System kontroli etykiet wizyjnej dla linii pakujących
System kontroli etykiet wykorzystujący widzenie maszynowe pomaga producentom zweryfikować, czy każdy produkt jest prawidłowo oznakowany przed opuszczeniem linii pakującej. Może sprawdzać obecność etykiety, pozycję etykiety, czytelność kodu kreskowego, tekst OCR/OCV, daty ważności, kody partii oraz jakość druku, aby ograniczyć straty, uniknąć skarg klientów i zapobiec błędom w oznakowaniu. W tym przykładzie omawiamy system kontroli etykiet dla linii pakujących, który kontroluje produkty spożywcze na przenośniku. Celem jest odczytanie kodu kreskowego, zweryfikowanie, czy data ważności jest czytelna, potwierdzenie obecności wszystkich etykiet i naklejek oraz wykrycie etykiet brakujących, nieprawidłowo umieszczonych lub nieprawidłowo obróconych. Ten przewodnik wyjaśnia, jak wybrać odpowiednią kamerę przemysłową, obiektyw, oświetlenie, filtry i oprogramowanie do przetwarzania obrazu dla zastosowania kontroli etykiet z wykorzystaniem widzenia maszynowego.
Co sprawdza system inspekcji etykiet?
-
Wykrywaj opakowania, na których nie zastosowano etykiety ani naklejki, zanim opuszczą linię produkcyjną.
-
Identyfikuj produkty z niewłaściwą etykietą, niewłaściwym projektem lub nieprawidłowymi informacjami o produkcie.
-
Sprawdź, czy etykiety są naklejone prosto i we właściwej orientacji na każdym opakowaniu.
-
Sprawdź, czy kody kreskowe i kody 2D są obecne, czytelne i prawidłowo wydrukowane na potrzeby identyfikowalności.
-
Odczytuj i weryfikuj drukowany tekst, taki jak daty ważności, numery partii i kody wsadów.
-
Wykrywaj rozmazany, niekompletny, niskokontrastowy lub uszkodzony druk, który może wpływać na czytelność.
-
Potwierdź, że każda etykieta jest umieszczona we właściwej pozycji i wyrównana w ramach określonych tolerancji.
Ten przypadek testowy obejmuje stworzenie systemu, który będzie przeprowadzał kontrolę etykiet na opakowaniu produktów spożywczych. System musi odczytywać kod kreskowy, potwierdzać, że data ważności jest czytelna, potwierdzać obecność wszystkich naklejek na opakowaniu oraz to, że wszystkie naklejki znajdują się we właściwym miejscu i są zwrócone we właściwym kierunku.
Ten artykuł zawiera szczegółowe wskazówki dotyczące wyboru odpowiedniej kamery, obiektywu, oświetlenia i oprogramowania dla systemu kontroli etykiet.
Najlepsza Kamera do Systemów Inspekcji Etykiet
Przy wyborze kamery przemysłowej kluczowe jest dobranie odpowiedniego sensora do danego zastosowania. Czynniki takie jak rozdzielczość, rozmiar pikseli, czułość na światło oraz specjalne funkcje, takie jak binning, są istotne przy podejmowaniu decyzji o wyborze sensora. Pierwszym krokiem jest obliczenie wymaganej rozdzielczości. Aby obliczyć tę wartość, musimy znać FOV (pole widzenia) oraz rozdzielczość systemu. W tym projekcie systemu inspekcji etykiet sam obiekt ma wymiary 250mm x 200mm, jednak nie zawsze jest on umieszczony w tym samym miejscu na taśmie przenośnika. Taśma przenośnika ma szerokość 300mm, dlatego uznamy ją za poziome pole widzenia (Hfov).
Większość sensorów ma kształt prostokątny, co należy uwzględnić przy określaniu pionowego pola widzenia (Vfov). Do obliczenia Vfov używamy następującego wzoru:
(Hfov/4) *3=Vfov
(300mm/4) *3=225mm Vfov
Po ustaleniu FOV możemy określić rozdzielczość wymaganą dla tego zastosowania inspekcji etykiet.
Zawsze zalecamy skoncentrowanie się na najmniejszym szczególe, który ma zostać rozpoznany na opakowaniu. W tym przypadku jest to szerokość najcieńszej linii kodu kreskowego, którą zmierzyliśmy na 0.5mm.
Przy obliczaniu rozdzielczości systemu do odczytu kodów kreskowych zalecamy przeznaczenie 2 pikseli na mm najmniejszego obiektu.
Najmniejszy obiekt/2piksele=Rozdzielczość systemu
0.5mm/2piksele=0.25mm Rozdzielczość systemu
Do obliczenia wymaganej rozdzielczości używamy następującego wzoru:
Pozioma rozdzielczość kamery = 300 mm (poziome FOV) / 0.25mm (rozdzielczość systemu) = 1200pikseli
Pionowa rozdzielczość kamery = 225 mm (pionowe FOV) / 0.25mm (rozdzielczość systemu) = 900pikseli
Inne czynniki wpływają na wybór kamery
Inne czynniki, które wpływają na wybór kamery, to:
- Kolorowa lub monochromatyczna: jeśli nie ma szczególnej potrzeby widzenia kolorów, zawsze zalecamy kamerę monochromatyczną. Wynika to z faktu, że wersja monochromatyczna oferuje 3 x większą czułość na światło i ostrzejszy obraz.
- Interfejs kamery, kamera USB3 lub kamera GigE: Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z następującym artykułem: Którą kamerę wizyjną wybrać?
- Migawka globalna lub Krocząca migawka: jeśli obiekt lub kamera porusza się podczas wykonywania obrazu, zalecamy wybór kamery z migawką globalną.
W tym zastosowaniu do inspekcji etykiet klient zażądał kamery monochromatycznej. Obiekt będzie poruszał się na taśmie przenośnika podczas wykonywania obrazu, dlatego zalecamy migawkę globalną, a odległość między kamerą a komputerem PC wynosi 7 m, dlatego zalecamy interfejs GigE. W naszej ofercie znajdują się 2 kamery spełniające te kryteria: MER2-160-75GM-P lub MER2-134-90GM.Użyliśmy funkcji porównywania, aby porównać specyfikacje każdego modelu.
Po pewnym namyśle zarekomendowaliśmy kamerę MER2-160-75GM-P, ponieważ przy porównaniu sensorów Sony IMX273 lepiej odpowiadał wymaganiom. Ten sensor charakteryzuje się niższym szumem odczytu, co było ważne dla klienta. Cena i dostępność również były istotnymi czynnikami. MER2-160-75GM-P to „wybór VA-Imaging”, te kamery są dostępne z magazynu i w większości przypadków mogą zostać wysłane natychmiast. Klient planuje wdrożyć tę kamerę w wielu maszynach, nie chce inwestować zbyt dużego kapitału w utrzymywanie kamer w magazynie. Fakt, że możemy dostarczyć kamery przesyłką ekspresową, był bardzo ważny. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o naszych opcjach obsługi, odwiedź FAQ VA Imaging.
Wybór odpowiedniego obiektywu do inspekcji etykiet
Zalecamy stosowanie obiektywów o stałej ogniskowej, ponieważ są one specjalnie zaprojektowane do pracy w trudnych warunkach środowisk przemysłowych. W tym zastosowaniu do inspekcji etykiet klient obawiał się, że w miejscu montażu obiektywu i kamery mogą występować niewielkie drgania, jednak nie stanowi to problemu, ponieważ nasze obiektywy C-mount są zaprojektowane i testowane pod kątem pracy w takich warunkach. Obiektywy są również wyposażone w śrubę do blokowania przysłony i ostrości w ustalonej pozycji.
Klient nie określił jeszcze dokładnej odległości między kamerą a obiektem, zakres odległości roboczej wynosi 500mm-1200mm. Klient wymagał, aby obiektyw nie powodował dystorsji oraz aby zdolność rozdzielcza obiektywu była wystarczająco wysoka do odczytu linii kodu kreskowego w narożnikach pola widzenia. Wynika to z faktu, że produkt nie zawsze znajduje się na środku pola widzenia. Zasadniczo, jeśli konfiguracja zastosowania na to pozwala, preferujemy odległość roboczą wynoszącą 2 x Hfov. Dlatego w tym zastosowaniu do inspekcji etykiet preferowana jest większa odległość robocza.
Za pomocą kalkulatora obiektywów obliczyliśmy opcje ogniskowej: rozpoczęliśmy od wprowadzenia rozmiaru matrycy kamery, maksymalnej odległości roboczej 1200mm oraz Hfov 310mm. Hfov 310mm zastosowano, ponieważ zawsze warto pozostawić nieco dodatkowego miejsca; aby uzyskać dokładniejszą wartość, można użyć opcji zaawansowanych w kalkulatorze. Kalkulator zalecił ogniskową 16mm, dlatego zmniejszyliśmy odległość roboczą do 1005mm, co odpowiadało obliczonej ogniskowej obiektywu. Po wprowadzeniu w opcji zaawansowanej określonej rozdzielczości i rozmiaru piksela kamery pole widzenia wyniosłoby 307mm x 230mm, co spełnia kryteria.
Kalkulator obiektywów
W naszej ofercie dostępne są 2 opcje obiektywów C-mount 16 mm, widoczne na ilustracji po prawej stronie.
Porównując te obiektywy, różnice dotyczyły liczby przysłony (im niższa liczba przysłony, tym większą czułość na światło oferuje obiektyw), dystorsji, a także odnieśliśmy się do wykresu rozdzielczości obiektywu na stronie Pobieranie, aby porównać wartości rozdzielczości obiektywu (lp/mm) i zdolność rozdzielczą obiektywu, szczególnie w narożniku.
Następnie zdecydowaliśmy się użyć obiektywu VA-LCM-5MP-16MM-F2.0-018 , nie tylko ze względu na korzyść cenową, ale również z uwagi na wyższy odczyt lp/mm w narożniku.
Oświetlenie i filtry do kontroli etykiet
Klient planował umieścić 2 Oświetlacze liniowe po obu stronach kamery w swoim systemie wizyjnym do kontroli etykiet. Opakowanie ma niewielki odblask, który może utrudniać odczyt informacji na opakowaniu. Zalecamy zastosowanie techniki zwanej polaryzacją krzyżową poprzez dodanie filtra polaryzacyjnego do obiektywu i oświetlenia. Należy pamiętać, że technika ta zmniejszy ilość światła o 20%. Więcej informacji o tej technice można znaleźć w tym artykule: Polaryzacja w zastosowaniu widzenia maszynowego.
Zalecamy użycie arkusza polaryzacyjnego VA-LFT-LPOL-300x200 przed oświetleniem, a nie bezpośrednio na oświetleniu, ponieważ oświetlenie emituje zbyt dużo ciepła, natomiast jako filtr do obiektywu zalecamy filtr polaryzacyjny VA-LFT-LPOL-M25.5 pasujący specjalnie do tego obiektywu.
Oprogramowanie do OCR, odczytu kodów kreskowych i weryfikacji etykiet
Aby system był w pełni operacyjny, obraz jest pozyskiwany za pośrednictwem naszego zestawu do tworzenia oprogramowania (SDK). Należy również ustawić parametry kamera, takie jak balans bieli, wzmocnienie i czas ekspozycji. Przeczytaj więcej o tych ustawieniach obrazu. Nasz SDK jest dostępny bezpłatnie na stronie pobierania, dostępnych jest wiele opcji pobierania. Wszystko zależy od systemu operacyjnego, którego będziesz używać w swoich konkretnych zastosowaniach.
Po pozyskaniu obrazu potrzebne jest oprogramowanie do przetwarzania obrazu w celu inspekcji i oceny obrazu. Do wyboru jest wiele pakietów oprogramowania innych firm, zalecamy Zebra Aurora Vision (formalnie znane jako Adaptive Vision). Klient mógł przetestować oprogramowanie w swoim systemie inspekcji etykiet, pobierając wersję próbną oprogramowania, i był mile zaskoczony łatwością obsługi oprogramowania.
Zaproponowaliśmy stworzenie programu demonstracyjnego i poprosiliśmy klienta o przesłanie jednego folderu zawierającego 10 obrazów opakowania bez wad oraz folderu z 15 obrazami zawierającymi błędy, wraz z opisem każdego błędu. Na przykład daty ważności, która nie została wydrukowana prawidłowo, lub naklejki certyfikacyjnej, której brakowało na opakowaniu. Po otrzymaniu obrazów utworzono program demonstracyjny, a klient mógł przeprowadzić dalsze testy.
W poniższej aplikacji do inspekcji etykiet zastosowano następujące narzędzia: Przykłady programów - Aurora Vision
- Kontrola obecności
- Odczyt OCR
- Skanowanie/identyfikacja kodów kreskowych
- Wykrywanie położenia
Klient był zadowolony i otrzymał gotowy do użycia pakiet oprogramowania z możliwością wprowadzania własnych zmian w programie. Jeśli potrzebujesz wsparcie dotyczącego Zebra Aurora vision, skontaktuj się z nami.
Pytania dotyczące systemu wizyjnego do inspekcji etykiet?
Systemy kontroli etykiet mogą być przydatne w wielu różnych branżach, w tym w przemyśle spożywczym, handlu detalicznym czy produkcji, aby wymienić tylko kilka. Po początkowej inwestycji mogą zaoszczędzić czas i zapewnić pełne zadowolenie klientów z dostarczanego produktu. Jeśli masz pytania dotyczące projektu systemu wizyjnego do kontroli etykiet, skontaktuj się z nami za pomocą poniższego formularza.