視覺檢測案例|食品包裝自動(dòng)化檢查
Teledyne DALSA與MCPack合作,開發(fā)并實(shí)施了一套自動(dòng)化包裝檢查解決方案,幫助跨國食品飲料公司提高了產(chǎn)品出貨速度,增加了客戶滿意度。
MCPack公司是Teledyne DALSA在拉美的一個(gè)主要合作伙伴,主要為客戶提供創(chuàng)新的產(chǎn)品檢查解決方案,幫助食品飲料、化妝品與制藥行業(yè)客戶確保產(chǎn)品包裝質(zhì)量與完整性。一家跨國食品飲料公司在巴西生產(chǎn)基地生產(chǎn)、包裝與發(fā)售曲奇餅與餅干類產(chǎn)品,這家公司是MCPack在拉美地區(qū)的一家重要客戶。
這家餅干廠家每日的發(fā)貨量成千上萬。為了減少裝箱前的包裝檢查時(shí)間,餅干廠家與MCPack公司討論了自動(dòng)化檢查工藝的方法。他們還希望提高質(zhì)量控制,確保每個(gè)產(chǎn)品包裝符合公司的高標(biāo)準(zhǔn)要求。
根據(jù)具體生產(chǎn)的曲奇餅或餅干產(chǎn)品,客戶運(yùn)行四五條生產(chǎn)線,而包裝則在裝箱前進(jìn)行最后一次檢查。過去,這些檢查工作(以及出貨包裝、裝箱)由人工完成,工人們目測檢查包裝,確保在出貨裝箱時(shí)每個(gè)包裝的端部完全密封,并且密封處正確折疊,密封完整無缺陷(無撕裂或小洞)。
最近,由于客戶采用包裝與出貨機(jī)器人操作技術(shù)對生產(chǎn)工藝的最后工段進(jìn)行自動(dòng)化改造,這進(jìn)一步加大了檢測工作的難度。“檢查出貨前的包裝,是客戶生產(chǎn)流程中非常關(guān)鍵的一步,人工檢查非常耗時(shí),并且不夠可靠;事實(shí)上,工人們不可能做到每個(gè)包裝都一一檢查。這意味著,生產(chǎn)流程的最后幾個(gè)階段速度緩慢且繁瑣,這無疑增加了包裝與產(chǎn)品到達(dá)商店貨架的時(shí)間。”MCPack公司主管Marcelo Cozac解釋說,“一旦生產(chǎn)全自動(dòng)化、不再需要工人進(jìn)行裝箱出貨后,就更不可能再進(jìn)行人工檢查了。”這加大了包裝密封質(zhì)量差的可能性。在消費(fèi)者有很多選擇情況下,確保較高的客戶滿意度,維持品牌忠誠度,對我們的客戶來說至關(guān)重要,因此,他們開始考慮包裝檢查的自動(dòng)化。
自動(dòng)化視覺檢查系統(tǒng)
MCPack公司與Teledyne TapTone的合作關(guān)系已持續(xù)了將近10個(gè)年頭,并且通過他們了解了Teledyne DALSA公司的自動(dòng)化視覺檢查系統(tǒng)。Cozac表示:“我們客戶的目標(biāo)非常明確,但在生產(chǎn)的最后幾個(gè)工段實(shí)施自動(dòng)化檢查的概念,對于他們來說還是個(gè)新事物,因此我們希望能夠提供一個(gè)易于操作且準(zhǔn)確度高的系統(tǒng)。Teledyne DALSA在自動(dòng)化檢查工藝方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn),并且也在其他食品公司中實(shí)施過類似的檢查系統(tǒng)。這對我們及我們的客戶至關(guān)重要。”

圖1:在五條生產(chǎn)線中,產(chǎn)品包裝經(jīng)過Teledyne DALSA BOA智能相機(jī)的視野時(shí),BOA采集兩個(gè)包裝端部密封的彩色圖像,隨后內(nèi)置的Sherlock軟件評(píng)估圖像情況:均勻的著色表示密封正確,而白色區(qū)域則表示可能存在缺陷,包括撕裂或小洞。有缺陷的包裝將被移出生產(chǎn)線。
在這家食品公司的巴西生產(chǎn)基地,MCPack公司與Teledyne DALSA公司合作設(shè)計(jì)并部署了兩個(gè)不同的檢查系統(tǒng),分別用于方形與圓形曲奇餅干的獨(dú)特包裝的檢查。第一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)用于檢查端部為方形的長方形包裝,該系統(tǒng)中包含了Teledyne DALSA BOA智能相機(jī)以及內(nèi)置的Sherlock視覺系統(tǒng)軟件。
BOA相機(jī)安裝于所有五條生產(chǎn)線的兩側(cè),用于采集各個(gè)包裝兩端的彩色圖像,分辨率高達(dá)1024×768。當(dāng)包裝經(jīng)過相機(jī)的視野時(shí),相機(jī)自動(dòng)啟動(dòng),開始采集圖像。內(nèi)置Sherlock軟件負(fù)責(zé)評(píng)估密封處的圖像,檢查折痕與密封的準(zhǔn)確性以及是否存在撕裂或小洞。檢查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)隨后通過以太網(wǎng)交換機(jī),從智能相機(jī)發(fā)送至中央電腦,供操作員查看。操作員因此能夠監(jiān)測檢查結(jié)果、根據(jù)需要調(diào)整檢查參數(shù)與容差。
Teledyne DALSA公司高級(jí)應(yīng)用工程師Scott Montgomery與MCPack公司共同設(shè)計(jì)與實(shí)施了系統(tǒng)應(yīng)用。Scott Montgomery介紹說:“包裝采用熱熔密封系統(tǒng)進(jìn)行密封,因此,除了確保密封無缺陷外,檢查工藝還需要檢查包裝材料是否存在褶皺;如果存在褶皺,則表明密封時(shí)熱度過高,影響了密封的完整性。所有經(jīng)過驗(yàn)證、符合檢查參數(shù)要求的包裝,將沿著生產(chǎn)線進(jìn)入包裝與出貨環(huán)節(jié);而不符合要求的則被貼上缺陷包裝的標(biāo)簽,并被移出生產(chǎn)線。”
隨著第一套系統(tǒng)的成功應(yīng)用,MCPack公司與Teledyne DALSA公司開發(fā)了第二套應(yīng)用系統(tǒng),用于檢查帶圓形端部的管狀包裝的密封狀況。我們在四條生產(chǎn)線部署了TeledyneDALSA的分辨率為1024×768像素的Genie相機(jī),并與GEVA300內(nèi)置視覺系統(tǒng)、Sherlock專業(yè)版視覺系統(tǒng)軟件配套使用。這套系統(tǒng)的整體部署與第一套應(yīng)用系統(tǒng)類似,Genie相機(jī)設(shè)置于生產(chǎn)線的兩側(cè),用于采集每個(gè)包裝端部的圖像;但是,在這套應(yīng)用中,Genie相機(jī)將圖像傳輸至GEVA300視覺系統(tǒng),Sherlock專業(yè)版軟件負(fù)責(zé)處理與分析圖像。
Montgomery介紹說:“我們在第一套系統(tǒng)實(shí)施一年后部署了第二套應(yīng)用系統(tǒng)。對于第一套應(yīng)用系統(tǒng),客戶的主要目標(biāo)之一是便利,而對于第二套應(yīng)用系統(tǒng),我們需要處理大量的高質(zhì)量彩色圖像,這些圖像是由四條生產(chǎn)線中的八個(gè)獨(dú)立相機(jī)產(chǎn)生的。為了確保更有效的圖像記錄與查看,我們在設(shè)計(jì)中設(shè)置了一個(gè)本地化的視覺處理器,即GEVA。”
著眼于速度與準(zhǔn)確度

圖2:即使生產(chǎn)線操作速率達(dá)到了每秒兩件產(chǎn)品包裝的速率,操作員也能夠從容地通過Sherlock軟件用戶界面監(jiān)測包裝一端開口大小等檢查結(jié)果。
第一套自動(dòng)化包裝檢查解決方案到位后,MCPack公司的這家跨國食品飲料客戶看到了顯著的成果。在配制兩套應(yīng)用系統(tǒng)后,現(xiàn)在每秒鐘可以檢查兩個(gè)包裝,包裝質(zhì)量評(píng)估更為快速、準(zhǔn)確。Cozac總結(jié)說:“從操作層面上講,客戶已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)率的提高,節(jié)省了勞動(dòng)力與時(shí)間。與以往相比,產(chǎn)品包裝出貨的速度更快了。一個(gè)檢查系統(tǒng)操作員即可完成好幾個(gè)人工檢查包裝工人的工作量,大大降低了人力成本。最后,我們的客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的控制效果也充滿信心,他們相信到達(dá)貨架的產(chǎn)品的所有包裝,都能滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求??蛻粝嘈牛M(fèi)者也會(huì)注意到他們的優(yōu)質(zhì)包裝,進(jìn)而獲得更高的客戶滿意度。”
目前,這家跨國食品飲料公司正在考慮在其他生產(chǎn)線實(shí)施更多自動(dòng)化系統(tǒng),在糖果等產(chǎn)品出貨前檢查其包裝質(zhì)量。此外,MCPack公司已經(jīng)開始為這一地區(qū)的其他廠家設(shè)計(jì)與開發(fā)類似的檢查系統(tǒng)。