Machine Vision Systeem in de Voedingsindustrie - Inspectie van Bakkerijproducten
Een vision system van hoge kwaliteit voor de inspectie van bakkerijproducten is essentieel voor een productielijn van bakkerijproducten. De voedingsindustrie is namelijk een van de meest gereguleerde sectoren. Er moeten talloze normen worden nageleefd. Daarom is een nauwkeurige en zinvolle analyse erg belangrijk. Het is vooral belangrijk om geen fouten te maken en een constant gecontroleerde productie te garanderen. Bewaking is daarom zo complex omdat er met veel factoren rekening moet worden gehouden. Het is daarom begrijpelijk dat u er niet in slaagt om al deze punten alleen te overwegen.
Ons grote team is zeer vertrouwd met de producten en slaagt er bijna altijd in een passende oplossing te vinden. Soms moeten constructies echter ook worden heroverwogen, omdat de fysica ook grenzen stelt.
Het samenspel van de industriële camera, de juiste lens, voldoende belichting en compatibele software moet kloppen. Daarom beginnen de trajecten met onze klanten vaak op dezelfde manier. Samen ontwikkelen we de opstelling die volgens ons het meest geschikt is. We controleren deze opstelling met een testopstelling. Onze klanten nemen de opstelling in gebruik en voeren vervolgens de eerste controles uit. Past de software bij de hardware? Is de beeldvorming voldoende? Kan de opstelling in de machine worden geïmplementeerd zoals gepland?
We proberen al deze mogelijke vragen al tijdens de eerste teamvergaderingen te verduidelijken en te beantwoorden. Uiteindelijk raden we altijd aan om een testopstelling uit te voeren, omdat een goed werkend systeem voor ons het belangrijkst is.
Momenteel hebben we een bijzonder interessante use case voor voedselinspectie bij een van onze klanten. Hier wordt een gedetailleerde inspectie van bakkerijproducten voor kwaliteitsborging uitgevoerd. Direct na het bakken worden de bakkerijproducten op een transportband geplaatst en geïnspecteerd door een vision-systeem dat uit vier camera’s bestaat. De speciale focus ligt op 360-graden monitoring. Tijdens een inspectie van boven naar beneden kan de onderkant niet in beeld worden gebracht door het eerste paar camera’s. Op de band worden de bakkerijproducten halverwege gedraaid door een kantelmechanisme, waardoor het volgende paar camera’s de onderkant van de producten kan zien.
De bakkerijproducten worden onderzocht op grootte, mogelijke kleurfouten en vervormingen. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat een kleurfout in het product alleen zichtbaar is aan de onderkant.
Het vision inspectiesysteem voor bakkerijproducten detecteert de fouten bijna in realtime. Hierdoor kan het productiepersoneel onmiddelijk reageren. Daarom kan in veel gevallen een defecte productie voor een langere periode worden voorkomen.
Table of contents
Machine vision industriële camera selecteren
Bij het selecteren van de juiste industriële camera was het voor ons vooral belangrijk om de benodigde resolutie te berekenen. Om dit te doen, verduidelijken we altijd twee kernvragen. Hoe groot is het field of view dat ik wil observeren en hoe klein is het kleinste detail dat ik wil vastleggen. In deze inspectietoepassing voor bakkerijproducten hebben we ook overwogen hoe nauwkeurig we willen meten of welk niveau van meetafwijking acceptabel is.
Om deze waarden te berekenen, hebben we onze eigen hulpmiddelen. Vanwege de breedte van de transportband hebben we de transportband in twee kijkgebieden verdeeld. Deze gebieden overlappen elkaar minimaal, zodat de software later een afbeelding genereert.
Omdat onze producten bewgen op het moment van opname, hebben we gekozen voor een global shutter model. Daarnaast hebben we vanwege de afstand tussen de computer en de camera’s gekozen voor een GigE interface. Voor afstanden van 5 meter of meer wordt dit meestal aangeraden, omdat USB-kabels boven zulke afstanden erg duur worden. Bovendien vond de klant de PoE-functie erg belangrijk, waarbij de camera rechtstreeks via de netwerkkabel van stroom wordt voorzien. Desondanks kan de camera nog steeds hardwarematig worden geactiveerd via de I/O kabel. Dit was hier echter niet nodig. De installatie van de verlichting werd wel overwogen.
De klant wilde een meetnauwkeurigheid van 0,3 mm voor het kleinst zichtbare detail. Het field of view (FOV) per camera was ingesteld op 400 x 200 mm. Er was een systeemresolutie van 0,1 mm/pixel nodig. Op basis van 3 pixels per kleinste detail waren er minstens 4000 x 2000 pixels nodig. Onze keuze viel dus op de ME2P-900-13GC-P. Deze camera heeft een sensorverhouding van 2:1 en voldoet aan alle noodzakelijke criteria. Met 13 fps kunnen we gemakkelijk werken, aangezien de transportband erg langzaam beweegt.
Selectie van de geschikte lens voor de inspectie van bakkerijproducten
Om de juiste focal lenght te berekenen, kunt u gemakkelijk onze lens calculator gebruiken. Hiervoor heeft u de sensorgrootte van de camera, de werkafstand en de breedte van het field of view nodig.
De camera ME2P-900-13GC-P heeft een 2/3 inch sensor. Het field of view heeft een breedte van 400 mm. Door de opstelling van de machine werd een mogelijke werkafstand van 700 tot 800 mm bepaald. Bij 750 mm is een aanbevolen focal length van 16 mm berekend.
Daarnaast is het belangrijk om op te merken dat de lens de resolutie van de camera kan weergeven, dus hebben we de lenzen op onze website ook voorzien van een resolutie.
In onze inspectietoepassing van bakkerijproducten zou een lens met een resolutie van 5 MP daarom onvoldoende zijn, aangezien de industriële camera een resolutie van 9 MP heeft. Daarom hebben we gekozen voor de VA-LCM-10MP-16MM-F2.8-015. Deze lens is ontworpen voor sensoren tot 10MP. In dit geval is het samenspel tussen de camera en de lens ideaal gekozen.
Lens Calculator
Beeldverwerkingssoftware voor inspectie van bakkerijproducten
Als we het hebben over een compleet machine vision systeem, gaat het altijd over de combinatie van hardware en software. De computer vision software verwerkt de beeldgegevens van de industriële camera en analyseert deze op basis van bepaalde markers.
Onze camera’s zijn compatibel met GenICam, wat betekent dat ze compatibel zijn met verschillende softwareoplossingen. Dit zijn bijvoorbeeld MvTec Halcon, NI LabVIEW, Cognex Vision Pro, Matlab of OpenCV. Veel klanten schrijven ook hun eigen programma’s, omdat de expertise intern beschikbaar is.
Voor de eerste stappen kunt u de gratis SDK gebruiken. Daar kunt u de eerste opnames opslaan en de camera parameters aanpassen. De applicatie is ontworpen om ook probleemloos te draaien op een Raspberry Pi. Ondersteunende besturingssystemen zijn Windows, Linux en Android. Besturingssystemen zoals macOS van Apple worden niet ondersteund voor industrieel gebruik, maar technici kunnen een virtuele machine met Windows of Linux op een Mac draaien om compatibiliteit te garanderen. De SDK ondersteunt programmeertalen zoals C++, C#/.NET en Python.
Voor deze toepassing voor voedselkwaliteitinspectie voor bakkerijproducten wilde de klant werken met software die gemakkelijk te gebruiken is, zelfs voor onervaren collega’s. Daarom is het gebruik van Zebra Aurora Vision software aanbevolen. Daarom is het gebruik van Zebra Aurora Vision software aanbevolen. Deze robuuste en gebruiksvriendelijke software biedt een grafische omgeving die aanvoelt als ‘een gereedschapskist’.
Met deze software kan het vision systeem worden aangevuld om zowel de grootte als de hoeveelheid bakkerijproducten te detecteren en eventuele foutieve productie te identificeren. Om kennis te maken met de Aurora Vision software werd de gratis Lite versie met alle standaard algoritmen gebruikt.
Mogelijke toepassingen
Over het algemeen gaat het hierbij om optische voedselinspectie, die zeer effectief kan worden geïmplementeerd door de interactie van software en hardware. Afhankelijk van het product en de snelheid van de transportband kan het nodig zijn om de software aan te passen of een andere camera te kiezen omdat de werkafstand groter is of er meer FPS (frames per seconde) nodig zijn.
Om met al deze punten rekening te houden, staat ons team altijd klaar om u bij te staan bij uw aanvraag voor inspectie van bakkerijproducten. Laat gewoon een kort bericht achter via het contactformulier en wij nemen zo snel mogelijk contact met u op.
