Sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie
Max Reijngoudt
Quando si desidera ispezionare il contenuto delle bottiglie, integrare un sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie di alta qualità è fondamentale per rilevare e ispezionare il materiale all'interno delle bottiglie. Sappiamo che può essere difficile determinare la giusta configurazione della Telecamera, dell'illuminazione e del software. In soli 4 passaggi, questo articolo ti guida nella selezione dell'hardware e del software di visione più adatti.
Uno dei nostri ingegneri di visione consiglia un esempio di configurazione di Telecamera di test e software per questo sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie. Tramite i link, i nostri prodotti e i prezzi sono immediatamente visibili per fornire accesso diretto alle informazioni su questo sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie.
Per questa applicazione di test, il ricercatore che ha richiesto il sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie desiderava acquisire immagini di bottiglie di vetro per ispezionare il liquido all'interno della bottiglia. Era necessario rilevare le particelle presenti nel solvente per classificare il tipo specifico di liquido nella bottiglia. L'utilizzo di un sistema machine vision per rilevare queste particelle ci ha permesso di approvare o rifiutare il liquido nelle bottiglie per un uso successivo, in base alla quantità e alla dimensione delle particelle.
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Selezione della Telecamera per Machine vision
Per prima cosa, iniziamo con la selezione della Telecamera industriale per il sistema di visione di ispezione delle bottiglie. La raccomandazione per la nostra Telecamera USB3 da 20MP ‘MER2-2000-19U3C’ si basa sulle specifiche dell'applicazione del ricercatore. Inizialmente, il ricercatore non sapeva quale interfaccia Telecamera fosse necessaria e non aveva una preferenza specifica per l’interfaccia. Quando la distanza tra un pc e la Telecamera è inferiore a 4,6 metri, si consiglia un’interfaccia Telecamera USB3 per beneficiare di una bandwidth 4 volte superiore rispetto a una Telecamera GigE, trasmissione dati e alimentazione tramite un solo cavo e vantaggio di prezzo.
Per differenziare i colori del liquido, viene selezionata una Telecamera a colori. Inoltre, le immagini verranno acquisite solo quando sia la Telecamera che le bottiglie sono ferme. Per questo motivo consigliamo l’uso di una rolling shutter camera invece di una global shutter camera per questo specifico sistema di visione di ispezione delle bottiglie. Maggiori informazioni su Global shutter vs. Rolling shutter sono disponibili in questo articolo nel nostro Knowledge Center.
Per determinare la risoluzione richiesta, che era ancora incerta per il ricercatore in precedenza, gli abbiamo offerto supporto calcolandola. Il ricercatore desiderava acquisire immagini di una bottiglia da 20x80mm alla volta. Per visualizzare le particelle più piccole di circa 0,05mm all’interno di questo campo visivo, è necessaria una risoluzione di sistema di 0,017mm/pixel. Basandosi su 3 pixel per la particella più piccola, erano necessari almeno 3300x4800 pixel. La Telecamera da 20MP con sensore Sony IMX183 dispone di 5496x3672 pixel, ottenendo così una risoluzione di sistema di 0,015mm/pixel. La nostra Telecamera MER2-2000-19U3C offre un’ottima soluzione ad alta risoluzione per il rilevamento accurato delle particelle nell’ispezione delle bottiglie.
Obiettivo per sensore Sony IMX183
La Telecamera selezionata da 20MP per questo sistema di visione per l’ispezione delle bottiglie è dotata di un sensore Sony IMX183, un sensore da 1”. Per determinare quale obiettivo sia più adatto a questo sistema di visione, abbiamo utilizzato il nostro calcolatore online per obiettivi. In base a 2 specifiche del sistema di visione, il Campo Visivo Orizzontale (FOV) richiesto e la distanza di lavoro (WD), viene calcolata la corretta lunghezza focale. L’immagine sulla destra mostra questo calcolo, che si basa anche sulla risoluzione della Telecamera e sulla dimensione dei pixel della Telecamera.
Il ricercatore necessita di un FOV di 80x20mm e preferisce una WD compresa tra 100 e 150mm. Il calcolo mostra che per queste specifiche è consigliato un obiettivo con lunghezza focale di 16MM. Viene inoltre mostrato che la distanza di lavoro sarà di 113mm e il campo visivo sarà leggermente più ampio rispetto a quanto preferito. Questo è dovuto alla dimensione del sensore della Telecamera, che non ha lo stesso rapporto tra numero di pixel e campo visivo di 80x20mm. Il campo visivo finale sarà di circa 80x53mm. Il nostro obiettivo C-mount 16MM F2.8, il VA-LCM-20MP-16MM-F2.8-110, è un obiettivo a bassa distorsione (< 0,5%) che offre un’ottima soluzione per la Telecamera da 20MP.
Illuminazione per l'ispezione delle bottiglie
L'aggiunta dell'illuminazione machine vision al sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie aumenta il contrasto e mette in risalto i colori e le particelle del liquido. Per minimizzare l'evidenziazione dei contorni delle bottiglie ed eliminare le ombre, si consiglia una configurazione di Retroilluminazione. Il contrasto migliorato quando si utilizza una Retroilluminazione per il sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie facilita il rilevamento delle particelle nel liquido. Tutte le nostre Retroilluminazioni sono dotate di serie di un diffusore. Per l'illuminazione, consigliamo una luce che sia circa il 10% più grande del campo visivo. La nostra Bottom Lit Back Light ‘VA-BLBL2-100x100-W’ offre una buona soluzione grazie alle sue dimensioni di 100x100mm. Inoltre, la Retroilluminazione è disponibile nel nostro stock Express, il che significa che è disponibile per la spedizione immediata dallo stock locale Express.
Per minimizzare i riflessi delle bottiglie di vetro, sia un foglio polarizzatore che un filtro obiettivo polarizzatore sono raccomandati per questo specifico sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie. Polarizzando la luce, si ottiene una maggiore visibilità e un'analisi accurata dei liquidi e delle particelle nelle bottiglie. Abbiamo utilizzato:
- Un foglio filtro polarizzatore: Il foglio filtro polarizzatore lineare polarizza la Retroilluminazione quando viene posizionato davanti alla sorgente luminosa. Può essere tagliato nella dimensione preferita.
- Un filtro obiettivo polarizzatore: Il filtro obiettivo è realizzato per obiettivi C-mount con filettatura filtro M35.5xP0.5 come il consigliato obiettivo C-mount da 16MM.
L'utilizzo di entrambi i filtri comporta la cross-polarizzazione, una tecnica che utilizza una coppia di polarizzatori e che viene ulteriormente spiegata in questo articolo del Knowledge Center: Polarizzazione nella tua applicazione machine vision.
Software di elaborazione delle immagini per l'ispezione delle bottiglie
Una singola Telecamera, un obiettivo e un'illuminazione non costituiscono un sistema di visione completo per l'ispezione delle bottiglie. Per l'effettiva ispezione delle bottiglie, è necessario un software di elaborazione delle immagini per rilevare le particelle all'interno delle bottiglie. Le nostre Telecamere sono compatibili con GenIcam, il che significa che possono essere utilizzate con una varietà di software di terze parti, tra cui MvTec Halcon, NI Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV e software per Arm Boards. Per la prima programmazione, è possibile utilizzare il nostro SDK gratuito per acquisire immagini e impostare i parametri della Telecamera. Il software development kit è compatibile con PC standard e industriali e piattaforme ARM, inclusi NVIDIA TX series e Raspberry Pi. I sistemi operativi supportati includono Windows, Linux e Android. I sistemi operativi Notably e Apple MAC OS non sono supportati per uso industriale, ma gli ingegneri possono eseguire una macchina virtuale con Windows o Linux su MAC per garantire la compatibilità. L’SDK supporta linguaggi di programmazione come C++, C#/.NET e Python. È possibile acquisire ulteriori linguaggi su richiesta, questi non sono inclusi nel pacchetto standard.
In questo esempio, l’applicazione dell’ispezione delle bottiglie, il ricercatore ha apprezzato lavorare con un software facile da usare anche per colleghi con poca esperienza. Per questo motivo si consiglia l’utilizzo di Zebra Aurora Vision Studio 5 Professional. Questo software potente e intuitivo offre un ambiente grafico robusto che si presenta come una ‘cassetta degli attrezzi’.
Utilizzando questo software per completare il sistema di visione per l’ispezione delle bottiglie, è possibile rilevare sia la dimensione che il numero delle particelle. Per acquisire conoscenze sul software Aurora Vision, è stata utilizzata la versione Lite gratuita con tutti gli algoritmi standard disponibili. Inoltre, gli Esempi di Ispezione Bottiglie sul sito web di Zebra Technologies hanno fornito una buona prima impressione del software: Bottle Inspection - Aurora Vision.
Applicazioni di ispezione delle bottiglie
Un sistema di visione per l'ispezione delle bottiglie viene utilizzato anche in una varietà di altre applicazioni e settori. Questo sistema di visione è stato consigliato per l'ispezione delle bottiglie nell'industria chimica. Tuttavia, viene spesso utilizzato anche nell'industria delle bevande, nell'industria farmaceutica e nell'industria alimentare. Ad esempio, un sistema di visione potrebbe automatizzare il conteggio e l'analisi di numerose bottiglie a ritmo sostenuto nella produzione alimentare. Per imaging ad alta velocità, una Telecamera di visione industriale come la nostra Telecamera 1.6MP con 227fps 'MER2-160-227U3M' alla risoluzione completa potrebbe offrire un'eccellente soluzione hardware di visione.
Oltre a ispezionare le particelle nel liquido attraverso il vetro della bottiglia, un sistema di visione potrebbe essere utilizzato anche per rilevare difetti nel vetro della bottiglia. Quando si desidera rilevare crepe o disallineamenti, una Telecamera di visione e l'illuminazione machine vision vengono spesso utilizzate da ingegneri, produttori e ricercatori.
Supporto per sistemi di visione per l'ispezione delle bottiglie
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