Ostatnio miałem przyjemność obcować z serią kamer Cognex DM.
W tym artykule skupimy się konkretnie na modelu DM260. Podam podstawowe informacje, podłączenie oraz konfigurację kamery w dedykowanym programie Cognex Dataman.
Zaczynajmy !
Budowa
| 1 | LEDy oświetlające | 8 | Wskaźnik dobrych/złych odczytów |
| 2 | LEDy naprowadzające | 9 | Wskaźnik sieci |
| 3 | Otwory montażowe | 10 | Wskaźnik błędu |
| 4 | Otwory montażowe | 11 | Przycisk strojenia kamery |
| 5 | Przycisk wyzwalający pomiar(trigger) | 12 | Gniazdo M12 (zasilanie, RS-232, WE/WY) |
| 6 | Wskaźnik napięcia zasilania | 13 | Gniazdo M12(Ethernet) |
| 7 | Status przetrenowania kamery |
Jak widać za zdjęciach powyżej, kamera posiada 2 gniazda M12 odpowiadające za zasilania oraz komunikację.
Dodatkowo na przednim panelu mamy 2 przyciski:
TUNE – służy do automatycznej kalibracji parametrów kamery.
TRIG – słuzy do wygenerowania pojedynczego pomiaru.
W praktyce raczej nie korzysta się z tych przycisków, a nawet je programowo blokuje – operatorzy lubią przetestować ich działanie.
Do kamery możemy dodatkowo podłączyć akcesoria takie jak:
- Zewnętrzne soczewki
- Oświetlacze różnej barwy światła
- Filtry
Wyjaśnienie tej kwestii nie leży w temacie tego artykułu. Dla Ciekawych świata podsyłam link do manuala, gdzie możemy sprawdzić wszystkie dostępne dodatki do kamery.
Sprawdźmy teraz, co siedzi w środku naszej kamery. Bierzemy śrubokręt krzyżowy i działamy!
Na początku odkręcamy przezroczystą obudowę ochronną.
Po odkręceniu widzimy Moduł Oświetlacza, składający się z czterech białych LEDów. Jak nazwa wskazuje, słuzy on do doświetlania obiektu w trakcie pomiaru. Moduł ten jest wpinany w kamerę do 6-pinowego gniazda w kamerze.
Po wypięciu Modułu Oświetlacza kolejnym elementem, który możemy zauważyć to Moduł Soczewki Płynnej.
Moduł ten jest wpięty w kamerę do 4-pinowego gniazda. Dzięki temu będziemy mogli ustawić „focus” kamery za pomocą dedykowanego oprogramowania. Inne wersje kamery posiadają focus manualny – ustawiany ręcznie, blokowany na śrubę.
Na samym końcu po wypięciu Modułu Soczewki Płynnej, naszym oczom ukaże się Soczewka Stała 6.2[mm].
Na końcu skręcamy wszystko do pozycji początkowej i bierzemy się za kolejny krok – połączenie z kamerą.
Podstawowe połączenie
Jak wspominałem wcześniej, kamera ma 2 wejścia M12.
M12, męskie, 12 pinów – Zasilanie + komunikacja RS-232 + WE/WY.
M12, żeńskie, 8 pinów – Komunikacja Ethernet.
Zasilanie:
Napięcie to standardowe 24 V DC.
Zgodnie z manualem, na pinie 6 powinna być podpięta masa. Do pinu 7 musimy doprowadzić 24VDC.
Pozostałe piny służą do obsługi wejść/wyjść cyfrowych oraz komunikacji RS-232. Nie będziemy z nich korzystać w tym artykule.
Komunikacja:
Połączenie między software a kamerą skonfigurujemy poprzez przewód ethernetowy M12- RJ45 wpięty do gniazda kamery.
Poniższy schemat pokazuje zarys zasilenia i komunikacji z kamerą:
Po podłączeniu obu przewodów, na kamerze powinny zapalić się 3 diody.
1 – Zasilanie.
2 – Status „Treningu” barcodów. Jako że kamera nie jest przetrenowana, dioda pali się na żółto.
3 – Status komunikacji. Żółta dioda oznacza połączenie.
Czas na konfigurację.
Na początku zacznijmy od zainstalowania ze strony Cognexa odpowiedniego software: Cognex DataMan.
Najnowsza wersja jest umieszczona pod tym linkiem. Sam używam wersji 6.1.1.
**WAŻNE**
Aby nie mieć problemów z połączeniem z kamerą, najprościj jeśli ustawimy nasz adres IP automatyczny.
Mając podłączoną wcześniej kamerę, otwieramy program. Jeśli wszystko zrobiliśmy poprawnie, program powinien wyszukać naszą kamerę. Zgodnie z manualem, nowa kamera powinna miec IP ustawione z zakresu 192.254.XXX.XXX. Tak też jest w tym przypadku.
Już tutaj możemy zobaczyć dane kamery takie jak: Model, Firmware, IP, typ połączenia czy adres MAC.
Klikamy dwukrotnie w pole zaznaczone na niebiesko. Zobaczymy okno główne dla naszej kamery.
Podstawowa konfiguracja kamery polega na przejściu przez kolejne punkty Application Steps (Widocze po lewej stronie ekranu).
Zacznijmy od punktu Code Details.
Code Details:
W tym punkcie wybieramy typy barcodów, jakie chcemy odczytywać.
Dziś będziemy odczytywali jedynie jeden z najbardziej podstawowych kodów 1D: Code-128. Zaznaczymy go więc.
Dodatkowo wybieramy ile barcodów nasza kamera powinna ‚szukać’ podczas odczytu. Wybieramy 1 kod. Oczywiście jeśli chcielibyśmy, aby kamera odczytywała więcej kodów, analogicznie zmieniamy tę wartość. Kamera może oczywiście dekodować wiele kodów tego samego typu.
Zauważmy również, ze nasza kamera potrafi jednak odczytywać inne barcody – w tym kody 2D, Stacked lub Postal.
To jednak temat na inny kurs.
Następnie przechodzimy do zakładki Application Details
Application Details:
W tym punkcie musimy wybrać, w jaki sposób generowany będzie pomiar. Może być on pojedynczy, ciągły, generowany wewnętrznie lub zewnętrznie (np. poprzez sensor).
Wyboru tego dokonujemy w zakładce Trigger Settings.
- Single trigger: Kamera zrobi pojedyncze zdjęcie, w momencie otrzymania sygnału z wejscia cyfrowego.
- Presentation: kamera będzie w ciągu poszukiwać barcodów w na zdjęciach. Następnie je zdekoduje.
- Manual: Kamera zrobi zdjęcie po wciśnięciu fizycznego przycisku TRIG (na kamerze)
- Burst: Kamera zrobi określoną liczbę zdjęć z wybranym przez nas interwałem.
- Self: Praktycznie identyczne działanie jak Presentation.
- Continuous: Kamera w momencie dostania sygnału zacznie zbierać zdjęcia, dopóki sygnał jest aktywny.
W praktyce, najczęściej wykorzystuje się tryby Burst oraz Continuous. Zgodnie z informacjami w manualach, tryb Burst powinien być stosowany do dekodowania uszkodzonych/słabej jakości barcodów.
Dziś, wybierzemy jednak Tryb Self. Nie chcemy korzystać z zewnętrznych triggerów. Jak widać na poniższym obrazku, zdjęcia będą procesowane ciągle, z interwałem 1 zdjęcia/sekundę.
Kolejne zakładki: Format Data, Inputs/Outputs, Communicaton służą choćby do pisania dedykowanych skryptów, konfigu wejść/wyjść czy zmian w ustawieniach sieciowych. Dziś nie podejmiemy tego tematu, również to temat na osobny kurs.
Mamy już ustawione typy kodów do odczytu oraz tryb odczytu.
Zróbmy więc prowizoryczne, testowe stanowisko skanowania, złożone z kamery Cognex DM260 oraz Code-128 oddalonego od około 25 cm.
Końcowym etapem jest więc kalibracja obrazu kamery. Przejdźmy więc do zakładki Optimize Image.
Optimize Image:
Jak widać na screenshocie, domyślnie okno programu jest podzielone na 3 części:
Optimize Image – zakładka, gdzie możemy podglądnąć widok z kamery, zrobić tuning, lub włączyć tryb testowy.
Live – służy do podglądu obrazu z kamery na żywo w oknie Image Panel.
Tune – słuzy do automatycznego dobrania przez kamerę parametrów
Test – tryb, w którym kamera wykonuje pomiary w trybie ciągłym, z określoną przez nas częstotliwością.
Result history – okno wyświetlające historię odczytów – zarówno dobrych jak i niepoprawnych.
Image Panel – okno, gdzie możemy podglądnąć odczyty lub aktualny widok z kamery. Dodatkowo możemy tutaj ustawić parametry obrazu.
Na początku wybierzmy opcję Live, z panelu Optimize Image. W Image Panel zobaczymy aktualny obraz z kamery.
Jak widać jest on niewyraźny – obraz jest stanowczo prześwietlony. Czas to zmienić.
Exposure – tak zwana przesłona. Jej wartość decyduje o tym ile światła, które przyjmuje nasza kamera. Im wyższa – tym więcej. Wyrażona jest w [us]. Innymi słowy, jest to czas, przez jaki światło będzie padać na sensor obrazu. Jeśli pada za długo, rezultatem będzie zdjęcie, które widzimy powyżej.
Należy zmienić tę wartość na taką, aby nasz barcode był wyraźnie odznaczony od tła. Pole kodu kreskowego musi być widoczne. Dla nas ta wartość to około 200-400 us. 
Gain Factor – jest to parametr wzmocnienia obrazu. Z jednej strony może nam wyostrzyć obraz. Z drugiej strony może wzmacniać wszelkie szumy na obrazie. Jak w przypadku przesłony, ustawiamy go tak, aby wszystkie linie były widoczne. Zbyt wysoka wartość spowoduje niemal znikniecie kodu z obrazu (jak na pierwszym zdjęciu).
Na powyższym zdjęciu wartość wzmocnienia to 2. Jako że kod jest widoczny, nie zmieniamy jej.
Ostatnim parametrem jest Focus.
Focus – ostrość obrazu. W przypadku tańszych rozwiązań, producenci kamer stosują soczewki manualne, gdzie ostrość jest ustawiana za pomocą najczęściej pokrętła. W naszym wypadku jest to soczewka płynna – połączona z kamerą 4-pinowym wejściem.
Aby poprawnie ustawić ostrość, w tym wypadku należy ustawić ją na odległość kamery od przedmiotu. W naszym przypadku około 250 mm.
Finalnie naszym oczom ukaże się obraz z zieloną obwolutą. Oznacza to, że nasza kamera jest w stanie odczytać code-128 poprawnie.
Proszę się nie martwić, że obraz nie jest idealnie ostry. W trybie Live obraz nie jest przesyłany do nas w pełnej jakości, aby nie spowolnić dekodowania obrazu.
Przypomnijmy sobie, ze wcześniej ustawialiśmy tryb pracy kamery jako Continuous z interwałem 1 zdjęcia/sekunda.
Jeśli tryb jest ustawiony, a my wyłączymy tryb Live- kamera zacznie triggerować odczytu co 1 sekundę. Wszystkie wyniki będziemy w stanie zobaczyć w oknie Result history.
Z poniższego screenshot’a wynika, że Code-128: i-Automatyka jest prosta :), jest poprawnie odczytywany.
Średni czas odczytu to około 30ms.
Podsumowanie
W artykule przybliżyłem podstawowy budowy oraz konfiguracji kamery. Myślę, że po przeczytaniu go, potrafimy już odczytać interesujący nas kod kreskowy. Temat jest jednak bardzo rozbudowany. Kamery (w zależności od modelu) mają wiele możliwości, poczynając od dodatkowych skryptów, kończąc na połączeniu kamer w układ MASTER – SLAVE.
Ocena artykułu zgłoszonego do Konkursu iAutomatyka 4.0 pisz artykuły, zdobywaj punkty, wymieniaj je na nagrody.
Kryterium 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Punkty (0-2) 2 1 2 2 2 0 2 0 2 2 Suma zdobytych punktów: 15
