“零缺陷”的目标挑战液体包装

当Entapack制造液体衬套时,有一套复杂的环境系统可以去除空气中的污染物。同样复杂的视觉检测系统也需要确保零视觉缺陷。

检查Entapack多层衬垫,确保零污染。
检查Entapack多层衬垫,确保零污染。

每一个有经验的制造工程师都知道,生产高质量的产品往往是不够的。需要有一种方法来验证从生产线上滚下来的每一个部件都是完美的,如果不是,那么它在离开工厂之前就被拦截了。

澳大利亚液体包装机械和材料制造商seal Air Entapack发现,当一个大客户对其所需的大型多层IBC衬垫设置了很高的标准时:确保收到的衬垫层之间绝对没有可见的污染。

Entapack在一个正压洁净室中制造液囊,在那里一个复杂的环境控制系统可以去除空气中的污染物。但是,碳胶、头发、灰尘或昆虫总是有可能被夹在内衬袋的塑料层之间。透明塑料衬垫宽达2.5米,污染物小至50微米。这种塑料薄膜有一层有色涂层,会使塑料稍微变暗,甚至连视觉系统都难以发挥作用。轻微的划痕和擦伤不构成严重的缺陷,必须忽略。衬套还配备了两个水龙头固定装置,系统需要识别和忽略。

Entapack现有的由操作人员进行的目视检查不足以100%地发现缺陷。通过机器视觉进行自动光学检测是唯一的选择。但解决办法仍然不容易。

理想情况下,为了在如此大的区域内检测非常小的污染物,机器视觉摄像机的像素分辨率需要非常小。然而,在2.5米的视野范围内,这相当于一个非常高的像素数量,需要昂贵的相机。另一方面,摄像机不需要捕捉颜色。彩色成像不会带来任何好处,事实上还会是有害的。

另一个挑战是要处理的数据量和图像的大小。一个2.5米宽、2.5米长的袋子的图像将包含数十亿个50微米的像素。与此同时,该系统是在一台PC机上构建的,因此内存是一个限制。图像需要被分割,然后一段一段地处理。

为了满足这些需求,Sealed Air Entapack请来了Adept Turnkey Pty,一家专门从事机器视觉和成像技术的工程公司,以及定制交钥匙测试系统制造商CPE Systems。Adept公司研究了优化污染对比度以降低高分辨率要求的可能性,并设计了定制照明,以支持使用12k线扫描摄像机。由此产生的系统是一个独立的检查站,由plc输入的袋子存在触发,它使用编码器将线扫描与袋子运动同步。这款12k 23khz线扫描相机是Teledyne Dalsa的食人鱼3。

三个摄像头安装在袋子传送带上,以提供36,864像素的线,横跨正在检查的2.5米宽度的膀胱。每个像素都比最初指定的50微米缺陷检测限制大得多,特别是考虑到相机域之间的重叠。然而,有了爱德普的照明解决方案,缺陷不需要填充整个像素就能被检测到。即使是一个像素的一小部分污染粒子也会引起足够的光线变化来触发检测。

CPE集成了系统组件,并开发了特定的自定义成像例程和自定义算法,使系统能够隔离和忽略tap。他们还开发了一种方法来识别和忽略着色涂层中的任何划痕。

三个Teledyne Dalsa Xcelera框架抓取器连接到Piranha摄像机,检查应用程序是在Teledyne Dalsa的Sherlock软件环境中构建的。Sherlock预处理器处理分割图像,并帮助使用检查工具来检测计算机内存限制内的污染。当检测到污染时,系统将图像与位置叠加,从而使诊断和修复更容易。

该系统已经使用了一年多,能够可靠地检测污染物,并向作业者发出信号,以证明seal Air Entapack及其合作伙伴能够满足客户设定的高标准。

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Z-Trak应用实验室
Teledyne GenieNano 5GigE
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