Machine Vision voor labelinspectie
Wat controleert een etiketinspectiesysteem?
-
Detecteer pakketten waarop geen etiket of sticker is aangebracht voordat ze de productielijn verlaten.
-
Identificeer producten met het verkeerde label, verkeerde ontwerp of onjuiste productinformatie.
-
Controleer of etiketten recht en in de juiste oriëntatie op elke verpakking zijn aangebracht.
-
Controleer of barcodes en 2D-codes aanwezig, leesbaar en correct afgedrukt zijn voor traceerbaarheid.
-
Lees en verifieer gedrukte tekst zoals houdbaarheidsdatums, lotnummers en batchcodes.
-
Detecteer wazige, onvolledige, contrastarme of beschadigde opdruk die de leesbaarheid kan beïnvloeden.
-
Bevestig dat elk etiket op de juiste positie is aangebracht en binnen de gedefinieerde toleranties is uitgelijnd.
Deze testcase betreft het maken van een systeem dat een etiketinspectie uitvoert op een verpakking met voedingsmiddelen. Het systeem moet de barcode lezen, bevestigen dat de houdbaarheidsdatum leesbaar is, bevestigen dat alle stickers op de verpakking aanwezig zijn en dat alle stickers op de juiste plaats zitten en in de juiste richting wijzen.
Dit artikel biedt stap voor stap begeleiding bij het kiezen van een geschikte camera, lens, verlichting en software voor uw labelinspectiesysteem
Beste Camera voor etiketinspectiesystemen
Bij het selecteren van een industriële camera is het cruciaal om de juiste sensor voor uw toepassing te kiezen. Factoren zoals resolutie, pixelgrootte, lichtgevoeligheid en speciale functies zoals binning zijn belangrijke factoren om rekening mee te houden bij het kiezen van de juiste sensor. De eerste stap is het berekenen van de vereiste resolutie. Om deze waarde te berekenen moeten we de FOV (field of view) en de systeemresolutie kennen. In dit labelinspectie vision systeem project is het object zelf 250 mm x 250 mm, maar het object staat niet altijd op dezelfde plaats op de transportband. De transportband heeft een breedte van 300 mm, dus dit beschouwen we als het horizontale field of view.
De meeste sensoren hebben een rechthoekige vorm, dit is belangrijk om te overwegen bij het bepalen van het verticale field of view (Vfov). Om het Vfov te berekenen gebruiken we de volgende formule;
(Hfov/4)*3=Vfov
(300mm/4)*3=225mm Vfov
Nu we hebben vastgesteld wat het fov is, kunnen we de resolutie bepalen die nodig is voor deze labelinspectie toepassing. We raden altijd aan om te focussen op het kleinste detail dat op de verpakking wordt herkend. In dit geval is dat de breedte van de dunste lijn van de barcode, die we hebben gemeten op 0,5 mm.
Bij het berekenen van de systeemresolutie voor het lezen van een streepjescode raden we aan om 2 pixels per mm van het kleinste detail te gebruiken.
Kleinste detail/2pixels = systeemresolutie
0,5 mm/2pixels = 0,25 systeemresolutie
Om de benodigde resolutie te berekenen gebruiken we de volgende formule:
Horizontale cameraresolutie = 300 mm (horizontale FOV) / 0,25 mm (systeemresolutie) = 1200 pixels
Verticale cameraresolutie = 225 mm (verticale FOV) / 0,25 mm (systeemresolutie) = 900 pixels
Andere factoren beïnvloeden de keuze van de camera
Andere factoren die de keuze van de camera beïnvloeden, zijn:
- Kleur of monochroom: als u niet specifiek kleur hoeft te zien, raden wij altijd monochroom aan. Dit komt doordat monochroom 3 x meer lichtgevoeligheid en een scherper beeld biedt.
- Camera-interface, USB3-camera of GigE-camera: Raadpleeg voor meer informatie het volgende artikel: Welke machine vision-camera moet u selecteren?
- Global shutter of Rolling shutter: als er tijdens het maken van de opname beweging is van een object of camera, raden wij aan een Global shutter camera te kiezen.
In deze applicatie voor labelinspectie vroeg de klant om een monochrome camera. Het object beweegt op een transportband wanneer de opname wordt gemaakt, dus raden wij een global shutter aan. De afstand tussen de camera en de pc is 7 m, daarom raden wij een GigE-interface aan. Er zijn 2 camera's in ons portfolio die aan deze criteria voldoen: MER2-160-75GM-P of MER2-134-90GM.We hebben de vergelijkingsfunctie gebruikt om de specificaties van elk model te vergelijken.
Na enige overweging hebben wij de MER2-160-75GM-P camera aanbevolen. Bij vergelijking van de sensoren bleek de Sony IMX273 een betere keuze. Deze sensor heeft een lagere uitleesruis, wat belangrijk was voor de klant. De prijs en beschikbaarheid waren eveneens bepalende factoren. De MER2-160-75GM-P is een “VA-Imaging keuze”; deze camera's worden op voorraad gehouden en kunnen in de meeste gevallen direct worden verzonden. De klant is van plan deze camera in meerdere machines te implementeren en wil niet te veel kapitaal investeren in het op voorraad houden van camera's. Het feit dat wij de camera's met Express-levering kunnen leveren, was zeer belangrijk. Als u meer wilt weten over onze afhandelingsopties, ga dan naar FAQ VA Imaging.
De juiste Lens kiezen voor labelinspectie
We raden aan om met lenzen met een vaste focal length te werken, deze lenzen zijn speciaal ontworpen om de zware omstandigheden van de industriële omgevingen te doorstaan. Voor deze labelinspectie toepassing was de klant bezorgd dat er een lichte trilling zou kunnen zijn op de plaats waar de lens en camera worden geplaatst. Dit is geen probleem omdat onze C-mount lenzen zijn ontworpen en getest om onder dergelijke omstandigheden te presteren. De lenzen zijn ook uitgerust met een schroef om de iris en scherpstelling vast te zetten.
De klant had de exacte afstand tussen de camera en het object nog niet gedefinieerd, het bereik van de werkafstand is 500 mm – 1200 mm. De klant wilde dat de lens geen vervorming heeft en dat het oplossend vermogen van de lens hoog genoeg is om de lijnen van de barcode in de hoeken van de FOV te lezen. Het product ligt namelijk niet altijd in het midden van de FOV. Als algemene regel en als de instelling van de toepassing het toelaat, geven we de voorkeur aan een WD die 2x de Hfov is. Daarom heeft een langere WD de voorkeur voor deze labelinspectie toepassing.
Met behulp van de Lens calculator hebben we de focal lengths berekend:
We zijn begonnen met het invullen van de sensorgrootte van de camera en de maximale WD van 1200 mm en een Hfov van 310 mm. Een Hfov van 310 mm is gebruikt omdat het altijd goed is om wat extra ruimte over te laten. U kunt geavanceerde opties in de calculator gebruiken voor een nauwkeurigere waarde. De calculator adviseerde een focal length van 16 mm, dus hebben we de WD verkleind tot 1005 mm, wat overeenkomt met de berekende focal length van de lens. Door de geavanceerde optie in te vullen met de aangegeven specifieke resolutie en pixelgrootte van de camera zou de FOV 307 mm x 230 mm zijn, wat voldoet aan de criteria.
Lens Calculator
We hebben 2 opties van 16mm C-mount-lenzen in ons portfolio, zoals te zien is op de afbeelding rechts.
Bij het vergelijken van deze lenzen lagen de verschillen in het f-getal, (hoe lager het f-getal, hoe meer lichtgevoeligheid de lens biedt), de vervorming en we hebben ook de resolutiegrafiek van de lens op de Downloadpagina geraadpleegd voor de resolutiewaarden (lp/mm) van de lens om het oplossend vermogen van de lens te vergelijken, vooral in de hoek.
Vervolgens hebben we besloten de VA-LCM-5MP-16MM-F2.0-018 lens te gebruiken, niet alleen vanwege het prijsvoordeel, maar ook omdat de lp/mm-waarde in de hoek hoger is.
Verlichting en filters voor labelinspectie
De klant was van plan 2 Bar lights aan weerszijden van de camera te plaatsen voor zijn vision-systeem voor labelinspectie. De verpakking heeft een lichte reflectie, waardoor het lezen van de informatie op de verpakking moeilijk kan zijn. Wij raden aan een techniek genaamd kruislingse polarisatie toe te passen door een polarisatiefilter toe te voegen aan de lens en verlichting. Houd er rekening mee dat deze techniek het licht met 20% vermindert. U kunt meer lezen over deze techniek in dit artikel: Polarisatie in uw machine vision Applicatie.
Wij raden aan een polarisatiefolie VA-LFT-LPOL-300x200 vóór de verlichting te gebruiken, niet rechtstreeks op de verlichting, aangezien de verlichting te veel warmte afgeeft. Voor het lensfilter raden wij het polarisatiefilter VA-LFT-LPOL-M25.5 aan, dat specifiek op deze lens past.
Software voor OCR, barcodelezing en labelverificatie
Om dit systeem volledig operationeel te maken, wordt het beeld vastgelegd via onze Software Development Kit (SDK). U moet ook de parameters van de camera instellen, zoals witbalans, versterking en belichtingstijd. Lees meer over deze beeldinstellingen. Onze SDK is gratis beschikbaar op onze Downloadpagina, er zijn meerdere downloadopties. Dit hangt volledig af van welk besturingssysteem u voor uw specifieke applicaties gebruikt.
Zodra het beeld is vastgelegd, heeft u beeldverwerkingssoftware nodig om het beeld te inspecteren en te evalueren. Er zijn diverse softwarepakketten van derden waaruit u kunt kiezen; wij raden Zebra Aurora Vision aan (voorheen bekend als Adaptive Vision). De klant kon de software op zijn labelinspectiesysteem testen door het proefsoftwarepakket te downloaden en was aangenaam verrast door hoe eenvoudig de software te gebruiken is.
Wij boden aan een demoprogramma te maken en verzochten de klant vervolgens om één map met 10 goede afbeeldingen van de verpakking en een map met 15 afbeeldingen met fouten aan te leveren, met voor elke fout een beschrijving van de fout. Bijvoorbeeld een houdbaarheidsdatum die niet correct was afgedrukt of een certificeringssticker die op de verpakking ontbrak. Zodra wij de afbeeldingen hadden ontvangen, werd een demoprogramma gemaakt en kon de klant verdere tests uitvoeren.
De volgende tools werden gebruikt voor deze labelinspectieapplicatie: Programmavoorbeelden - Aurora Vision
- Aanwezigheidscontrole
- OCR-lezen
- Barcodescanning/identificatie
- Positiedetectie
De klant was tevreden en ontving zijn kant-en-klare softwarepakket, met de mogelijkheid om zelf aanpassingen aan het programma te maken. Als u support wenst met betrekking tot Zebra Aurora vision, neem dan gerust contact met ons op.
Vragen over het vision systeem voor labelinspectie?
Labelinspectie systemin kunnen nuttig zijn in veel verschillende bedrijfstakken, zoals de voedingsmiddelenindustrie, de detailhandel en de productie. Na een eerste investering kan het u tijd besparen en ervoor zorgen dat uw klanten volledig tevreden zijn met het product dat u levert. Als u vragen heeft over uw project voor een labelinspectiesysteem, neem dan contact met ons op via onderstaand formulier: