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Matrox 高速卷筒纸检测系统使用机器视觉来检测和识别缺陷
20/08/2024

Matrox Imaging Library (MIL) 和 Matrox Camera Link 图像采集卡能够对表面、打印和标签进行100%的检测

塑料、纸张、箔片、薄膜、金属和无纺布等材料制造商以非常高的速度连续卷筒生产,他们依靠基于机器视觉的卷筒纸检测来检测和识别缺陷。100%表面检测使制造商能够在生产过程的早期发现和解决问题,从而保持竞争力并满足监管要求,从而使有缺陷的商品无法进入市场。

Active Inspection,Inc.(AI)(密歇根州大急流城)制造的系统可对表面、印刷和标签进行100%的卷筒纸检测。AI Surface 系统可检测塑料、纸张、箔片、无纺布和许多其他基材,包括加工应用中使用的涂层和层压工艺。它包括适应性强的滤光片,用于检测有光泽、无光泽和有纹理的表面。该系统还支持多相机架构,可检测各种宽度和分辨率组合。AI Surface 可检测各种缺陷,例如凝胶、跳跃、针孔、滚动痕迹、孔洞和划痕。

如何检测缺陷取决于被检测材料的表面是否具有均匀或有纹理的表面。在均匀的卷材材料(如纸张和金属)中识别缺陷依赖于找到与该均质背景不同的区域。识别纹理表面的缺陷带来了更多挑战,因为这些缺陷更难定义和表征。

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AI Surface 系统可对塑料、纸张、铝箔和无纺布进行100%的卷筒纸检测,以检测凝胶、跳跃、针孔、卷痕、孔洞和划痕等缺陷

AI Surface 包括多达8个 Teledyne Dalsa 的 Piranha2 或 Piranha3 单色线阵扫描相机(P2-2x-04K40 或 P3-8x-08k40)、基于 Windows 的高性能多 CPU 工作站、National Instruments 的数字 I/O 和模拟输出(cDAQ-9174 USB 机箱中的9421、9472和9263模块)、Prophotonix Lotus LED 线灯、标记器/标记器、编码器和 Microsoft SQL 数据库服务器。这些相机与 Matrox Camera Link 图像采集卡连接,该采集卡提供基于FPGA的处理卸载功能。

速度较慢、分辨率较低的系统使用两个连接到Matrox Camera Link 图像采集卡的 Piranha2 相机,而高速和高分辨率应用使用四个连接到 Matrox Camera Link 图像采集卡的 Piranha3 相机。使用 Matrox 成像库(MIL)图像处理、斑点分析和校准模块对图像进行处理。使用的处理操作包括卷积、二值化、形态(膨胀和侵蚀)、平场校正和投影。AI Surface 以 670英尺/分钟的速度检测130英寸宽的卷材。该检测系统可以检测小至0.008英寸 x 0.008 英寸的缺陷。 

该检测系统的 HMI 设计为通过触摸屏、鼠标或键盘使用,其 HMI 侧重于易用性和实时反馈,因此操作员在一个工作班次后就是专家。在任何时候,操作员都可以使用单点触摸来记录完整的网络。数据可以通过检测系统回放,进行调整或过程分析。录音也可以存档以备后用,这对工艺工程师来说非常宝贵。用户可以在使用第二台显示器进行缺陷分析和系统操作时显示完整的卷筒纸或纸张。提供了不同的显示选项,例如最后一个缺陷、选定区域或查看完整的卷筒纸或板材。

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用户可配置的 2D Web 查看器允许缩放和摄像机选择

HMI 提供实时反馈,并让操作员调整系统以允许正常的过程变化,同时针对真正的缺陷。该系统包括对内置分类器的访问,该分类器配有决策矩阵。可以存储的配方数量没有限制,因此可以根据产品、工作、订单或基材应用专门的质量设置。包括缺陷图像在内的所有相关信息都以易于访问的 XML 文件格式存储。然后,Excel 或任何称职的数据挖掘软件都可以使用这些工具。

支持警报、标记、机器控制和废物清除。当出现一类严重的缺陷时,操作员会在屏幕上看到缺陷,并激活指定的操作序列,例如驱动下游设备剔除。对于卷对卷过程,可以附加一个标志。AI 还支持接口,以实现智能编码,以便在分切机或刮刀机上自动移除。

AI 为客户提供实时检测系统,这些系统采用商用现成的硬件组件和软件构建而成。它们以自行安装套件的形式提供,可提供完整的100% 检测解决方案,该解决方案具有成本效益、独立于平台且易于使用。目前,全球已安装了30套表面检测系统,应用于铝制造、塑料和工程工业产品制造以及造纸厂等多个行业。

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实时检测缺陷

通过安装 AI 卷筒纸检测系统,Knowlton Technologies,LLC(纽约州沃特敦)等客户提高了产品质量,并显著降低了劳动力成本。Knowlton Technologies 成立于1808年,最初是一家造纸厂,如今已成为湿法非织造布设计、加速原型制作和制造过滤、摩擦和定制设计的复合网的全球领导者。

高级材料工程师 Richard F. Barlow 解释了工厂通过安装实现的好处,“AI Surface 让我们从 100% 手动检查程序中移除了三名工人,并在系统安装后立即将他们安置在附加值更高的位置,这使我们能够快速实现投资回报。此外,用户界面的设置使得创建多个自定义分类器以满足各种客户需求并链接到他们的特定等级变得简单。我们的机器操作员对检测系统的操作非常简单感到非常满意。 ”

展望未来,Active Inspection 计划开发使用CMOS相机的检测系统,以支持更高的生产线速度。此外,AI 将支持多达16个摄像头——目前最多支持8个摄像头。

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缺陷的高级分类