机器视觉系统实现灌装奶油生产线的自动化检测

机器视觉系统对灌装奶油生产线上的灌装、施加密封膜和密封盖这三个环节进行自动化检测，防止不合格产品的流出在装在容器中的人造奶油出厂之前，对其进行严格检查是一项比较艰巨的任务，至少这是一家工厂遍布整个北欧的大型人造奶油生产商的经验之谈。

这家生产商需要在出厂前对大约400种人造奶油品类和包装的组合进行检查每种人造奶油产品，都包括一个填充人造奶油的灌装容器、一个密封薄膜和一个密封盖印有不同语言的标签和品牌图案，会直接添加到塑料容器上塑料容器（包括标签和品牌图案）由供应商提供，供应商将这些塑料容器以摞在一起的盖子、容器和薄膜的形式，运送给人造奶油生产商。

在人造奶油生产工厂，当操作员将摞在一起的塑料容器放到灌装机上完成人造奶油灌装时，他们只能看到塑料容器的顶部和底部，这意味着操作员不太容易确定摞在一起的所有塑料容器上，是否都具有相同的标签和品牌图案当然，人造奶油也有很多品类。

例如，抹在面包上的奶油可以由橄榄、红花、大豆或其他来源的油制成人工抽样检测流程以往，制造商采用人工抽检的检测程序，操作员会将产品从生产线上取下，在生产过程中的两个环节对其进行检查：一次是在将薄膜贴在装满人造奶油的容器上之后；另一次是在容器被盖上盖子之后。

Bytronic Vision Automation公司CTO John Dunlop指出：“操作员每隔15分钟会取下一个产品进行检测，并记录所有细节”Bytronic公司是一家专门面向制造业的机器视觉系统集成商。

这种人工抽检的方式并非理想选择，因为操作员不可能对每个产品都进行检测，所以很可能有不合格的产品会发送给零售商Dunlop说：“比如，有些时候会将瑞典厂商的盖子，盖到俄罗斯厂商的容器上”这家人造奶油生产商决定部署自动化检测流程，他们选择与康耐视以及康耐视的集成商伙伴Bytronic合作，为其提供自动化检测解决方案。

该项目总共包括51条生产线，分布在北欧几个国家的五家工厂中自动化检测Bytronic制造了坚固耐用的不锈钢支架用于固定相机，不锈钢支架上带有丙烯有机玻璃镜头罩不锈钢支架安装在金属轨道上，便于工厂操作员在清洁人造奶油生产机械时移走相机支架。

奶油生产机械时移走相机支架奶油生产机械时移走相机支架图1 人造奶油自动检测系统取代了人工抽检流程相机安装在靠近生产过程开始的地方，每条生产线上装配有两个相机支架，一个支架安装在生产线的底部，另一个安装在顶部。

底部的相机位于容器被装满人造奶油之前的位置，并在容器装满人造奶油前和装满奶油后，分别拍摄容器的图像顶部的相机位于装满奶油的容器被盖上盖子之后的位置，相机先拍摄容器被封上密封膜的图像，然后再拍摄盖上盖子的图像。

每条生产线上都装配有一组相机支架每个支架上安装的相机数量各不相同，这取决于一条生产线内有多少产品通道；最大的生产线包括七条产品通道每个支架的宽度约为10英寸（约25.4cm），高度约为6英寸（约15.24cm）。

对于生产线上的每一件产品，智能相机都会拍摄其图像并对图像进行处理，然后将“合格”或“不合格”的信号传送给PLC，PLC与灌装奶油和组装成品的自动化机器集成在一起如果出现“不合格”信号，则生产过程停止，操作员将故障产品下线。

智能相机将故障图像传输到一台单独的PC上，用于永久记录智能相机系统这套自动检测系统使用了康耐视公司的In-Sight 5605智能相机，该相机搭载2/3英寸CCD图像传感器，分辨率为2448×2048，帧率为16fps，提供C-Mount镜头接口。

Bytronic使用专有的视觉编程语言Cognex In Sight Spreadsheet，创建特定的图案和图像识别算法，以确定检测中的每个产品是否合格算法会将每个产品的图像与其应该具有的正确特征进行比较。

相机内的软件使用文件传输协议（FTP）将图像传输到中央PLC，并使用开放平台通信（OPC）协议将“合格”或“不合格”信号传送给生产机器照明为了给检测过程提供照明，Bytronic选择了TPL Vision UK公司提供的IP69K Washdown RGB LED背光条形灯。

“这意味着对于不同的产品，我们可以使用不同的光源布置来照明如果我们知道在红光照明灯下产品看起来会更清晰，那么我们就点亮红光”Dunlop指出例如，印有红色圣诞装饰的容器或盖子，在使用红光照明时，成像效果并不好。

这些照明灯的防护等级可达IP69K，因此工作人员在清洁生产机器时不必拆除它们图2 自动检测系统，包括安装在支架上的智能相机和LED条形灯实施挑战Bytronic的工程师完成该项目克服了三个主要挑战第一个挑战是该生产商对包装或标签需要频繁更换。

Dunlop说：“在每个工厂中，每天都会处理一个包装或标签更换情况”对于每一次更换，工厂人员都需要决定使用什么颜色的光照明，以及如何设置相机曝光来捕捉产品的最佳图像，从而实现自动化检测为了实现对检测系统进行这些更改，Bytronic的工程师编写了一个测试程序，使用不同的照明和曝光组合来拍摄图像，以便工厂人员能够选择出能实现最佳图像的参数组合。

第二个挑战是工厂中所使用的生产机器生产年代久远这些机器最早还是在20世纪80年代安装的，因此Bytronic团队很难找到合适的位置安装相机支架Dunlop表示：“我们必须进行一些非常仔细的机械设计，以便能够在现有的机器中安装相机支架。

必须为安装相机寻找空间，并且要确保相机的安装位置能够拍摄到想要看到的东西”第三个挑战是员工希望在清洁灌装机器时能够移除相机，而且机器的清洁频率比较高Dunlop解释说：“工作人员会使用沸腾的烧碱清洗机器，这对相机支架并不友好。

”这就是为什么Bytronic的工程师设计了相机支架和跟踪系统，这使得移走和重新安装相机系统变得更加容易结果自从安装了这套自动检测系统，这家人造奶油生产商还没有收到任何来自超市的投诉或退货Dunlop表示，事实上，向零售商发送错误产品的风险几乎是不存在的，因为每一个产品都在生产线上接受了检测。

（文章来源于全球科技智库，如有侵权，请联系删文）

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。