vision-system til inspektion af ekstruderede produkter
For at forbedre kvalitetskontrollen under ekstruderingsprocesser kan et vision-system til inspektion af ekstruderede emner integreres. Under ekstrudering presses opvarmede, plastisk formbare og viskøse masser såsom plast gennem en formgivningsåbning under tryk. Det resulterende ekstrudat kan antage en række forskellige former, f.eks. profiler, tætninger, rør osv.
Da slutproduktet fremstilles kontinuerligt i denne produktionsform, er det af afgørende betydning for processen, at afvigelser i produktionstolerancen eller overfladefejl kan detekteres straks, da der ellers er risiko for, at fejlen fortsætter over en meget lang del af produktionsprocessen, hvilket fører til en stor mængde kassationer og dermed til
høje omkostninger som følge af fejlbehæftet produktion.
For at reducere disse omkostninger og mulige kundeklager anvendes der ofte kamera-baserede inspektionssystemer. Nøglefærdige systemer til ekstruderingsapplikationer er dyre og er ofte ikke udviklet til at opfylde de respektive kunders præcise behov.
Flere og flere virksomheder udvikler nu deres eget inspektionssystem til deres specifikke applikation. For at gøre dette 'investerer' man kun én gang i udviklingen og har derefter et system, der er perfekt tilpasset ens egne behov, og som efterfølgende kan udvides til andre ekstruderingslinjer til en meget lav pris. Derudover opbygger man selv knowhow i virksomheden og er mindre afhængig af eksterne virksomheder.
I dette specifikke tilfælde producerer kunden plaststrimler, som skal inspiceres for fejl på begge sider direkte efter ekstruderen. I nogle tilfælde smelter enkelte korn af plastgranulatet ikke fuldstændigt, eller urenheder samler sig ved ekstruderens udløbsdyse, hvilket derefter forårsager overfladefejl såsom ridser, buler eller lignende. Formålet med overvågningen er at detektere disse fejl så tidligt som muligt, så der straks kan gribes ind i processen, og kassationer kan reduceres til et minimum.
Kameravalg
Først definerer vi det rette industrielle kamera til applikationen til vision-systemet for inspektion af ekstruderede produkter. Baseret på kundens specifikationer anbefalede vi følgende opsætning til kunden.
Nøgledata:
- Maksimal bredde på strimlerne: 80 mm
- Ekstruderingshastighed: maks. 5 m/min
- Mindste fejl: 0,2 mm
- Afstand mellem Kamera og PC: ca. 10 m.
Kamerasystemer til billedbehandling bør være designet således, at den mindste detalje på mindst 3x3 pixels vises. Med et FOV på 80x60mm betyder dette en opløsning på mindst 1200x900 pixels.
Da produktet bevæger sig under billedoptagelsen, bør der anvendes et Kamera med global shutter. Du kan finde flere oplysninger om de forskellige shutter-typer i industrielle kameraer i vores videnscenter her: Global shutter vs. Rolling shutter
Ifølge ovenstående beregning ville MER2-160-75GM-P-kameraet være tilstrækkeligt. Dette er et Sony IMX273 med global shutter og en 1/2.9'-sensor med 1440x1080 pxl og en pixelstørrelse på 3.45µm.
Velegnet objektiv til visionsystem til inspektion af ekstruderede varer
For at fastlægge det passende objektiv til denne applikation til inspektion af ekstruderede varer med et vision-system skal vi kende størrelsen på den anvendte billedsensor, det FOV, der skal dækkes, samt arbejdsafstanden mellem kameraet og det produkt, der skal inspiceres. Den maksimalt mulige arbejdsafstand inden for ekstruderingslinjen er begrænset; både fra toppen og bunden af produktet er den maksimalt 300mm.
Brug af MER2-160-75GM-P i kombination med et 16mm objektiv ved en arbejdsafstand på 300mm resulterer i et FOV på 88x66mm. Dette C-mount objektiv er en god mulighed til denne applikation: VA-LCM-5MP-16MM-F1.4-015.
Objektivberegner
Belysning til inspektion af ekstruderede varer
Det ideelle belysningsscenarie afhænger af mange faktorer, f.eks. produktets overfladetilstand, omgivende belysning, eventuelt skiftende lysforhold afhængigt af årstid og tidspunkt på dagen osv. Hvis installationspladsen tillader det, anbefales det at gøre applikation uafhængig af eksterne lyspåvirkninger. Dette kan eksempelvis sikres ved at indkapsle kameraerne og belysningsenheden. Denne foranstaltning sikrer, at den opnåede billedkvalitet altid er konstant, uanset tidspunkt på dagen eller året. Især hvis du anvender inspektionssoftware, forhindrer dette forekomsten af mulige falske fejl.
Plastfodlisterne har en antracitfarvet, kun let reflekterende overflade. Defekter, indeslutninger samt ridser eller buler kan altid detekteres pålideligt via en ændring i overfladestrukturen på listerne.
For dette vision-system til inspektion af ekstruderede varer anbefales det derfor at installere lyskilder ud over kameraopsætningen, som får disse overfladiske forvrængninger til at fremstå tydeligere i forhold til den intakte overflade på plastlisterne. Vores stavlamper VA-BL3-119x16-W er en enkel og omkostningseffektiv mulighed til dette, da de nemt kan fastgøres på eksisterende konstruktioner ved hjælp af de valgfrie beslag. Til strømforsyning kan du enten anvende en eksisterende 24V-strømforsyning i ekstruderingslinjen, eller du kan anvende vores VA-PS1-A1-60W-24V-1 strømforsyning. Hvis du vil tilslutte flere lyskilder til én strømforsyning og samtidig ønsker, at de skal kunne justeres, finder du passende muligheder her: Strømforsyning til stavlamper.
Ideelt set bør belysningen placeres i en forholdsvis flad vinkel på under 45° i forhold til det produkt, der skal inspiceres, så defekter er tydeligt synlige på grund af refleksionen, som adskiller sig markant fra det oprindelige produkt. Den matte overflade i denne applikation gør det noget lettere at opsætte belysningen. Ved meget reflekterende overflader eller overflader med blanke effekter kan brugen af polariseringsfiltre hjælpe. Under alle omstændigheder skal det sikres, at der ikke opstår refleksioner som følge af lys, der rammer objektivet direkte. For at forhindre dette kan du eksperimentere med placeringen af kameraet eller lyskilden på stedet for at finde den ideelle opsætning til applikation.
Billedbehandlingssoftware
Med ovenstående opsætning kan du nu se billeder på en PC og gemme dem. Dette ville for eksempel være tilstrækkeligt, hvis maskinoperatøren kun lejlighedsvis har behov for at overvåge processen ved manuelt at kontrollere billederne.
Med denne metode opnår du dog aldrig 100 % kontrol over hele produktionen, men højst stikprøvebaseret overvågning.
For nogle år siden var det stadig meget komplekst og omfattende at anvende billedbehandlingssoftware. Dette var ikke muligt uden programmeringskendskab. Takket være de intuitive softwareløsninger fra Zebra Aurora Vision er dette nu også muligt for ikke-eksperter. Softwaren er Windows-baseret og kan betjenes via drag & drop. Du behøver blot en udviklerlicens og derefter en runtime-licens til hver produktionslinje.
På vores website finder du nogle videoer, der viser den intuitive anvendelse og mulighederne i Zebra Aurora Vision-software.
For at få et første indtryk af denne softwareløsning kan du downloade den gratis lite-version (Zebra Aurora Vision Studio 5 Lite) direkte fra vores website.
Hvis du stadig ønsker at benytte en integrator til at hjælpe dig i gang med softwaren, hjælper vi dig gerne med en anbefaling af en af vores integrationspartnere.
Support til vision-system til inspektion af ekstruderede varer?
Ønsker du support fra en af vores Machine Vision-eksperter til at skabe dit eget visionsystem til inspektion af ekstruderede varer? Eller et andet lignende visionsystem? Tøv ikke med at kontakte os ved at bruge formularen nedenfor!