Persyaratan dan batasan utamanya adalah sebagai berikut.

• Menghitung 5 jenis benda kerja, yaitu bentuk bulat pipih berbagai ukuran, jenis berlubang di tengah, dan jenis sumbat.
• Benda kerja bergerak bersamaan dalam beberapa jalur, sehingga penghitungan harus dipisahkan menurut jalur rel.
• Pengguna di depan mesin harus dapat memilih tipe benda kerja, menetapkan jumlah hitungan (Set Count), dan menambahkan tipe baru sendiri.
• Sistem harus terhubung dengan mesin melalui sinyal 1 kanal Input dan 2 kanal Output.
• Set perangkat harus menggunakan sistem daya 24V yang disambungkan ke sistem daya utama mesin.

Bagaimana sistem menghitung benda kerja berbagai tipe dalam beberapa jalur dengan kamera?

Sistem menghitung benda kerja berbagai tipe dalam beberapa jalur dengan membagi pekerjaan menjadi 2 bagian. Model deteksi tiap tipe bertugas menemukan benda kerja dalam gambar, sedangkan penghitungan menggunakan garis hitung (Line Counter) pada gambar yang dibagi menjadi jalur-jalur sesuai rel. Saat benda kerja melewati garis, program menambah hitungan satu buah.

Kami memilih pendekatan ini karena benda kerjanya beragam dan tipenya harus dapat diganti di depan mesin. Dengan model tersendiri untuk setiap tipe, pengguna dapat menambahkan tipe baru dari layar, sementara penghitungan dan pengiriman sinyal tetap mengikuti garis hitung dan jumlah yang ditetapkan pengguna. Dengan demikian, pengguna dapat memeriksa aturan yang dipakai sistem untuk menghitung.

1. 1

   Menambahkan tipe benda kerja dan melatih model

   Di halaman Training, pengguna mengatur jumlah gambar dan interval waktu agar kamera mengambil gambar contoh (Snapshot), lalu melatih model deteksi dari gambar benda kerja dan gambar latar belakang rel tanpa benda kerja. Buku panduan menyarankan minimal 200 gambar benda kerja per tipe. Setelah itu, hasilnya disimpan sebagai tipe baru beserta gambar contoh di halaman Add Product.

2. 2

   Mengatur area gambar dan garis hitung agar sesuai dengan rel

   Penyetel sistem menentukan bagian gambar yang digunakan untuk menghitung, membagi gambar menjadi jalur-jalur yang sesuai dengan jalur rel getar, dan menempatkan garis hitung (Line Counter) pada gambar.

3. 3

   Memilih tipe dan menetapkan jumlah hitungan

   Pengguna memilih tipe benda kerja dari daftar, memasukkan jumlah yang diinginkan (Set Count), lalu menekan Process. Layar menampilkan 2 kolom penghitung dan total, serta menyediakan tombol Stop dan Reset untuk digunakan selama penghitungan.

4. 4

   Mengirim sinyal agar mesin berhenti mengumpan

   Saat hitungan hampir terpenuhi, sistem mengirim Output kanal pertama agar mesin menghentikan rel utama. Saat hitungan terpenuhi, sistem mengirim Output kanal kedua agar mesin menghentikan rel pengisi. Lampu Tower Light menyala hijau selama sekitar 4 detik, lalu program memulai putaran hitungan baru.

Tombol Reset pada mesin disambungkan sebagai 1 kanal Input, sehingga pengguna dapat mereset penghitung dari depan mesin. Penggunalah yang menetapkan jumlah hitungan dan menekan reset sendiri. Sistem menghitung dan mengirim sinyal sesuai nilai yang ditetapkan pengguna.

Hasil serah terima

Kami menyerahkan program Vision Counting beserta set perangkat yang dipasang pada mesin pelanggan dan dokumen untuk pengguna. Daftar yang diserahkan adalah sebagai berikut.

• Program Vision Counting: halaman penghitungan benda kerja; halaman penambahan, pengeditan, dan penghapusan tipe benda kerja; serta halaman Training untuk mengambil gambar contoh dan melatih model.
• Perangkat keras: kamera Global Shutter, lensa, 5 set lampu penerangan, unit pemrosesan (Processing Unit), layar, dan router.
• Pemasangan: kamera pada tiang di atas rel getar, penyesuaian posisi kamera, dan penyambungan sistem daya 24V dengan sistem daya utama mesin.
• Penyambungan dengan mesin: 1 kanal Input dari tombol Reset dan 2 kanal Output untuk menghentikan rel pengumpan, beserta lampu Tower Light.
• Dokumen: buku panduan penggunaan dan daftar periksa pekerjaan (Check List) berisi 8 item, yang mencakup penyalaan dan pematian mesin, program, dan kamera; penghitungan benda kerja contoh; serta sinyal Input/Output.

Tahapan pelaksanaan

Pekerjaan ini berlangsung dari tahun 2016 hingga tahun 2017, dimulai dari pengembangan dan pengujian program, pemasangan uji pada mesin yang sebenarnya, kemudian pengiriman set perangkat dan penyesuaian sistem dengan mesin. Urutan pekerjaannya adalah sebagai berikut.

1. September–November 2016: pengembangan program Vision Counting, penyusunan buku panduan penggunaan, dan pengujian penghitungan dengan 5 jenis benda kerja.
2. Desember 2016: pemasangan uji sistem pada mesin.
3. Januari 2017: pengiriman set perangkat, penyesuaian jalur dalam gambar agar sesuai dengan rel, dan penentuan cara kerja sinyal Input/Output dengan mesin.
4. Mei 2017: penyambungan sistem daya 24V dengan sistem daya utama mesin, penyusunan daftar periksa pekerjaan berisi 8 item, dan penutupan pekerjaan tahap akhir.

Hasil yang dapat dikonfirmasi dari pemasangan dan penutupan pekerjaan

Kami memasang dan menguji Machine Vision Counter pada mesin yang sebenarnya, mengirimkan set perangkat pada Januari 2017, dan menutup pekerjaan tahap akhir pada Mei 2017. Pengguna di depan mesin dapat memilih tipe benda kerja, menetapkan jumlah hitungan, dan menambahkan tipe baru sendiri.

Halaman ini tidak menampilkan angka akurasi karena tidak ada pengukuran berupa angka yang tercatat. Yang diserahkan adalah set perangkat, buku panduan penggunaan, dan daftar periksa pekerjaan (Check List) berisi 8 item untuk memeriksa sistem.

Pelajaran yang kita dapatkan

Pekerjaan ini memberikan prinsip-prinsip berikut untuk pekerjaan penghitungan benda kerja dengan kamera pada mesin.

• Benda kerja harus berada di dalam jalur terlebih dahulu agar kamera dapat menghitung dengan tepat. Selama pengujian di lokasi, benda kerja yang keluar dari jalur tidak terhitung. Karena itu, penataan rel pembatas pada mesin dan pembagian jalur dalam gambar harus dirancang bersama pembuat mesin.
• Posisi kamera dan pencahayaan harus ditetapkan pada mesin yang sebenarnya. Dalam pekerjaan ini, kunjungan ke lokasi perlu dilakukan beberapa kali sebelum posisi pemasangan kamera ditetapkan. Karena itu, rencana kerja sebaiknya menyediakan waktu untuk penyesuaian di lokasi dan menetapkan daftar periksa pekerjaan bersama pelanggan sebelum pengujian dimulai.
• Pisahkan tugas model dari aturan penghitungan. Model menemukan benda kerja dalam gambar, sedangkan garis hitung, jumlah yang ditetapkan, dan sinyal Input/Output adalah aturan yang dapat diperiksa. Dengan begitu, pengguna mengetahui penyebab mesin berhenti dan dapat mereset dari depan mesin.

Bagaimana menerapkan pendekatan ini pada mesin Anda?

Jika mesin Anda mengumpankan benda kerja dalam jalur-jalur dan harus berhenti saat jumlah terpenuhi, Anda dapat menggunakan pendekatan yang sama dengan kasus ini, yaitu menemukan benda kerja dengan model, menghitung dengan garis hitung pada gambar yang dibagi menjadi jalur-jalur, lalu mengirim sinyal ke mesin. Bagian yang perlu disesuaikan adalah pencahayaan, posisi kamera, dan sinyal mesin Anda.

• Siapkan contoh benda kerja semua tipe dalam jumlah yang cukup untuk pengambilan gambar pelatihan model, termasuk rel tanpa benda kerja untuk gambar latar belakang.
• Periksa apakah rel pembatas pada mesin dapat menjaga benda kerja tetap berada di dalam jalur.
• Sepakati sinyal Input/Output dan sistem daya mesin dengan pembuat mesin sejak awal.