Непрекъснатост на процеса и гаранцията за безкомпромисен качествен контрол
Какво е визуална инспекция и какви са ползите от нея?
Визуалната инспекция е една от задачите на машинното зрение в индустрията. Важен елемент в различни производствени линии, визуалната инспекция е ключова технологична иновация, насочена към повишаване на качеството, продуктивността, ефективността и съответствието с регулациите. За изпълнението на качествени визуални инспекции, машинното зрение комбинира оптичните възможности на камера с изчислителната мощ на компютър, за да определя позицията, качеството и завършеността на произведения продукт и неговите части. Повечето системи за визуална инспекция включват библиотека от софтуерни инструменти, които извършват различни видове инспекции и позволяват интегриране на множество проверки на база уловени изображения.
Внедряването на система или системи за визуална инспекция в производствата е свързано с три основни фактора: предимствата от тези системи, очакванията на потребителите и регулаторните изисквания в производството. Докато човешкото зрение е най-добро за качествената интерпретация на сложни, неструктурирани постановки, то визуалната инспекция се отличава в количественото измерване на структурирани постановки на обекти или детайли благодарение на скоростта, точността и повтаряемостта. Например, на производствената линия системата за машинно зрение може да осигури покритие от 100%, проверявайки стотици или дори хиляди артикули в минута. Непрекъснатостта на процеса и гаранцията за безкомпромисен качествен контрол на крайния продукт е едно от главните предимства при внедряването на система за визуална инспекция във вашето производство. Бързината на системите за машинно зрение при вземане на решения значително ускорява процесите, като се адаптира лесно към разнообразни продукти и приложения.
Ползи от машинното зрение
• Пълна автоматизация с минимум човешки грешки и редуциране на оперативните разходи;
• Увеличаване ефективността на производството и редуциране разходите на суровини;
• Повишаване качеството на продукцията при по-нисък процент рекламации и защита имиджа на производителя;
• Предотвратява замърсяването на чистите помещения от човешка дейност;
• Допълнителна безопасност и оперативни предимства чрез намаляване на човешкия контакт в производствения процес.
Приложения на 2D и 3D системите за визуална инспеквия
Изискванията на потребителите за високо качество и безусловна безопасност във всички аспекти на техния живот, заедно със строгите регулации в повечето индустрии, стимулират ръста на търсенето на системи за машинно зрение. Тези системи се превърнаха в необходимост в сектори като хранително-вкусовата промишленост, фармацевтиката и производството на медицински устройства, където поддържането на безопасност, съответствие с регулациите и предотвратяване на фалшифициране са от първостепенно значение. ЕХНАТОН се гордее със своите повече от 100 успешни проекта в областта на машинното зрение.
Обхвата на визуалната инспекция включва различни видове задачи в различни индустрии, като определяне на позицията на обект, проверка на цялостта на опаковката на медицински продукти, уверяване, че свойствата на обектите отговарят на стандартите за качество, откриване на дефекти, броене на елементи, проверка на характеристики на завършените сглобки на микроскопично ниво, четене на цифрово-буквени кодове, OCR четене. Чрез разглеждането на реални приложения в хранително-вкусовата промишленост, фармацевтиката, медицинските устройства и автомобилната индустрия, става ясно как машинната визия може да подкрепи производствените процеси.
Имате нужда от професионална консултация?
0885 776 675
• Хранително-вкусова промишленост и производство на напитки
Фигура 1 показва как се използва машинно зрение на линия за бутилиране, за да се провери всяка бутилка за ниво на пълнене, затваряне на капачката, наличие на предпазен пръстен и позиция на етикета. Изпращането на продукти с този тип дефект може да доведе до изтичане пратка, връщане на продукт от търговеца на дребно и дори поръчка за изтегляне от FDA.
Фигура 1. Визуална инспекция за проверка на нивото на запълване.
(a) Добра бутилка с диагностична графика (зелена линии), които показват елементите, които се проверяват. Малкият панел на оператора вляво дава статус информация и възможности за извършване на диагностика включване и изключване на графики.
(b) Бутилка с дефект в нивото на пълнене, която ще бъде отклонена от производствената линия, преди да достигне етапа на опаковане.
(c) Пример за грешка при затваряне. Капачката е неправилно поставена и предпазното уплътнение не е закрепено добре.
Фигури 2, 3 и 4 показват резултати от следните три задачи визуална инспекция на линия за пакетиране на месо:
• Проверка размера на порцията
• Правилно запечатване на опаковката
• Правилно етикетиране
Това приложение за хранително-вкусовата промишленост дава представа за многото стъпки, които могат да се объркат по време производствения процес, последствията от дефектите и възможностите за намаляване на грешките. За пример, ако шницелите не са поставени правилно в контейнерите от стиропор, както е показано на фигура 2, потребителят ще отхвърли дефектната опаковка и ще потърси нормална, където и двата шницела са симетрично поставени и с еднакви размери.
Фигура 2. Визуална инспекция за проверка позицията и размера на два бургера в стериопорена опаковка.
(a) Проверена и одобрена опаковка.
(b) Дефект в позицията на бургера. Въпреки че големината на продукта е непроменена, клиентите обикновено отказват такива опаковки избирайки такива, които ясно показват двата бургера.
(c) Дефект в големината на бургера. Клиентите отказват подобни опаковки, защото са с по-малък грамаж.
След пълнето, опаковката минава през машина за стречоване, за да запази месото от разваляне и замърсяване. Клиента е също склонен да откаже опаковка с дефект в стречоването, показан във Фигура 3, което предполага възможно замърсяване на съдържанието. Дефектът в опаковката може да е породен от неправилен контрол на температурата в машината за стречоване. Парченца месо могат да бъдат сигнал за нужда от поддръжка на машината за пълнене. Събраната информация от системата за машинно зрение може да бъде инструмент за навременна поддръжка и по-добър контрол на процеса.
Фигура 3. Визуална инспекция за проверка позицията и фолиото на два бургера в стериопорена опаковка.
(a) “OK” проверка за добре опакован продукт.
(b) Дефектно опаковане в долен ляв ъгъл. Този дефект може да е в резултат от неправилен контрол на температурата на машината за стречоване или партида от дефектни опаковки.
(c) Засечено е парченце месо в долен ляв ъгъл на опаковката, което не позволява правилното затваряне. Парченца месо може да бъде сигнал за нужда от поддръжка на машината за пълнене.
След стречоване на опаковката, продуктът минава през машина за етикетиране, където два различни етикета се слагат. Инспекцията за грешка в етикетите, показана на Фигура 4, е ключова за качеството на продукта, тъй като грешки в етикетите са най-често срещаната причина за връщане на храна в САЩ и представлява нарастващ фокус за Агенцията за контрол на храните и лекарствата на САЩ (FDA). Представете си, например, рисковете за здравето ако продукт съдържа фъстъци, но е с етикет – без съдържание на фъстъци.
Фигура 4. Визуална инспекция за проверка правилното етикетиране на местен продукт. Горният етикет съдържа снимка на продукта и показва съдържанието на мазнини в месото. Долният етикет е принтиран в момента на опаковане и съдържа партида и дата на годност, както и теглото на продукта.
(a) Правилна информация и в двата етикета.
(b) Долният етикет е отказан, тъй като теглото на месото е 0.25 кг., но продуктът трябва да тежи 0.5 кг.
(c) Горният етикет е отказан, защото информацията на етикета е грешна. Синьото, кръгло обозначение за мазнини показва съдържание от 0%, вместо 5% мазнини, предоставяйки грешна информация на клиента.
• Фармацевтички и медицински устройства
Фигура 5 показва приложение за проследяване, в което оптичното разпознаване на знаци (OCR) проверява партидата кодове върху меки пластмасови чанти за интравенозно вливане. Разпознаването на кодовете на частите и продуктите позволява на компаниите да проследяват части чрез производствената база и веригата за доставки. Използваната тук зрителна система е обучена да разпознава цифри и букви, както и да понасят малки промени във формата, които могат да възникнат поради гъвкавата торба.
Въпреки че толерирането на незначителни вариации на формата е нещо, което нашите човешки мозъци могат да се справят добре, това е предизвикателство за компютри. За да подобри проследимостта с OCR и машинно зрение, Cognex създаде OCRMax, който толерира типични вариации на печат, като същевременно осигурява най-високите скорости на четене в индустрията. Кодът на партидата може да бъде въведени във визуалната система от оператор в началото на производството или изтеглени във визуалната система от програмируем логически контролер (PLC).
Фигура 5. Визуална инспекция използваща оптичното разпознаване на знаци (OCR), за да провери партидни номера върху меки пластмасови чанти. Това проследяващо приложение позволява на производителите да следят части и продукти във фабриката и на продуктовата линия.
(a) Правилен (OCR) на партиден номер.
(b) Неправилен номер причинен от грешно принтиране на буква. Тази чанта е отказана, за да се избегне объркване.
• Автомобилна индустрия
Автомобилната индустрия е един от най-големите потребители на машинно зрение, извършвайки проверки за проследимост на частите и спазване на строг контрол на качеството, особено в компонентите на задвижването и оборудването за безопасност, като например спирачки и въздушни възглавници. На една автомобилна производствена линия е обичайно да видите стотици системи за визуализация и ID инсталирани четци за защита срещу грешки и проследимост. В същото време много задачи по сглобяването все още се изпълняват ръка. В тези случаи машинното зрение се използва за проверка за човешки грешки.
Фигура 6. показва как машинното зрение се използва за проверка на изображения на част, сглобена от оператор при инсталиране два винта и две гайки. Проверката гарантира, че винтовете са напълно вкарани и че гайките са инсталирани правилно.
(a) Правилно сглобени части
(b) Снимка на част обърната обратно, вдясно, сглобена на ръка.
(c) Снимка с грешка вляво, където винтът не е напълно завит.
Какви са тенденциите в областта на визуалната инспекция?
Кратките примери в тази статия само намекват за предимствата от внедряването на системи за визуална инспекция в индустрията. При преминаване от тактическо към стратегическо приложение машинното зрение, можете да превърнете отхвърлянето на дефектни части и брак във възможност за идентифициране и отстраняване на проблеми във вашата производствена линия в значително по-ранен етап.
Освен конвенционалните Rule-based инструменти, най-новите технологии за визуална инспекция вече включват и технологии за периферно самообучение (Edge Learning – EL), изкуствен интелект (AI), общи софтуерни платформи с гъвкави възможности за разработка, тестване и оптимизация на приложения в реално време, благодарение на уеб базирания HMI и др.
Предимствата в камерите, осветлението и оптиката; наличието на добри обективи и филтри; и опростеният потребителски развой на приложения чрез кликване и разработване на среда, вече ви позволяват да извършвате дори и сложни задачи за визуална инспекция без да сте експерт в областта на машинното зрение.
