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SVS 无差错标签检测的图像处理
23/08/2024

如今,食品生产几乎总是需要高度自动化。除此之外,瑞士凯撒工程公司设计和组装著名奶酪生产商使用的设备。来自Fabrimex Systems AG、SVS-Vistek、Effilux和Matrox Imaging的自动化和成像组件形成了强大的系统,可以在全球范围内实现无差错的食品生产。

 

“对我们来说,一切都与自动化有关”,这是位于巴塞尔附近莱茵费尔登的凯撒工程公司的座右铭。凯撒工程公司副总经理Roger Schweingruber表示,这家成立于1972年的公司的核心技能可以分为四个部分:“在机械工程领域,我们处理特殊机械和生产设备的工程等任务。我们的第二大支柱涉及各种不同领域的机器人解决方案。通过我们的电气工程活动,我们为客户提供与硬件和软件项目管理以及机器人编程和可编程逻辑控制器相关的所有问题的支持。我们的第四个业务领域是机器视觉技术。

Roger Schweingruber解释说,这四个能力中心既可以单独使用,也可以联合使用:“这样。我们能够为所有工业领域提供广泛的产品。我们为客户设计定制和优化的解决方案,从简单的支架到复杂的特殊机械、原型和设备。”他接着说,他的公司还经常为食品行业提供符合fda标准的设计,或为制药行业提供符合gmp标准的系统。

可靠地读取奶酪标签

Kaiser engineering 在最近的一份合同中还利用了其在食品生产设备工程方面的多年经验,建立了一个系统,该系统可以读取、检查和评估贴在奶酪包装上的标签。客户是一家在瑞士和国际上享有盛誉的公司,专门从事乳制品和奶酪产品的生产和分销。

“过去,奶酪包装上的标签只检查是否存在条形码,而所有其他信息都被忽略了,”Roger Schweingruber 说,他解释了直到几个月前仍然存在的情况。“对于奶酪生产商来说,这已经不再是可以接受的,特别是因为奶酪包装系统现在的运行速度如此之快,以至于只能进行自动检查。通过与Fabrimex Systems AG的密切合作,我们为这项任务开发了一种解决方案,现在可以对所有标签及其包含的所有数据进行可靠的100%检查。

成功的团队合作

Fabrimex Systems AG 总部位于瑞士,为众多领域的自动化和质量控制提供 OEM 和系统解决方案,并与 Kaiser engineering 合作多年。Roger Schweingruber 是这样解释这种关系的:“Kaiser engineering 为客户提供根据客户规格组装的定制交钥匙系统。我们从Fabrimex Systems采购这些系统中使用的许多自动化组件,Fabrimex Systems根据手头的任务推荐最佳的工业PC系统、图像处理组件或测量系统。

尽管他能够在自己的公司内部利用丰富的图像处理经验,但 Roger Schweingruber 认为 Fabrimex Systems 是该领域的顶级专家。“这个合作伙伴多年来一直为我们提供建议,支持我们根据适用的要求选择最佳的图像处理组件。在这方面,我们完全依赖 Fabrimex Systems 提出的建议。通过这种方式,Kaiser engineering 的团队随后将在此基础上选择的机器视觉组件集成到定制的机械和设备中。此外,它还为客户编程系统,经常利用其在机器人技术方面的经验。

 

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所使用的照明系统包括两盏来自Effilux的LED灯、SVS-Vistek的GigE-Vision相机和一台Fabrimex Systems工业PC,该PC在Matrox MIL图像处理软件下运行Matrox Design Assistant 5以评估图像。

 

多年来,Fabrimex Systems一直是德国SVS-Vistek公司生产的工业相机的瑞士代理商,这些相机来自慕尼黑附近的Seefeld。Fabrimex Systems 的销售经理 Thomas Graf 特别喜欢 SVS-Vistek 相机的广泛范围和高度灵活性:“SVS-Vistek 开发和生产高质量的相机,能够非常快速和灵活地响应客户的特殊要求。可用的相机型号和范围在分辨率、速度、接口和许多其他技术特性方面都具有极其广泛的通用性。出于这个原因,我们在使用 SVS-Vistek 相机方面拥有非常好的经验,在过去几年中为我们的客户安装了大量相机。

优化配置的图像处理

在检查包装奶酪部分标签的系统中,Thomas Graf 与 Kaiser 工程部门密切合作,开发了一种基于防护等级为 IP67 的 ECO 625 和 ECO 815 GigE-Vision 相机的机器视觉系统,分辨率分别为 5 和 9 百万像素。它们配备了经过验证的 2/3 英寸和 1 英寸索尼传感器。根据要求,还使用该相机系列的 1200 万像素版本。

该系列相机的一大特点是集成了双通道或四通道闪光控制器,可直接通过相机进行操作。“SVS-Vistek 相机的这一特殊功能对用户来说是一个优势,因为在集成系统时可以节省大量的时间、空间和金钱。此外,只需要使用和同步一个 SDK,而不是两个。这大大减少了资源需求,“Thomas Graf 解释道。Roger Schweingruber 证实了这一点:“将这些相机集成到系统和评估软件中所需的资源和成本大大低于我们通常的预期。这在很大程度上要归功于SVS-Vistek相机的I/O设计和集成的闪光灯控制器。

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SVS-Vistek ECO 相机为检查奶酪包装上的标签提供了基础。

根据 Thomas Graf 的说法,SVS-Vistek 摄像机的另一个功能还使整个系统的工程设计更简单、更迅速:“这些摄像机支持安全触发系统,在该系统中,触发信号不受任何干扰。

对于 Thomas Graf 来说,支持 SVS-Vistek 相机的另一个论点是相机的防尘防水 UP67 机身。这意味着它们可以用于食品生产应用,而无需任何进一步的保护壳。该行业中使用的生产和加工系统必须定期清洁,在某些情况下使用高压水射流。SVS-Vistek ECO 相机的镜筒和相机主体均具有 IP67 防护等级,能够满足这些严苛的要求。M8/M12 连接设计符合现场布线标准,可确保在此类应用中实现必要的抗渗性。“这些特性的结合使 ECO 相机成为 Kaiser 工程的首选,”Thomas Graf 说。

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SVS-Vistek ECO 相机具有防尘防水的 IP67 机身和坚固的连接器设计,是食品生产行业应用的理想选择。

 

许多不同的标签

鉴于所用材料的性质,包装和标签往往会反射闪光灯产生的光,从而使后续评估更加困难,因此 Kaiser engineering 开发了一种隧道状间接照明装置,专门针对此任务进行了优化,并基于来自 Effilux 的两盏 LED 灯。以这种方式获得的图像可以使用基于Matrox MIK成像软件的Matrox Design Assistant 5毫不费力地进行评估。整个图像评估过程由Fabrimex Systems开发的功能强大的无风扇工业PC处理。

“该系统可处理大约 150 种不同的标签类型。根据奶酪的类型和客户,标签可能包含不同的数据。因此,与成像系统相连的数据库最初仅提供有关标签上待检查和读取的数据的信息,“Roger Schweingruber解释说。“然后,每个标签上的数据都会被传输到SAP系统并存储。”

Roger Schweingruber 提到了该系统的另一个特点:“每个客户都可以单独决定在标签上打印哪些数据。这意味着我们必须将成像系统设计得尽可能灵活,例如,也允许非字母数字评估。他列举了以美国单位包含重量或在俄罗斯市场使用西里尔字母作为这方面的例子。“我们通过使用Matrox Imaging的可参数化图像软件Design Assistant 5来实现这一点,该软件除了具有许多强大的成像功能外,还具有集成的配方管理功能。”

对图像处理的要求非常苛刻:在每秒约 1 米的频段速度下,读取和评估两个代码并对每个包装上的文本、日期、徽标或尺寸执行多达 20 次额外检查最多只需 150 毫秒。Roger Schweingruber 解释说,可能的错误包括包装上的标签缺失或不正确,或者标签难以辨认、遗漏或评估错误。“目前,一旦检测到五个错误,生产线就会停止,以便可以进行手动检查。然而,展望未来,我们也希望完全自动化这一步骤,Roger Schweingruber 解释道。