视觉系统：确保标签准确性

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欢迎访问e展厅 展厅 10 机器视觉展厅 工业相机, 镜头, 视觉传感器, 图像采集卡, 视觉光源, ... 食品和饮料生产商所担心的一个主要问题是，如果产品标签贴错，对产品配料过敏的消费者就有可能因无意中摄入过敏原而受到伤害，生产商则需要承担由此产生的潜在责任。当您以每分钟1,000罐的速度张贴罐头标签时，您所面临的一个重大挑战是识别混入每个批次中的一些标签贴错的罐头。若机器以这个速度运行，100%人工检验根本不可行。保证配料与标签匹配的唯一方式就是读取印刷在罐头上基于字符的产品代码，并将其与标签上的通用产品代码（UPC）条码相匹配。此操作称为“明视场检验”，由于金属会产生明亮的背景，因而会造成字符读取困难。 “明视场检验”非常困难，直到最近，人们仅采用复杂的自定义视觉系统进行了少量尝试，这些系统由相机、图像采集卡和计算机组装而成。现在，更可靠且更易于应用和操作的独立式视觉系统能够在所需的生产线速度下检验明视场产品代码。Matrix Technologies开发了基于视觉系统的明视场解决方案，用于读取UPC条码，并确保标签牢固张贴到罐头上。这种方法有效提高了合规性和可追溯性，并且更易于配置和使用，而且比自定义装配的系统更可靠。 明视场检验挑战 罐装食品生产商通常会生产大量特定产品，如番茄汤，然后在贴标签前将其储存在仓库中等待客户的订单。 罐头上的标签是在运输前才贴上的，通常是贴客户自己的品牌标签。此过程称为“bright stock标签张贴”，因为它是从明亮的无标签罐头开始的。食品生产商所面临的挑战是确保每个罐头的标签正确。这一点非常重要，这不仅因为如果顾客买了一罐豆子汤，打开却发现实际上是奶油蘑菇，他们会因此而抱怨，而且更大的担忧是，消费者可能因无意中摄入配料过敏原而受到伤害。标签准确性检验非常困难，原因包括较大的产量、较高的生产线速度以及检验难以读取的产品代码的挑战。此外，客户自己的品牌标签通常具有相同的图案，与产品种类无关，这也造成了产品标签识别的难度。这些罐头的传送速度为每个60毫秒，因此根本无法进行传统的人工检验。传统上，罐头生产商通过一系列检查和平衡解决这一挑战。一名监督员负责抽查成品，但没有足够的时间检验每罐食品。另一种方法是在将标签贴到罐头上之前检验标签边缘上的注册标记。如果标签是相同的，注册标记应呈一条直线。但由于标签非常薄，很难检测出一个或两个错误标签。 此外，这种类型的检验还无法检测出具有错误产品代码的罐头。采用机器视觉系统解决该问题只需将一个摄像头连接到计算机的图像处理卡上。计算机上的光学字符识别（OCR）软件可读取每个产品代码以及标签上的条码，从而实现100%检验标签和产品代码的目标。然而，这些专门的硬件并不适用于部署在工厂环境。摄像头和图像处理卡很容易受到热量和灰尘的影响。设置和维护这种系统还需要相当高水平的专门知识，而罐装工厂的操作员通常缺乏这种专业知识。最后，罐装公司经常使用新标签，因此需要为每个新标签制定新的检验计划。 Matrix Technologies利用视觉系统技术领域最近取得的进步，开发了一种更有效的明视场自动检测方法。“新方法的关键就是康耐视 In-Sight 视觉系统可在明视场背景下以每分钟1,000件产品的超高速度检测产品代码。”Matrix Technologies 部门经理 Les Haman 说，“In-Sight视觉系统提供坚固耐用的设计和卓越的性能，拥有任何其他视觉系统所不具备的处理速度和内存量，允许在各种生产线速度下进行检验。In-Sight视觉系统非常适合在工厂环境下使用，因为它们是完全独立的系统，具有IP67级（NEMA 4）防护功能，可经受灰尘和冲洗的考验，配件无需外壳保护。康耐视In-Sight视觉系统还提供软件界面，以简化设置和操作，这样，许多用户的操作员自己即可轻松配置系统，以检验新元件。” Matrix Technologies的bright stock标签检测解决方案是在标签张贴到明亮的产品上后立即检测产品。康耐视PatMax图案匹配工具检验产品代码。此应用利用PatMax工具无论位置在哪里均可识别图案的功能。配置好应用后，只需搜索与三位数产品代码相匹配的图像即可，而不是读取单个字符。只要把新代码放到罐头上的视觉系统检测位置，并在产品代码周围放置一个矩形，新产品代码就配置好了。从这一点来说，即使产品代码在另一位置或另一角度，只要它在检测视场内，视觉系统就可以对产品代码进行检测。这种方法比过去使用的传统机器视觉技术更简单、更可靠，更经济实惠。 Matrix Technologies的bright stock 标签检测解决方案中还使用了一个激光扫描仪，用于读取产品标签上的条码。光纤传感器可通过检测有无突出部分确定标签是否已妥善地贴到了罐头上。一台接近传感器同时触发视觉系统和读码器。视觉系统、条码扫描仪和光纤传感器独立地检验每件产品，并向监控检测站的可编程逻辑控制器（PLC）发送通过/未通过信号。通过或未通过信号进行缓冲，直到产品经过剔除装置。然后，在剔除装置处理缓冲，以允许合格产品继续移动，或者将不合格产品从输送带上剔除。 网络连接性简化设置 PC上运行的人机界面（HMI）显示实时图像更新、检验统计、诊断和设置功能。图像显示在屏幕上，通过叠加表示“通过”或“未通过”结果。同时还显示的是已通过和未通过的检测运行计数以及前10次检测的最高值和最低值，向用户提供每项未通过检验的准确信息。视觉系统记录所有未通过检验的产品的图像。最常见的未通过原因是产品代码的方向不对，因此，这些记录提供有用的工具，帮助排除生产线上的机械故障。系统配置和手动控制受密码保护。 “工厂人员可以毫无困难地维护这些设备，或编程让其读取新产品代码。根据性能标准、基准测试和用户认可，这种解决方案在食品和饮料行业的bright stock标签检测方面提供极具吸引力的价值。” Les Haman说，“Matrix Technologies正为其第一批客户部署10个这种系统。其中两个已经部署完成，并且正在运行，而且运行情况相当不错。” Haman 最后总结道，bright stock 标签解决方案已经证明了它们检测的准确性。现已证明，直接进行产品代码图像的匹配是比把图像转换成字符更稳定可靠的解决方案。(end)

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