Техническое зрение в упаковочных системах

На новой высокоскоростной упаковочной линии стоимостью несколько миллионов долларов, имеющейся на расположенном в Аресибо (Пуэрто-Рико) заводе компании Merck, используется видеосистема модели Checkpoint 900 компании Cognex. При помощи этой системы осуществляется контроль количества и правильного расположения бутылок в готовой упаковке. Видеосистема Checkpoint 900 была установлена при содействии компании Carribean Instrument Engineers интегратором автоматизированных систем для фармацевтической промышленности (Пуэрто-Рико).

Бывает так, что бутылки в упаковочной машине падают набок, говорит Хосе Гарсия (Jose Garcia), президент компании Carribean. В результате упаковка получается неправильной формы, что может создать трудности при последующей укладке упаковок в ящики. Иногда в процессе упаковки бутылки падают с конвейера, и тогда заказчик получает некомплектную упаковку. Так или иначе, здесь требовалась система технического зрения, которая обеспечивала бы 100-процентный контроль.

Процесс упаковки заключается в обвертывании нескольких бутылок растягивающейся полиэтиленовой пленкой с ее последующим запаиванием. Эта операция выполняется упаковочной машиной Skinetta Model 800; готовая упаковка состоит из двенадцати бутылок по четыре бутылки в три ряда. Упаковка пропускается через горячую камеру (для натяжения пленки), после чего транспортируется по конвейеру к специальной инспекционной станции.

Контроль упаковок выполняется системой Checkpoint 900, представляющей собой компьютерную систему со съемным видеопроцессорным PCI-модулем и библиотекой программных средств технического зрения. Разработка приложения велась в графической среде программирования на базе диалоговых Windows-окон и меню.

Когда упаковка входит в зону контроля, устройство Allen-Bradley SLC 5/04 включает расположенную на высоте около 25 см над бутылками камеру системы Checkpoint, с помощью которой строится изображение всей упаковки. Программная часть системы Checkpoint анализирует это изображение: сначала определяются координаты упаковки в поле зрения камеры, затем выявляются края упаковки, на основании чего делается заключение относительно формы последней.

Правильное освещение играет здесь огромную роль. Нам нужно было как-то устранить блики, создаваемые натянутой упаковочной пленкой, говорит г-н Гарсия. В итоге мы решили освещать упаковку не дающим бликов инфракрасным светом, в результате чего видеосистема стала способной создавать четкое изображение.

В случае успешного прохождения контроля упаковка транспортируется на станцию укладки в ящики. В случае обнаружения каких-либо дефектов генерируется специальный сигнал, по получении которого ПЛК выдает команду на снятие негодной упаковки с конвейера.

Рядом с инспекционной станцией установлен VGA-монитор, позволяющий оператору следить за всеми операциями в зоне контроля. В качестве программного обеспечения операторского пульта используется пакет RS-View компании Rockwell Automation, выводящий на экран как текущее изображение, так и результаты прохождения контроля. Передача текущего изображения из системы Checkpoint программам RS-View осуществляется при помощи средства Checkpoint Display OCX, которое выводит генерируемое видеопроцессором изображение в отдельное окно.

Обеспечивающая 100-процентный контроль состояния упаковок система Checkpoint может служить и как средство контроля технологического процесса. Например, идущие подряд несколько бракованных упаковок, скорее всего, свидетельствуют о неисправности оборудования. В этом случае оператор может остановить всю линию и заняться поиском причин брака.