industrielle Bildverarbeitung optimiert Verpackungsprozess von Getränken

Ein Inspektionssystem für die Getränkeverpackung wurde in eine bestehende Verpackungsmaschine integriert, sie zählt und erkennt die Ausrichtung eingeschweißter als auch nicht eingeschweißter 40er und 50er Getränkekartons.
(PresseBox) (Olching, ) Die Inspektionslinie von Acquire Automation umfasst ein Bildverarbeitungssystem, ein SPS-basiertes Regelungssystem, eine intuitive Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) und ein Gerüst für die Bildverarbeitungskomponenten, das sicherstellt, dass die Kamera geschützt und das Produkt ausreichend beleuchtet wird. Die MMS und das Gerüst wurden von Acquire Automation entworfen. Das Visionsystem verwendet für die Bilderfassung und die Ausführung der Bildverarbeitungsalgorithmen eine Matrox Iris GT Kamera. Weitere Komponenten sind ein Breakout-Board, ein Objektiv, 120V Hochfrequenz-Leuchtstoffröhren und Verkabelungen.

IDE - Integrierte Anwendungsentwicklung
Die Inspektionsanwendung wurde mit dem Matrox Design Assistant entwickelt, einer integrierten Entwicklungsumgebung (IDE), die mit der Matrox Iris GT geliefert wird. Mit der IDE können Anwender eine Bildverarbeitungsanwendung ohne Kodierung von Programmen oder Skripten erstellen, indem sie einfach ein Ablaufdiagramm erzeugen. Sobald die Anwendung komplett ist, wird das Projekt auf die intelligente Kamera geladen und dort lokal gespeichert. Das Projekt wird dann auf der Iris GT ausgeführt und über eine einfach zu bedienende, webbasierte MMS auf einem PC überwacht. Der Operator kann ohne die Verbindung zu einem Kontrollsystem oder komplizierte Systemprogrammierungen eingreifen und das System anpassen.
Für die Prüfungen wurden verschiedene Tools des Design Assistant verwendet. Mit dem wichtigsten Tool, der Mustererkennung, werden Vorhandensein und Ausrichtung der Getränkebehälter bestimmt. Weitere Tools Fixturing, Helligkeitsprüfung, Bildverarbeitung - dienen der korrekten Bestimmung der Schwellenwerte für die Mustererkennung.
Acquire Automation hat die MMS so entworfen, dass es für den Operator sehr einfach ist, Mengenangaben zu erkennen, Toleranzen einzustellen, vorhandene Bilder zu speichern und Kameraeinstellungen vorzunehmen. Die MMS bietet auch eine Login-Zugriffskontrolle, so dass nur autorisiertes Personal Änderungen am System vornehmen kann und verfügt über einen detaillierten Produktzähler für die Datensammlung und Tendenzabschätzung. Fehlerbilder werden automatisch für eine spätere Analyse gespeichert.

Matrox Vision Squad
Es gibt verschiedene Gründe, warum der Getränkehersteller die Matrox Iris GT gewählt hat. Der geringe Platzbedarf der Iris GT spielte eine Rolle, aber wichtiger waren Größe und Erfahrungsschatz des Matrox Support-Teams für Anwendungen in Verbindung mit dem Solutions-Team von Acquire Automation.
Acquire Automation hat sich auf den technischen Support der Matrox Vision Squad verlassen. Das ist ein Team von Algorithmus-Experten, die Kunden dabei unterstützen, die Machbarkeit ihrer Anwendung einzuschätzen und zu bestimmen, wie die Verarbeitungs- und Analysewerkzeuge am besten eingesetzt werden können, um eine optimale Lösung zu erzielen. Arnaud Lina, Image Processing Manager bei Matrox Imaging, leitet das Team und erläutert: “Als Lieferant von Komponenten für die industrielle Bildverarbeitung wissen wir, dass häufig eine Diskrepanz zwischen der Funktionalität eines Produktes und der Fachkenntnis, die ein Kunde haben muss, um das Produkt bestmöglich in seine Anwendung zu integrieren, vorhanden ist. Die Bildverarbeitung ist keine perfekte Wissenschaft und wird es nie sein, so dass die Zielsetzung der Matrox Vision Squad darin besteht, eine Brücke zum Kunden zu schaffen, um unser Wissen und unsere Erfahrungen direkt und effektiv weiterzugeben.”
Das Supportteam für Systemintegratoren hat Acquire Automation mit dem Schreiben von Touchscreen-Treibern, der Entwicklung von kundenspezifischen Schritten für die Fokussierungen und der Optimierung der Ablaufdiagramme bezüglich Geschwindigkeit und MMS-Interaktionen unterstützt. Aufgrund dieser Unterstützung konnte das Projekt trotz engem Budget und Zeitdruck erfolgreich beendet werden.

Flexibles Ablaufdiagramm
Eine der wesentlichen Herausforderungen für Acquire Automation während der Entwicklung war, dass der Getränkehersteller wenige Eingriffe durch den Operator erlauben wollte, obwohl bereits mehrere Bestandsartikel (SKUs) auf der Linie gelaufen sind. Als Ergebnis musste das Ablaufdiagramm flexibel genug sein, um alle Änderungen handhaben zu können. Acquire Automation hat sich dafür entschieden, die verschiedenen Merkmale der Behälter (Farbe, Größe, Position etc.) als Basis für die Bestimmung der gerade laufenden Artikel zu verwenden und dann die Bildverarbeitungsentscheidungen (Toleranzen und Muster) von den allgemeinen Ergebnissen abhängig zu machen. Eine weitere Herausforderung war die gleichmäßige Beleuchtung der Produkte über die verschiedenen Artikel hinweg, sowie die Banderole auf den Saftbehältern, die vorhanden sein kann oder auch nicht.

Fehler erkannt - Ursachen analysiert
Das System hat ein positives Feedback erhalten, weil es kann die folgenden Fehler erkennt: schiefe, fehlende, zerdrückte, heruntergefallene, gedrehte oder zusätzliche Verpackungen; fehlende oder umgedrehte Gebinde eingeschweißter Saftbehälter, beschädigte J-cards (Etiketten, die auf den eingeschweißten Behältern vorhanden sind) und verzogene Behälter. Das System identifiziert nicht nur Fehler, sondern hilft auch schnell bei der Analyse der Ursachen und dadurch werden viele Arbeitsstunden eingespart.
Autor: C. Overbury, © Matrox Imaging

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