Der beste Bildverarbeitungsaufbau für die Qualitätsprüfung an Hochgeschwindigkeits-Verpackungslinien

Eine Hochgeschwindigkeits-Verpackungslinie wird für Ihre Kamera nicht langsamer. Hunderte Packungen pro Minute laufen am Prüfpunkt vorbei. Jede einzelne muss geprüft werden. Ein einziger übersehener Fehler kann zu einer Kundenreklamation, einer zurückgewiesenen Palette oder einem Rückruf führen. Das ist eine Menge, die an wenigen Millisekunden der Bildaufnahme hängt.

Der Aufbau, der damit zurechtkommt, ist selten der teuerste. Es ist der, der richtig auf Ihre Liniengeschwindigkeit, die genauen erforderlichen Prüfungen und die Umgebung abgestimmt ist, in der er läuft. So spezifizieren wir ein Bildverarbeitungssystem für die FMCG-Verpackung, Komponente für Komponente, von der Kamera bis hin zur Anbindung an die Linie.

Beginnen Sie mit der Prüfung, nicht mit der Kamera

Der häufigste Fehler an einer Verpackungslinie ist, zuerst eine Kamera zu kaufen und die Aufgabe danach zu klären. Es läuft andersherum. Halten Sie genau fest, was geprüft werden muss. An den meisten FMCG-Linien ist das eine Mischung aus Barcode und DataMatrix, Datums- und Chargencode, dem Etikett mit seiner Position und seinem Druckbild, dem Verschluss, dem Füllstand und der Versiegelung. Jedes davon hat ein kleinstes Merkmal, das aufgelöst werden muss, und eine Toleranz, die Gut oder Schlecht festlegt.

Stellen Sie das neben Ihre Liniengeschwindigkeit in Packungen pro Minute, und Sie haben die beiden Zahlen, die jede weitere Entscheidung bestimmen. Die Auflösung ergibt sich aus dem kleinsten Merkmal und dem Sichtfeld. Kamerageschwindigkeit und Beleuchtung ergeben sich daraus, wie schnell sich die Packungen bewegen. Klären Sie das zuerst, und der Rest des Systems spezifiziert sich fast von selbst.

Kameras, gebaut für Geschwindigkeit

Das mit Abstand wichtigste Kameramerkmal an einer schnellen Linie ist ein Global Shutter. Ein Global Shutter belichtet jeden Pixel im selben Augenblick. Eine Packung, die sich schnell bewegt, wird sauber eingefroren, statt verschmiert zu werden, wie ein Rolling Shutter sie verschmieren würde. Für nahezu jede Verpackungsprüfung bei hoher Geschwindigkeit ist das nicht verhandelbar. Danach geht es bei der Wahl um Format und Datenrate.

Für einzelne Packungen, die an einem festen Punkt vorbeifliegen, ist eine Flächenkamera mit Global Shutter das Arbeitstier. Geben Sie ihr eine Bildrate mit komfortablem Spielraum über Ihrer Packungsrate, genug, dass Sie nie eine verpassen. Geben Sie ihr eine Auflösung, die genügend Pixel auf das kleinste Merkmal legt, um es beurteilen zu können. Für Endlosfolie, Bahnware oder Etikettenmaterial von der Rolle erzeugt eine Zeilenkamera ein nahtloses Bild einer bewegten Oberfläche und ist das richtige Werkzeug statt einer Flächenkamera. Wo die Aufgabe in sich geschlossen ist, etwa einen Code zu lesen oder ein Etikett zu prüfen und das Ergebnis direkt an die Linie zu senden, verlagert eine Smart-Kamera wie die Zebra Iris GTX die Verarbeitung in die Kamera und hält den Schaltschrank einfach. Für das reine Barcode-Lesen bei hoher Geschwindigkeit ist ein fester Industriescanner aus der Zebra FS-Reihe oft die robusteste und aufwandsärmste Antwort von allen.

Die Schnittstelle richtet sich nach den Daten. Gigabit Ethernet ist einfach zu verkabeln und für sehr viele Aufgaben völlig ausreichend. Wenn Auflösung und Geschwindigkeit steigen, kann CoaXPress die zusätzlichen Daten bewegen, ohne Bilder zu verlieren. Wir arbeiten bei Flächen- und Zeilenkameras mit Teledyne, LUCID und Zebra, was bedeutet, dass die Empfehlung von Ihrer Linie bestimmt wird und nicht vom Katalog einer einzigen Marke.

Objektive, wo Auflösung gewonnen oder verloren wird

Das Objektiv ist das am häufigsten unterspezifizierte Teil. Es begrenzt still und leise alles, was die Kamera leisten kann. Ein Sensor löst einen Fehler nur dann auf, wenn das Objektiv davor dieses Detail an die Pixel liefert. Arbeiten Sie von drei Zahlen aus, dem kleinsten Merkmal, das Sie sehen müssen, dem Sichtfeld quer über die Linie und dem Arbeitsabstand, an dem Sie montieren können. Daraus ergeben sich die Brennweite und das Auflösungsvermögen, die Sie brauchen.

An einer Verpackungslinie gibt es einige zusätzliche Punkte, die zählen. Vibration ist ständig vorhanden. Ein Objektiv mit arretierbaren Fokus- und Blendenringen hält seine Einstellung dort, wo ein normales Fotoobjektiv verstellt. Die Packungshöhen variieren. Sie brauchen genügend Schärfentiefe, um die Oberseite eines hohen Kartons und einer niedrigen Schale gleichzeitig scharf zu halten. Wenn Sie viele Formate auf einer Linie fahren, kann eine Flüssiglinse in Millisekunden elektronisch neu fokussieren, während das Produkt wechselt, statt dass jemand das Objektiv anfassen muss. Wir liefern Industrieobjektive von Computar und Kowa. Das Objektiv auf den Kamerasensor abzustimmen ist ein Schritt, der leicht übersprungen wird und teuer ist, wenn man ihn falsch macht.

Beleuchtung, der entscheidende Teil einer schnellen Linie

An einer langsamen Linie kommen Sie mit mittelmäßiger Beleuchtung durch. An einer schnellen nicht. Zwei Dinge machen die Beleuchtung in der Verpackung schwierig. Das Produkt bewegt sich, was sehr wenig Zeit lässt, um Licht zu sammeln. Und FMCG-Oberflächen sind die heiklen, glänzende Folie, gewölbte Flaschen, reflektierende Folie, geprägte Datumscodes.

Die Antwort auf das Geschwindigkeitsproblem ist Intensität. Eine LED-Beleuchtung mit hoher Leistung, im Takt der Kamera geblitzt oder übersteuert, liefert einen Blitz, der hell genug ist, um die Bewegung bei kurzer Belichtung einzufrieren. Die Antwort auf das Oberflächenproblem ist, die Technik an die Packung anzupassen. Ein Dome oder diffuses Licht bändigt Reflexe auf glänzenden und gewölbten Packungen und liest Codes von Folie. Eine Balkenleuchte mit flachem Winkel oder im Dunkelfeld hebt ein geprägtes oder lasercodiertes Datum vom Hintergrund ab. Eine Durchlichtbeleuchtung verwandelt Füllstand und Form in eine saubere Silhouette für die Messung. Eine koaxiale Beleuchtung gleicht ein flaches gedrucktes Etikett aus. Machen Sie das richtig, und Kamera und Software haben eine leichte Aufgabe. Machen Sie es falsch, und Sie verbringen das Projekt mit dem Kampf gegen Schatten und ausgebrannte Stellen.

Wir arbeiten mit Advanced Illumination, ProPhotonix und LUMIMAX und bieten sie an. Unser Beleuchtungs-Auswahltool ist eine schnelle Möglichkeit, die Produktfamilie einzugrenzen, die sich an Ihren eigenen Teilen zu testen lohnt.

Software, wo die Entscheidung fällt

Die Kamera nimmt das Bild auf. Die Software entscheidet über Gut oder Schlecht. An einer Verpackungslinie muss sie in der Lücke zwischen einer Packung und der nächsten entscheiden. Die meisten FMCG-Prüfungen sind mit regelbasierten Bildverarbeitungswerkzeugen gut bedient, Barcode- und DataMatrix-Decodierung, optische Zeichenerkennung und Verifizierung für Datums- und Chargencodes, Pattern Matching, um das richtige Etikett am richtigen Ort zu bestätigen, Messung für Füllung und Abmessungen. Der Aurora Design Assistant von Zebra baut diese als Flussdiagramm statt als Code auf, wodurch eine Linie schnell einzurichten und für Ihre eigenen Leute leicht anzupassen ist.

Wo Fehler variabel oder mit einer festen Regel schwer zu beschreiben sind, eine eingedrückte Ecke, ein uneinheitliches Naturprodukt, ein feiner Druckfehler, kommt Deep Learning zur Geltung. Aurora unterstützt auch das. Speziell für die Etiketten- und Druckprüfung kann unsere eigene Software Kinetic Verify Etiketten prüfen und die Druckqualität bewerten, was genau das ist, was Audits von Handel und Behörden zunehmend verlangen. Die richtige Antwort ist oft eine Mischung, regelbasierte Werkzeuge für die Messungen und Codes, mit Deep Learning nur dort, wo es etwas beiträgt.

Integration, wo aus einer Kamera ein Prüfsystem wird

Das ist der Teil, der eine funktionierende Linie von einer Kamera auf einer Halterung unterscheidet. Hier steckt tatsächlich der größte Teil der Technik. Einiges muss zusammenkommen. Die Kamera muss genau im richtigen Moment ausgelöst werden, in der Regel von einer Lichtschranke, wenn die Packung eintrifft, oder von einem Linienencoder, damit das Bild an die Förderbandposition gekoppelt ist. Das Licht muss synchron mit diesem Trigger blitzen.

Ein Fehler muss einen Ausschuss auslösen. Dieser Ausschuss sollte verifiziert werden, damit Sie wissen, dass die schlechte Packung die Linie tatsächlich verlassen hat, statt darauf zu vertrauen. Das Ergebnis muss die Liniensteuerung und einen Bedienbildschirm erreichen. An den meisten FMCG-Linien muss es außerdem zur Rückverfolgbarkeit protokolliert werden. Dann ist da noch die Umgebung. Lebensmittel- und Getränkelinien bedeuten Nassreinigung. Kameras und Leuchten brauchen oft Gehäuse mit IP-Schutzart, die Wasser und Reinigungschemikalien abweisen. Die Halterung muss ihre Ausrichtung trotz ständiger Vibration beibehalten.

Nichts davon ist glamourös. All das entscheidet, ob das System in Woche zehn noch funktioniert. Das ist der Teil, den wir als Clearview Plus aufbauen. Es ist der Grund, warum viele Kunden für das gesamte System zu uns kommen statt für eine Kiste voller Teile.

Ein sinnvoller Ausgangspunkt

Keine zwei Verpackungslinien sind identisch. Es gibt keine einzelne Teilenummer, die die Antwort ist. Es gibt aber eine sinnvolle Grundform. Für eine typische FMCG-Packung, deren Code gelesen, deren Etikett und Druckbild geprüft und deren Datumscode verifiziert werden muss, erledigen eine Flächenkamera mit Global Shutter oder eine Smart-Kamera, ein auf den Sensor abgestimmtes Industrieobjektiv, eine für die Oberfläche gewählte Blitzbeleuchtung, Aurora- oder Kinetic-Software und ein encodergetriggerter Ausschuss mit Verifizierung die Aufgabe und halten mit der Linie Schritt.

Gehen Sie über zu Endlosfolie oder einer schnellen Druckbahn, und die Kamera wechselt zur Zeilenkamera. Kommen Messaufgaben für Füllung, Versiegelung oder Form hinzu, bringen Sie eine Durchlichtbeleuchtung und ein Messwerkzeug ins Spiel. Die Teile ändern sich mit der Linie, die Methode nicht. Beginnen Sie mit den Prüfungen und der Geschwindigkeit, stimmen Sie jede Komponente darauf ab, und beweisen Sie es dann an Ihrem eigenen Produkt, bevor Sie sich festlegen.

Vereinbaren Sie eine Beratung zu Ihrer Verpackungslinie

Wenn Sie eine bestimmte Linie im Kopf haben, ist der schnellste Weg nach vorn, dass einer unserer Ingenieure sie sich mit Ihnen ansieht. Wir gehen die Prüfungen durch, die Sie brauchen, Ihre Liniengeschwindigkeit und Ihre Umgebung, und kommen dann mit einem System zurück, das auf Ihre Linie spezifiziert ist, statt aus dem Regal gezogen zu werden. Wenn ein paar gut gewählte Komponenten alles sind, was Sie brauchen, sagen wir Ihnen das. Wenn es als komplettes System gebaut und betreut werden muss, können wir auch das.

Um eine Beratung zu Ihrer Verpackungslinie zu vereinbaren, nehmen Sie Kontakt mit unserem Team auf

Nehmen Sie Kontakt auf unter info@clearview-imaging.com oder rufen Sie an unter +49 89 12085456

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