Kappaleen tunnisteen luku konenäköä hyödyntäen

Abstract

Opinnäytetyö tehdään Tampereen ammattikorkeakoululle. Työn tavoitteena on tuottaa TAMK:n automaatiolaboratorioon koejärjestely, jossa IFM:n konenäkökameralla kuvataan ja luetaan kappaleisiin kiinnitettyjä tunnisteita. Tunnisteen luettuaan kamera välittää tulkitun tiedon Siemensin S7 1500-sarjan PLC:lle.

Työ alkaa konenäön perusteisiin perehtymällä. Siinä käydään läpi kuvausprosessiin vaikuttavia tekijöitä, sekä mihin kaikkeen konenäköä voidaan soveltaa. Myöhemmin käydään läpi koejärjestelyssä käytössä olevat laitteet sekä niiden ohjelmointiin tarkoitetut ohjelmistot, joista perehdytään tarkemmin IFM:n Vision Assistant-ohjelmaan. Työssä myös tutustaan lyhyesti TCP/IP tiedonsiirtoprotokollaan, joka valikoitui työssä käytettäväksi tiedonsiirtoprotokollaksi.

Työn käytännön osuuden suorittaminen edellytti tunnistekilpien ja oheiskappaleiden suunnittelua ja valmistusta. Suunnitteluohjelmistoksi valikoitui SolidWorks, ja tunnistekilvet valmistettiin printtaamalla koulun 3D-printtereillä.

Ohjelmointia käsittelevissä kappaleissa käydään läpi niin kameralle tehty IFM Vision Assistant-ohjelma, kuin PLC:lle tehty TIA Portal-ohjelmakin. Näistä käydään läpi tehtyjen ohjelmien perustoiminnallisuudet.

Opinnäytetyön lopputulos oli toimiva konenäköä ja PLC-ohjelmistoa hyödyntävä kokonaisuus. Järjestelmän keskiössä oli PLC-ohjattu kamera, joka kuvasi ja tulkitsi kappaleisiin kiinnitetyt tunnistekilpiä. Tulkinnan jälkeen kamera välitti tulkitun tunnistekilvan arvon takaisin PLC:lle. Kokonaisuutta voi hyödyntää jatkossa esimerkiksi PLC-ohjelmoinnin opiskelijaprojekteissa.

This thesis is conducted for Tampere University of Applied Sciences. The goal of this thesis is to produce a test setting for TAMK’s automation laboratory, in which IFM’s machine vision camera takes pictures of and reads identifier tags attached to objects. After reading the identifier tag, the camera transfers the information to the Siemens S7 1500 series PLC.

The thesis begins with an introduction to the basics of machine vision, for example what kind of factors affect the outcome of the image capturing process, and the potential applications for machine vision. The hardware and software used in the test are presented in the next chapters, with a closer look at the IFM Vision Assistant software. The thesis also contains a brief introduction of the TCP/IP communication protocol, which was selected as the communication protocol for this project.

The practical side of the project involved designing and manufacturing identification tags and peripheral objects. The tags and other objects were designed with SolidWorks 3D-modeling software and printed with school-owned 3D printers.

The programming section of the thesis covers the programming of the camera with IFM Vision Assistant and programming the PLC program with TIA Portal. It also explains the basic functionalities of both programs.

The result of the thesis was a functioning application that uses PLC controlled machine vision to read identifier tags attached to objects and then transfers the interpreted data back to the PLC program. The resulting application can be utilized in future student projects.