Visione artificiale a costi contenuti sull'edge intelligente: sensingCam SEC100 di SICK per l'Impresa 4.0

La visione artificiale è un fattore chiave per l'automazione industriale, poiché consente ai sistemi robotici di monitorare i processi, ispezionare la qualità e documentare gli eventi con velocità e precisione. Con la serie sensingCam SEC100, SICK propone una soluzione economica per le attività di ispezione visiva e monitoraggio, in due modelli compatti con grado di protezione IP65 per supportare un'ampia gamma di applicazioni per l'Impresa 4.0. Il modello base (1143217) offre streaming ad alta risoluzione e acquisizione di istantanee. La variante SEC110 (1144993) aggiunge la registrazione degli eventi per memorizzare i filmati prima e dopo l'attivazione, facilitando l'analisi dei guasti in tempo reale e la diagnostica degli arresti non programmati.

Questo articolo spiega come la serie SEC100 semplifichi e acceleri l'adozione della visione industriale sull'edge intelligente, bilanciando prestazioni, flessibilità ed economicità. Mette a confronto i due modelli di telecamera, ne esamina le caratteristiche di integrazione e configurazione, evidenzia i casi d'uso pratici nell'automazione industriale e spiega come fabbriche e magazzini possano integrare i sistemi di visione in modo efficiente ed economico.

Il ruolo della visione artificiale nell'edge computing per l'Impresa 4.0

L'integrazione di sistemi digitali come sensori e telecamere con l'infrastruttura fisica è fondamentale per l'Impresa 4.0. La visione artificiale, che acquisisce e interpreta i dati visivi in tempo reale, svolge un ruolo fondamentale in molte strutture intelligenti, tra cui fabbriche e magazzini. Supporta i sistemi di guida automatica, il controllo della qualità, il rilevamento dei guasti e il monitoraggio dei processi.

Il passaggio a sistemi edge distribuiti avvicina l'imaging, l'analisi e l'inferenza alle operazioni automatizzate. L'elaborazione dei dati alla fonte o in prossimità di essa riduce al minimo lo spostamento dei dati, abbassa la latenza e riduce la dipendenza da risorse di calcolo centralizzate o nel cloud. Come illustra la Figura 1, dispositivi compatti come sensingCam SEC100 di SICK incorporano l'intelligenza visiva direttamente nelle macchine, nelle linee di produzione e nelle piattaforme mobili sull'edge. Inoltre, possono anche funzionare come soluzioni di monitoraggio autonome.

Figura 1: La telecamera industriale sensingCam SEC100 di SICK è dotata di un alloggiamento compatto con grado di protezione IP65 e di un sensore CMOS da 5 MP per il monitoraggio visivo ad alta risoluzione. (Immagine per gentile concessione di SICK)

Questo approccio efficiente ed economicamente vantaggioso porta a tempi di risposta più brevi, a un'automazione più resistente e a una più ampia diffusione della visione artificiale nelle applicazioni per l'Impresa 4.0.

Streaming e registrazione di eventi

La serie sensingCam SEC100 di SICK è disponibile in due modelli, ciascuno dei quali offre ai team di automazione la flessibilità necessaria per soddisfare specifici requisiti di ispezione e monitoraggio. Entrambe le telecamere sono dotate di un sensore CMOS da 5 MP ad alta risoluzione che produce immagini dettagliate e affidabili negli impianti industriali.

La telecamera sensingCam SEC100 1143217 di SICK supporta l'acquisizione di immagini fisse e lo streaming in tempo reale tramite RTSP o MJPEG, con opzioni di compressione video tra cui H.264, H.265 e Motion JPEG per ottimizzare la larghezza di banda e l'efficienza di memorizzazione. Offre una copertura visiva efficace per il monitoraggio in tempo reale, la documentazione dei processi e l'osservazione dei punti ciechi nei sistemi di produzione automatizzati. Gli utenti possono memorizzare le istantanee JPEG localmente o caricarle via FTP, garantendo una documentazione affidabile senza la complessità di un'analisi visiva su larga scala.

La telecamera SEC110 (1144993) estende questa funzionalità aggiungendo la possibilità di registrare gli eventi. Memorizza automaticamente videoclip di 40 secondi prima o dopo un evento di attivazione, salvando il filmato in formato MP4 per fornire una registrazione con data e ora, facilmente condivisibile per l'analisi successiva. Questa funzione acquisisce il contesto operativo essenziale di guasti, inceppamenti o deviazioni di processo e aiuta gli operatori a identificare e risolvere errori intermittenti o arresti di produzione non programmati. I trigger di evento attivati tramite API REST o ingresso digitale facilitano l'integrazione flessibile con PLC, sensori e altre infrastrutture di automazione.

Entrambi i modelli sensingCam SEC100 di SICK supportano diverse risoluzioni e velocità per soddisfare un'ampia gamma di requisiti applicativi dell'Impresa 4.0. Acquisiscono video a piena risoluzione di 2.880 × 1.616 pixel a 25 fps, Full HD (1.920 × 1.080) a 30 fps e 720p (1.280 × 720) a 30 fps. Gli utenti possono regolare la velocità dei fotogrammi tra 5 e 30 fps per ottimizzare la larghezza di banda, la memorizzazione o la qualità dell'immagine, a seconda delle necessità. L'ampio campo visivo di 82° × 52° e la distanza di lavoro da 300 mm a 10.000 mm offrono la flessibilità necessaria per supportare il monitoraggio a distanza ravvicinata e ad ampio raggio.

Con il supporto di streaming live (entrambi i modelli) e acquisizione basata su eventi (solo SEC110), la serie SEC100 abbina le funzionalità delle telecamere ai requisiti specifici dell'Impresa 4.0. Ad esempio, è possibile mantenere la tracciabilità visiva, consentire l'osservazione in tempo reale o eseguire la diagnostica delle cause principali utilizzando le registrazioni bufferizzate.

Integrazione perfetta e implementazione rapida

Entrambi i modelli sensingCam di SICK si integrano perfettamente nelle strutture dell'Impresa 4.0, grazie ad alloggiamenti compatti con grado di protezione IP65 (57,5 × 49 × 33,6 mm, 120 g) che eliminano la necessità di involucri esterni o custodie protettive aggiuntive. L'ingombro compatto si adatta facilmente a involucri stretti, bracci robotici e linee di produzione. Come illustra la Figura 2, i connettori circolari M12 per l'alimentazione e Ethernet garantiscono una connettività robusta e resistente alle vibrazioni, mentre le staffe di montaggio standard supportano diverse opzioni di installazione.

Figura 2: La telecamera industriale sensingCam SEC100 di SICK incorpora connettori circolari M12 per l'alimentazione e Ethernet. (Immagine per gentile concessione di SICK)

Gli operatori configurano la serie SEC100 tramite un server web incorporato e un'interfaccia browser standard, con il controllo diretto sui protocolli di streaming, sulle modalità di acquisizione istantanee e sulle impostazioni di memorizzazione. La telecamera SEC110 offre inoltre una logica di trigger per la registrazione degli eventi. Tutte le telecamere supportano sia l'indirizzamento DHCP che quello statico - con un IP statico predefinito di 192.168.136.100 - per l'integrazione perfetta in reti industriali piatte o segmentate. Ogni unità trasmette dati a 100 Mbit/s su Ethernet 100BASE-TX. Un'API REST facilita l'interoperabilità con i controller a logica programmabile (PLC), i sistemi di esecuzione della produzione (MES) e altre architetture di controllo personalizzabili.

La serie SEC100 funziona da 12 V_c.c. a 24 V_c.c. con un consumo tipico di soli 2 W, mantenendo l'efficienza sull'intero intervallo di ingresso. La tolleranza di tensione di ±10% e la protezione tramite un fusibile da 1 A raccomandato garantiscono l'affidabilità contro le fluttuazioni dell'alimentazione industriale. Ciascuna telecamera offre 6 GB di memoria integrata per la memorizzazione locale di immagini e video, mentre l'obiettivo grandangolare e le impostazioni di esposizione regolabili assicurano la nitidezza in condizioni ambientali e di illuminazione diverse.

Casi d'uso nel mondo reale: dalla robotica all'analisi dei guasti

La visione industriale non è più limitata ai sistemi di ispezione di fascia alta dell'Impresa 4.0. In molte fabbriche e magazzini, le telecamere compatte come la serie SEC100 aggiungono intelligenza visiva alla robotica, ai nastri trasportatori e alle linee di imballaggio. Questi sistemi supportano la documentazione dei processi, il rilevamento dei guasti e la tracciabilità con uno sforzo minimo in termini di hardware e configurazione.

Nei sistemi pick-and-place robotizzati, la telecamera SEC100 controlla il disallineamento o la caduta dei pezzi, fornendo una conferma visiva che il sistema funzioni come previsto o avvertendo gli operatori in caso di guasti meccanici. Sulle linee di trasporto, acquisisce le istantanee degli articoli in transito per la verifica dei lotti o la registrazione dei codici a barre. Nelle stazioni di assemblaggio automatizzate, la telecamera registra i dati visivi per supportare la tracciabilità e il controllo della qualità. Queste funzionalità sono particolarmente importanti nella produzione di elettronica e nella trasformazione alimentare, dove i registri delle immagini possono essere richiesti per garantire la conformità.

La funzione di registrazione degli eventi della telecamera SEC110 aiuta a diagnosticare guasti imprevedibili. Se un inceppamento provoca un arresto di emergenza, la telecamera acquisice ciò che è accaduto 40 secondi prima o dopo l'evento. Questo intervallo di registrazione fornisce il contesto critico per identificare la sequenza di eventi che precedono e seguono il guasto e consente di analizzare le cause principali senza dipendere dai registri dei sensori o dal ricordo mentale dell'operatore. Questa è una caratteristica fondamentale per le applicazioni ad elevato throughput come il confezionamento, l'etichettatura e lo smistamento dei prodotti.

Come illustra la Figura 3, la serie SEC100 è dotata di un alloggiamento robusto e funziona in modo affidabile in ambienti polverosi o in cui sono presenti spruzzi d'acqua, come le zone di automazione dei magazzini, i centri logistici e le fabbriche.

Figura 3: La telecamera industriale sensingCam SEC100 di SICK è progettata per ambienti industriali difficili. (Immagine per gentile concessione di SICK)

La temperatura di funzionamento va da 0 °C a +50 °C, con una qualità d'immagine ottimale tra +10 °C e +40 °C. La tolleranza all'umidità fino al 90% supporta prestazioni costanti in ambienti industriali difficili. Questa combinazione di resistenza alla temperatura e all'umidità assicura un funzionamento affidabile nelle aree di produzione in presenza di calore elevato, nelle banchine di carico all'aperto e nelle strutture con forti sbalzi di temperatura durante la produzione.

Per un'automazione più intelligente, in modo efficiente e conveniente

Molti sistemi di visione industriale richiedono software specializzati, integrazioni personalizzate e ingenti investimenti di capitale. Questi fattori li rendono spesso inaccessibili ai team di automazione piccoli o con risorse limitate. La serie sensingCam SEC100 di SICK contribuisce a democratizzare la visione artificiale per l'Impresa 4.0. Offre streaming in tempo reale (entrambi i modelli), registrazione basata su eventi (SEC110) e memorizzazione su scheda in un fattore di forma compatto e preconfigurato che semplifica la distribuzione e la scalabilità in modo efficiente.

Come illustra la Figura 4, i responsabili di fabbrica e di magazzino possono aggiungere facilmente funzionalità di visione senza dover modificare l'architettura del sistema o attendere lunghi tempi di approvvigionamento.

Figura 4. La telecamera industriale sensingCam SEC100 di SICK si installa rapidamente con staffe e connettori standard, semplificando l'integrazione nei sistemi di automazione esistenti. (Immagine per gentile concessione di SICK)

Le telecamere sono fornite con tutto l'occorrente per l'ispezione e il monitoraggio visivo, compresi gli strumenti di configurazione su scheda e i protocolli di streaming integrati. Questa predisposizione plug-and-play riduce la complessità del sistema e accorcia la curva di apprendimento. La maggior parte degli utenti è in grado di configurare e convalidare le operazioni di streaming (entrambi i modelli) o di registrazione degli eventi (solo SEC110) senza dover avere competenze approfondite in materia di visione artificiale, il che consente di accelerare le fasi di prototipazione, collaudo e distribuzione.

Per gli aggiornamenti di riqualificazione o di tipo incrementale, la telecamera SEC100 è un modo pratico per aggiungere intelligenza alle apparecchiature preesistenti con un cablaggio e tempi di fermo minimi. Questo approccio prolunga la durata in servizio dei sistemi esistenti, riducendo al contempo le spese di capitale e lo sforzo tecnico.

Supporto di architetture di visione scalabili e basate sull'edge

La telecamera SEC100 supporta le tendenze più ampie dell'automazione intelligente sull'edge dell'Impresa 4.0, in cui gli strumenti di visione decentralizzati e leggeri vengono distribuiti più vicino alle macchine e ai processi. Grazie ai protocolli di comunicazione standard, al controllo API REST e all'integrazione con Industrial Ethernet, le telecamere possono essere integrate nei sistemi esistenti o utilizzate come strumenti di monitoraggio e diagnostica autonomi.

Riducendo al minimo i costi e gli sforzi di integrazione, SICK amplia l'accesso alla visione industriale per le piccole e medie imprese e nei settori sensibili ai margini di guadagno come l'imballaggio, la trasformazione alimentare e le operazioni logistiche sensibili ai costi. La telecamera SEC100 offre un ottimo rapporto qualità-prezzo, accelera il time-to-value, riduce la necessità di formazione ed è una piattaforma versatile per l'automazione più intelligente sull'edge, sia per aggiornamenti mirati e incrementali sia per una più ampia trasformazione digitale.

Conclusione

Compatta, robusta e facile da utilizzare, la serie sensingCam SEC100 di SICK porta, a costi contenuti, la visione artificiale negli impianti automatizzati. Grazie allo streaming in tempo reale, alla registrazione opzionale basata sugli eventi (SEC110) e alla perfetta integrazione nell'infrastruttura edge, SEC100 accelera la diagnostica, semplifica la tracciabilità e supporta l'automazione scalabile in un'ampia gamma di applicazioni per l'Impresa 4.0.