Machine Vision per l'ispezione delle etichette
Il packaging è un aspetto importante della produzione, ma ancora più importante è l'informazione presentata sul packaging. L'implementazione di un sistema di visione per l'ispezione delle etichette nella tua linea di produzione garantirà che tutti i pacchetti siano completamente ispezionati prima della consegna al cliente. Questo ridurrà gli sprechi, limiterà o addirittura eliminerà l'errore umano e assicurerà che informazioni vitali come le date di scadenza siano non solo presenti, ma anche leggibili su ogni singolo prodotto inviato al cliente.
Cosa controlla un sistema di ispezione delle etichette?
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Rileva i pacchi privi di etichetta o adesivo prima che lascino la linea di produzione.
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Identificare i prodotti con etichetta errata, design errato o informazioni sul prodotto non corrette.
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Verificare che le etichette siano applicate diritte e con l'orientamento corretto su ogni confezione.
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Verificare che i codici a barre e i codici 2D siano presenti, leggibili e stampati correttamente per la tracciabilità.
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Leggere e verificare testi stampati quali date di scadenza, numeri di lotto e codici di batch.
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Rileva stampe sfocate, incomplete, a basso contrasto o danneggiate che potrebbero comprometterne la leggibilità.
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Verificare che ogni etichetta sia posizionata correttamente e allineata entro le tolleranze definite.
Questo caso di test prevede la creazione di un sistema che eseguirà un'ispezione delle etichette su una confezione di prodotti alimentari. Il sistema deve leggere il codice a barre, confermare che la data di scadenza sia leggibile, verificare che tutti gli adesivi siano presenti sulla confezione e che siano tutti nella posizione corretta e orientati nel modo giusto.
Questo articolo fornirà una guida passo dopo passo per la scelta di una Telecamera, un obiettivo, l'illuminazione e il software adatti al vostro sistema di ispezione delle etichette.
Migliore telecamera per sistemi di ispezione delle etichette
Quando si seleziona una Telecamera industriale, è fondamentale scegliere il sensore giusto per la propria applicazione. Fattori come risoluzione, dimensione dei pixel, sensibilità alla luce e funzionalità speciali come il binning sono elementi importanti da considerare nella scelta del sensore da implementare. Il primo passo è calcolare la risoluzione richiesta. Per calcolare questo valore, è necessario conoscere il FOV (campo visivo) e la risoluzione di sistema. In questo progetto di sistema di ispezione etichette, l'oggetto stesso misura 250 mm x 200 mm ma non è sempre posizionato nello stesso punto sul nastro trasportatore. Il nastro trasportatore ha una larghezza di 300 mm, quindi considereremo questo valore come campo visivo orizzontale (Hfov).
La maggior parte dei sensori ha una forma rettangolare, questo è importante da considerare quando si determina il campo visivo verticale (Vfov). Per calcolare il Vfov utilizziamo la seguente formula:
(Hfov/4) *3 = Vfov
(300 mm/4) *3 = 225 mm Vfov
Ora che abbiamo stabilito qual è il FOV, possiamo determinare la risoluzione richiesta per questa applicazione di ispezione etichette.
Raccomandiamo sempre di concentrarsi sul dettaglio più piccolo che verrà riconosciuto sulla confezione. In questo caso si tratta della larghezza della linea più sottile del codice a barre, che abbiamo misurato essere 0,5 mm.
Quando si calcola la risoluzione di sistema per la lettura di codici a barre, si consiglia di dedicare 2 pixel per mm dell'oggetto più piccolo.
Oggetto più piccolo/2 pixel = Risoluzione di sistema
0,5 mm/2 pixel = 0,25 mm Risoluzione di sistema
Per calcolare la risoluzione necessaria utilizziamo la seguente formula:
Risoluzione orizzontale della Telecamera = 300 mm (FOV orizzontale) / 0,25 mm (risoluzione di sistema) = 1200 pixel
Risoluzione verticale della Telecamera = 225 mm (FOV verticale) / 0,25 mm (risoluzione di sistema) = 900 pixel
Altri fattori influenzano la scelta della Telecamera
Altri fattori che influenzeranno la scelta della Telecamera sono:
- A colori o monocromatica: se non è necessario vedere specificamente i colori, consigliamo sempre la monocromatica. Questo perché la monocromatica offre una sensibilità alla luce 3 x superiore e un'immagine più nitida.
- Interfaccia della Telecamera, telecamera USB3 o telecamera GigE: per maggiori informazioni, consultare il seguente articolo: Quale telecamera per visione artificiale selezionare?
- Global shutter o Rolling shutter: se un oggetto o la Telecamera è in movimento durante l'acquisizione dell'immagine, consigliamo di scegliere una Telecamera Global shutter.
In questa applicazione di ispezione delle etichette, il cliente ha richiesto una Telecamera monocromatica. L'oggetto sarà in movimento su un nastro trasportatore al momento dell'acquisizione dell'immagine, quindi consigliamo un global shutter e, poiché la distanza tra la Telecamera e il PC è di 7m, consigliamo un'interfaccia GigE. Nel nostro portafoglio sono presenti 2 Telecamere che soddisfano questi criteri: MER2-160-75GM-P o MER2-134-90GM.Abbiamo utilizzato la funzione di confronto per confrontare le specifiche di ciascun modello.
Dopo un'attenta valutazione, abbiamo consigliato la Telecamera MER2-160-75GM-P; confrontando i sensori, il Sony IMX273 era più adatto. Questo sensore presenta un rumore di lettura inferiore, aspetto importante per il cliente. Anche il prezzo e la disponibilità hanno rappresentato fattori determinanti. La MER2-160-75GM-P è una “scelta VA-Imaging”; queste Telecamere sono disponibili a magazzino e nella maggior parte dei casi possono essere spedite immediatamente. Il cliente prevede di implementare questa Telecamera in più macchine e non desidera investire troppo capitale mantenendo Telecamere a magazzino. Il fatto che possiamo consegnare le Telecamere con spedizione Express era molto importante. Se desiderate saperne di più sulle nostre opzioni di gestione, visitate FAQ VA Imaging.
Scegliere l'Obiettivo giusto per l'ispezione delle etichette
Raccomandiamo di lavorare con obiettivi a focale fissa, questi obiettivi sono specificamente progettati per resistere alle condizioni difficili degli ambienti industriali. Per questa applicazione di ispezione etichette, il cliente era preoccupato che potesse esserci una leggera vibrazione nel punto in cui verranno posizionati obiettivo e Telecamera; questo non rappresenta un problema poiché i nostri C-mount lenses sono progettati e testati per funzionare in tali condizioni. Gli obiettivi sono inoltre dotati di una vite per bloccare diaframma e messa a fuoco in posizione.
Il cliente non aveva ancora definito la distanza esatta tra la Telecamera e l’oggetto; l’intervallo della distanza di lavoro è 500mm-1200mm. Il cliente ha richiesto che l’obiettivo non presenti distorsioni e che il potere risolutivo dell’obiettivo sia sufficientemente elevato da leggere le linee del codice a barre negli angoli del FOV. Questo perché il prodotto non si trova sempre al centro del FOV. Come regola generale, e se la configurazione dell’applicazione lo consente, preferiamo una WD pari a 2 volte l’Hfov. Pertanto, per questa applicazione di ispezione etichette, è preferibile una WD più lunga.
Utilizzando il calcolatore Obiettivo abbiamo calcolato le opzioni di lunghezza focale: abbiamo iniziato inserendo la dimensione del sensore della Telecamera, la WD massima di 1200mm e un Hfov di 310mm. Si utilizza un Hfov di 310mm perché è sempre utile lasciare un po’ di margine; è possibile utilizzare le opzioni avanzate nel calcolatore per un valore più preciso. Il calcolatore ha raccomandato una lunghezza focale di 16mm, quindi abbiamo ridotto la WD a 1005mm, che corrispondeva alla lunghezza focale calcolata dell’obiettivo. Inserendo l’opzione avanzata con la risoluzione specifica e la dimensione dei pixel indicata della Telecamera, il FOV risulterebbe di 307mm x 230mm, che soddisfa i criteri.
Calcolatore Obiettivo
Disponiamo di 2 opzioni di obiettivi C-mount da 16 mm nel nostro portafoglio, come mostrato nell'immagine a destra.
Nel confrontare questi obiettivi, le differenze riguardavano il numero f, (più basso è il numero f, maggiore è la sensibilità alla luce offerta dall'obiettivo), la distorsione e abbiamo inoltre fatto riferimento al grafico della risoluzione dell'obiettivo nella pagina Download per i valori di risoluzione dell'obiettivo (lp/mm), al fine di confrontare il potere risolutivo dell'obiettivo, soprattutto nell'angolo.
Abbiamo quindi deciso di utilizzare l'obiettivo VA-LCM-5MP-16MM-F2.0-018 , non solo per il vantaggio di prezzo, ma anche perché il valore lp/mm è più elevato nell'angolo.
Illuminazione e filtri per l'ispezione delle etichette
Il cliente stava pianificando di posizionare 2 Bar lights su entrambi i lati della Telecamera per il suo sistema di visione per l'ispezione delle etichette. L'imballaggio presenta un leggero riflesso che può rendere difficile la lettura delle informazioni sulla confezione. Consigliamo di utilizzare una tecnica chiamata Polarizzazione incrociata aggiungendo un filtro polarizzatore all'obiettivo e all'illuminazione. Tenendo presente che questa tecnica ridurrà la luce del 20%. Puoi leggere ulteriori informazioni su questa tecnica in questo articolo: Polarizzazione nella tua applicazione di machine vision.
Consigliamo di utilizzare un foglio polarizzatore VA-LFT-LPOL-300x200 davanti all'illuminazione, non direttamente sull'illuminazione poiché quest'ultima emette troppo calore e, per il filtro per obiettivo, consigliamo il filtro polarizzatore VA-LFT-LPOL-M25.5 che si adatta specificamente a questo obiettivo.
Software per OCR, lettura di codici a barre e verifica delle etichette
Per rendere questo sistema pienamente operativo, l'immagine viene acquisita tramite il nostro kit di sviluppo software (SDK). Sarà inoltre necessario impostare i parametri della Telecamera, quali bilanciamento del bianco, guadagno e tempo di esposizione. Leggete ulteriori informazioni su queste impostazioni dell'immagine. Il nostro SDK è disponibile gratuitamente nella pagina Download, dove sono disponibili diverse opzioni di download. Tutto dipenderà dal sistema operativo che utilizzerete per le vostre specifiche applicazioni.
Una volta acquisita l'immagine, è necessario un software di elaborazione delle immagini per ispezionare e valutare l'immagine. È possibile scegliere tra diversi pacchetti software di terze parti; consigliamo Zebra Aurora Vision (precedentemente noto come Adaptive Vision). Il cliente ha potuto testare il software sul proprio sistema di ispezione delle etichette scaricando il pacchetto software di prova, ed è rimasto piacevolmente sorpreso dalla facilità di utilizzo del software.
Abbiamo offerto di creare un programma demo e abbiamo richiesto al cliente di fornire una cartella contenente 10 immagini della confezione corrette e una cartella con 15 immagini contenenti errori, con una descrizione per ciascun errore. Ad esempio, una data di scadenza non stampata correttamente o un adesivo di certificazione mancante dalla confezione. Una volta ricevute le immagini, è stato creato un programma demo e il cliente ha potuto effettuare ulteriori test.
Per questa applicazione di ispezione delle etichette sono stati utilizzati i seguenti strumenti: Esempi di programmi - Aurora Vision
- Verifica della presenza
- Lettura OCR
- Scansione/identificazione di codici a barre
- Rilevamento della posizione
Il cliente è rimasto soddisfatto e ha ricevuto il proprio pacchetto software pronto all'uso, con la possibilità di apportare modifiche al programma. Se desiderate supporto riguardo a Zebra Aurora visione, non esitate a contattarci.
Domande sul sistema di visione per l'ispezione delle etichette?
I sistemi di ispezione delle etichette possono essere utili in molti settori diversi, tra cui l'industria alimentare, il retail o la produzione, solo per citarne alcuni. Dopo un investimento iniziale, possono farti risparmiare tempo e garantire che i tuoi clienti siano pienamente soddisfatti del prodotto che offri. Se hai domande riguardo al tuo progetto di sistema di visione per l'ispezione delle etichette, contattaci tramite il modulo sottostante.