Maskinsynssystem for etikettinspeksjon på emballasjelinjer
Et maskinsynssystem for etikettinspeksjon hjelper produsenter med å kontrollere at hvert produkt er korrekt merket før det forlater pakkelinjen. Det kan kontrollere etikettens tilstedeværelse, etikettposisjon, strekkodelesbarhet, OCR/OCV-tekst, utløpsdatoer, batchkoder og utskriftskvalitet for å redusere svinn, unngå kundeklager og forhindre merkefeil. I dette eksempelet ser vi på et system for etikettinspeksjon for pakkelinjer som inspiserer matvarer på et transportbånd. Målet er å lese strekkoden, kontrollere at utløpsdatoen er lesbar, bekrefte at alle etiketter og klistremerker er til stede, og oppdage etiketter som mangler, er feilplassert eller rotert feil. Denne veiledningen forklarer hvordan du velger riktig industrielt kamera, objektiv, belysning, filtre og bildebehandlingsprogramvare for en machine vision-applikasjon for etikettinspeksjon.
Hva kontrollerer et etikettinspeksjonssystem?
-
Oppdag pakker som ikke har fått påført etikett eller klistremerke før de forlater produksjonslinjen.
-
Identifiser produkter med feil etikett, feil design eller feil produktinformasjon.
-
Kontroller om etiketter er påført rett og i riktig orientering på hver pakke.
-
Kontroller at strekkoder og 2D-koder er til stede, lesbare og korrekt trykket for sporbarhet.
-
Les og verifiser trykt tekst, for eksempel utløpsdatoer, lotnumre og batchkoder.
-
Oppdag uskarp, ufullstendig, lavkontrast eller skadet utskrift som kan påvirke lesbarheten.
-
Bekreft at hver etikett er plassert i riktig posisjon og justert innenfor definerte toleranser.
Denne testcasen omfatter etablering av et system som skal utføre etikettinspeksjon på en pakke med næringsmidler. Systemet må kunne lese strekkoden, bekrefte at utløpsdatoen er lesbar, bekrefte at alle etiketter er til stede på pakken, og at alle etiketter er på riktig plass og vender riktig vei.
Denne artikkelen gir trinnvis veiledning i valg av egnet kamera, objektiv, belysning og programvare for etikettinspeksjonssystemet ditt.
Beste Kamera for etikettinspeksjonssystemer
Når du velger et industrielt kamera, er det avgjørende å velge riktig sensor for applikasjonen din. Faktorer som oppløsning, pikselstørrelse, lysfølsomhet og spesialfunksjoner som binning er viktige å vurdere når du skal bestemme hvilken sensor som skal implementeres. Det første trinnet er å beregne den nødvendige oppløsningen. For å beregne denne verdien må vi kjenne FOV (synsfelt) og systemoppløsningen. I dette prosjektet for etikettinspeksjon er selve objektet 250 mm x 200 mm, men objektet er ikke alltid plassert på samme sted på transportbåndet. Transportbåndet har en bredde på 300 mm, så vi vil betrakte dette som det horisontale synsfeltet (Hfov).
De fleste sensorer er rektangulære, og dette er viktig å ta hensyn til ved fastsettelse av det vertikale synsfeltet (Vfov). For å beregne Vfov bruker vi følgende formel:
(Hfov/4) *3=Vfov
(300mm/4) *3=225mm Vfov
Nå som vi har fastslått hva synsfeltet er, kan vi bestemme hvilken oppløsning som kreves for denne applikasjonen for etikettinspeksjon.
Vi anbefaler alltid å fokusere på den minste detaljen som skal gjenkjennes på emballasjen. I dette tilfellet er det bredden på den tynneste streken i strekkoden, som vi målte til 0,5 mm.
Ved beregning av systemoppløsningen for strekkodeavlesning anbefaler vi å bruke 2 piksler per mm av det minste objektet.
Minste objekt/2 piksler=Systemoppløsning
0,5mm/2 piksler=0,25mm Systemoppløsning
For å beregne nødvendig oppløsning bruker vi følgende formel:
Horisontal kameraoppløsning = 300 mm (horisontalt FOV) / 0,25mm (systemoppløsning) = 1200 piksler
Vertikal kameraoppløsning = 225 mm (vertikalt FOV) / 0,25mm (systemoppløsning) = 900 piksler
Andre faktorer påvirker valget av kamera
Andre faktorer som vil påvirke valget av kamera er:
- Farge eller monokrom: Hvis du ikke spesifikt trenger å se farge, anbefaler vi alltid monokrom. Dette er fordi monokrom gir 3 x høyere lysfølsomhet og et skarpere bilde.
- Kameragrensesnitt, USB3-kamera eller GigE-kamera: For mer informasjon, se følgende artikkel: Hvilket maskinsynskamera skal du velge?
- Global shutter eller Rolling shutter: Hvis det er et objekt eller kamera som har bevegelse mens bildet tas, anbefaler vi å velge et Global shutter-kamera.
I denne applikasjonen for etikettinspeksjon ba kunden om et monokromt kamera. Objektet vil være i bevegelse på et transportbånd når bildet tas, så vi anbefaler global shutter, og siden avstanden mellom kameraet og PC-en er 7 m, anbefaler vi derfor et GigE-grensesnitt. Det finnes 2 kameraer i vår portefølje som oppfyller disse kriteriene: MER2-160-75GM-P eller MER2-134-90GM.Vi brukte sammenligningsfunksjonen for å sammenligne spesifikasjonene for hver modell.
Etter nøye vurdering anbefalte vi kameraet MER2-160-75GM-P. Ved sammenligning av sensorene var Sony IMX273 en bedre løsning. Denne sensoren har lavere lesestøy, noe som var viktig for kunden. Pris og tilgjengelighet var også avgjørende faktorer. MER2-160-75GM-P er et «VA-Imaging-valg», disse kameraene holdes på lager og kan i de fleste tilfeller sendes umiddelbart. Kunden planlegger å implementere dette kameraet i flere maskiner, og ønsker ikke å binde for mye kapital i å ha kameraer på lager. Det at vi kan levere kameraene med ekspresslevering, var svært viktig. Hvis du vil vite mer om våre håndteringsalternativer, kan du besøke FAQ VA Imaging.
Velge riktig objektiv for etikettinspeksjon
Vi anbefaler å arbeide med objektiver med fast brennvidde, disse objektivene er spesielt utviklet for å tåle de krevende forholdene i industrielle miljøer. For denne applikasjonen for etikettinspeksjon var kunden bekymret for at det kunne forekomme svake vibrasjoner der objektivet og kameraet skal plasseres. Dette er ikke et problem, da våre C-mount-objektiver er utviklet og testet for å fungere under slike forhold. Objektivene er også utstyrt med en skrue for å låse iris og fokus på plass.
Kunden hadde ennå ikke definert den nøyaktige avstanden mellom kameraet og objektet, men området for arbeidsavstand er 500 mm–1200 mm. Kunden krevde at objektivet ikke har forvrengning, og at objektivets oppløsning er høy nok til å lese linjene i strekkoden i hjørnene av FOV. Dette skyldes at produktet ikke alltid ligger i sentrum av FOV. Som en generell regel, og dersom oppsettet for applikasjonen tillater det, foretrekker vi en WD som er 2 x Hfov. Derfor foretrekkes en lengre WD for denne applikasjonen for etikettinspeksjon.
Ved å bruke Objektivkalkulatoren beregnet vi alternativene for brennvidde: Vi startet med å fylle inn sensorstørrelse for kameraet, maksimal WD på 1200 mm og en Hfov på 310 mm. Hfov på 310 mm brukes fordi det alltid er bra å ha litt ekstra plass. Du kan bruke avanserte alternativer i kalkulatoren for en mer nøyaktig verdi. Kalkulatoren anbefalte en brennvidde på 16 mm, så vi reduserte WD til 1005 mm, noe som samsvarte med den beregnede brennvidden for objektivet. Ved å fylle inn det avanserte alternativet med den angitte spesifikke oppløsning og pikselstørrelse for kameraet, ville FOV være 307 mm x 230 mm, noe som oppfyller kriteriene.
Objektivkalkulator
Vi har 2 alternativer av 16 mm C-mount-objektiver i vår portefølje, som vist på bildet til høyre.
Ved sammenligning av disse objektivene var forskjellene f-tallet (jo lavere f-tall, desto høyere lysfølsomhet tilbyr objektivet), forvrengningen, og vi henviste også til objektivets oppløsningsdiagram på nedlastingssiden for verdiene for objektivets oppløsning (lp/mm) for å sammenligne objektivets oppløsningsevne, spesielt i hjørnet.
Vi bestemte oss deretter for å bruke VA-LCM-5MP-16MM-F2.0-018 objektivet, ikke bare på grunn av prisfordelen, men også fordi lp/mm-avlesningen var høyere i hjørnet.
Belysning og filtre for etikettinspeksjon
Kunden planla å plassere 2 Barlys på hver side av kameraet for sitt visionsystem for etikettinspeksjon. Emballasjen har en svak refleksjon som kan gjøre det vanskelig å lese informasjonen på pakken. Vi anbefaler å bruke en teknikk kalt krysspolarisering ved å legge til et polariserende filter på objektivet og belysningen. Vær oppmerksom på at denne teknikken vil redusere lyset med 20 %. Du kan lese mer om denne teknikken i denne artikkelen: Polarisering i din machine vision-applikasjon.
Vi anbefaler å bruke en polariserende plate VA-LFT-LPOL-300x200 foran belysningen, ikke direkte på belysningen, ettersom belysningen avgir for mye varme. For objektivfilteret anbefaler vi det polariserende filteret VA-LFT-LPOL-M25.5 som passer spesifikt til dette objektivet.
Programvare for OCR, strekkodelesing og etikettverifisering
For å gjøre dette systemet fullt operativt, hentes bildet inn via vårt programvareutviklingssett (SDK). Du må også angi parameterne for kameraet, som hvitbalanse, gain og eksponeringstid. Les mer om disse bildeinnstillingene. Vårt SDK er fritt tilgjengelig på nedlastingssiden vår, og det finnes flere nedlastingsalternativer. Dette avhenger av hvilket operativsystem du skal bruke for dine spesifikke applikasjoner.
Når bildet er hentet inn, trenger du programvare for bildebehandling for å inspisere og evaluere bildet. Det finnes en rekke tredjeparts programvarepakker å velge mellom, og vi anbefaler Zebra Aurora Vision (tidligere kjent som Adaptive Vision). Kunden kunne teste programvaren på sitt etikettinspeksjonssystem ved å laste ned prøveprogramvarepakken, og ble positivt overrasket over hvor enkel programvaren er å navigere i.
Vi tilbød å lage et demoprogram og ba kunden om å levere én mappe som inneholdt 10 bilder av pakker som var godkjente, samt en mappe med 15 bilder som inneholdt feil, og en beskrivelse av hver feil. For eksempel en utløpsdato som ikke var korrekt trykket, eller et sertifiseringsmerke som manglet på pakken. Da vi mottok bildene, ble det opprettet et demoprogram, og kunden kunne utføre videre testing.
Følgende verktøy ble brukt for denne applikasjonen for etikettinspeksjon: Programeksempler - Aurora Vision
- Kontroll av tilstedeværelse
- OCR-lesing
- Strekkodeskanning/identifikasjon
- Posisjonsdeteksjon
Kunden var fornøyd og mottok sin programvarepakke klar til bruk, med mulighet til å gjøre egne justeringer i programmet. Hvis du ønsker support angående Zebra Aurora vision, er du velkommen til å kontakte oss.
Spørsmål om visionsystem for etikettinspeksjon?
Systemer for etikettinspeksjon kan være nyttige i mange ulike bransjer, blant annet næringsmiddelindustrien, detaljhandel og produksjon. Etter en innledende investering kan det spare deg for tid og sikre at kundene dine er fullt fornøyde med produktet du leverer. Hvis du har spørsmål angående prosjektet ditt med visionsystem for etikettinspeksjon , kan du kontakte oss via skjemaet nedenfor.