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Vision Rules!

Ein intelligentes Visionsystem garantiert jedem Produkt seine Zeit vor der Kamera

Ein altes Sprichwort sagt, Regeln sind dazu da, um gebrochen zu werden. Vielleicht liegt das auch in der Natur des Menschen. Sobald Vorschriften aufgestellt werden, ist die Versuchung groß, diese zu umgehen. Dabei ist es egal, ob es sich um eine Geschwindigkeitsbegrenzung oder eine Sperrstunde handelt ... oder eben um eine Shampooflasche.

Ein weltweites Unternehmen für Körperpflegeprodukte musste feststellen, dass einige Mitarbeiter Vorgaben nicht erfüllt haben. Produkte mit fehlerhaften oder falsch ausgerichteten Warenaufklebern konnten das Visionsystem problemlos passieren. Sicher kann es vorkommen, dass gerade die Arbeitsschicht zu Ende geht, ein Arbeitssoll erfüllt werden muss oder vielleicht die Zeit fehlt. Worin auch immer die Gründe zu suchen sind, in einigen Betrieben wurde die Qualitätskontrolle geschickt und oftmals auf einfache Art und Weise übergangen. Manchmal wurde das Vision-Subsystem durch die Mitarbeiter ausgeschaltet und die Produkte liefen ohne Prüfung durch. Ein anderes Mal wurde ein Bild eines fehlerlosen Produktes vor der Kamera platziert. Natürlich waren derart "geprüfte" Produkte zu 100 Prozent in Ordnung!

Als dieses Unternehmen zur Firma CI Vision (Aurora, IL) Kontakt aufgenommen hat, bestand eine Anforderung darin, einen Mechanismus zu schaffen, der die Belegschaft daran hindert, das Visionsystem einfach zu umgehen. "Sie benötigten eine idiotensichere Lösung", erläutert Tom McLean, Geschäftsführer von CI Vision. McLean nennt die absolut sichere Strategie von CI Vision "Anti-Vision Circumvention Technology". Sie ist eine der interessanten neuen Leistungsmerkmale der Pro-Serie, einer Reihe von Inspektionssystemen für Lohnabpackbetriebe.

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Das System Pro-Serie von CI Vision für die Prüfung von Etiketten ist bereit für den Einsatz in der Produktionshalle. Die Touch-Screen-Oberfläche steuert den Vorgang und zeigt die Prüfergebnisse an.

Das System

Sobald eine Charge geprüft werden soll, gibt der Operator den Kontrolltyp auf einer Touch-Screen-Oberfläche ein, der gleichen Oberfläche, die bei allen CI Visionprodukten verwendet wird. Das Basismodel verfügt über zwei GigE Vision®-Kameras in Stahlgehäusen, die auf beiden Seiten des Fließbandes installiert sind. In Abhängigkeit von den Kundenanforderungen können bis zu vier Kameras installiert werden. Das Visionsystem wird über einen kundenspezifischen PC gesteuert, einige Einheiten wurden mit dem industriellen PC Matrox 4Sight X ausgerüstet. Die Software CIVCore®, die die Bilderfassung sowie Inspektionsaufgaben steuert, wurde mit der Matrox Imaging Library (MIL) programmiert.

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Nach der Etikettinspektion passiert das Produkt über das Laufband zwei GigE Vision®-Kameras (im Stahlgehäuse)

Nach der Erfassung des Bildes wird mit Hilfe der normalisierten Graustufenkorrelation das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Etikettes festgestellt. Außerdem wird die Position auf dem Etikett bestimmt, die einen Bar- oder Matrixcode oder eine LOT-Nummer enthält. Eindimensionale Codes 128 oder zweidimensionale Data-Matrix-Codes werden durch das Code Reader Modul von MIL gelesen und auf Richtigkeit geprüft. Das OCV-Modul von CIVCore® kann Texte von LOT-Nummern, Produktcodes und Label-Kontrollnummern (den Code des Herstellers für das Produkt und sein Label) lesen. Es wurde mit den Mustererkennungs- und Bildverarbeitungsmodulen von MIL programmiert.

Die Serie Pro verfügt über ein optionales Werkzeug, das erkennt, ob sich auf Vorder- und Rückseite des Produktes das gleiche Etikett befindet. Das System verwendet das Suchmodel Presence / Absence (Vorhandensein/Nichtvorhandensein) um festzustellen, welches Etikett sich vor Kamera 1 befindet. Das Ergebnis dieser Prüfung wird dann automatisch zur zweiten Kamera weitergeleitet, gleichzeitig mit dem Befehl, das andere Etikett zu lokalisieren. Wenn die zweite Kamera das Etikett nicht finden kann, heißt das, dass das Produkt das gleiche Etikett auf beiden Seiten hat.

Mit Bravour bestehen (oder nicht): Die Anti-Vision Circumvention Technology

Ein fehlerhaftes Produkt wird normalerweise markiert und aussortiert. Aber wie auch die Herstellerfirma der Shampoos feststellen musste, ist nicht ausgeschlossen, dass Mitarbeiter fehlerhafte Produkte einfach durchlaufen lassen. Rick Koval, Führender Softwareingenieur bei CI Vision, implementierte eine dreistufige Strategie, die die Prüfung der Produkte zu 100 Prozent gewährleistet.

Die Strategie von Koval besteht darin, jederzeit sicherzustellen, dass das Visionsystem gleichzeitig mit der anderen Automatisierungsausrüstung in Betrieb ist. Anders gesagt, wenn die Etikettiermaschine läuft, muss dass Visionsystem auch laufen. Während des Betriebs verwendet das Visionsystem die Triggereingangssignale der Bilderfassung als Indiz dafür, dass zu prüfende Produkte vorhanden sind. Falls eine bestimmte Anzahl von Sekunden lang kein Triggersignal ankommt, obwohl bei der Etikettiermaschine das Signal 'läuft' erscheint, meldet das Visionsystem einen Fehler und signalisiert, dass die Linie geschlossen wird. Das Gleiche passiert, wenn die Etikettiermaschine ausgeschaltet ist (d.h. kein Signal 'läuft') und das Visionsystem ein Triggersignal erhält. Dann gibt die Etikettiermaschine eine Meldung aus, die Linie zu stoppen und eine rote Warnleuchte wird eingeschaltet.

Die wichtigste Strategie zur Verhinderung der Umgehung des Visionsystems besteht in der implementierten Intelligenz. Diese erkennt, wenn die Kamera gefälschte Bilder aufnimmt. In diesem Fall prüft die Software Verschiebungen zwischen den erfassten Bildern. Mit Hilfe der Mustererkennungsalgorithmen von MIL werden die Positionen der Labelmerkmale bestimmt. Diese Positionen werden dann bei den Bildern der erfassten Bildreihe verglichen. Falls bei einer bestimmten Anzahl von Bildern keine Verschiebungen auftreten, dann sind diese fehlerhaft. Der Anwender kontrolliert dann die Anzahl der miteinander verglichenen Bilder und die Toleranzen der Verschiebung. Erst wenn die Verschiebungstoleranz wieder mit den Parametern übereinstimmt, sind die geprüften Etiketten nicht mehr fehlerhaft.

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Eine Produktserie zwischen den zwei Kameras.

Erfolgreich etikettiert!

Die Pro-Serie von CI Vision verfügt über relativ geringe Abmessungen und kann problemlos innerhalb der Etikettiermaschine oder an einem benachbarten Fließband installiert werden. Obwohl die Pro-Serie für ein Großunternehmen gebaut wurde, können auch kleinere Verpackungsfirmen zu einem attraktiven Preis von moderner Leistung profitieren. Das System entspricht der Norm 21 CFR Part 11 der US-amerikanischen Gesundheitsbehörde FDA. Vor allem aber gewährleistet die Pro-Serie den Kunden von CI Vision, dass die Integrität ihrer Markenartikel im Weltmaßstab erhalten bleibt.

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