應用實例

條碼/文字

》背景

三得利百事可樂公司是越南最大的飲料生產商和經銷商之一,在全國範圍內擁有五家生產工廠,並且在為亞洲市場成功開發飲料方面擁有悠久的歷史。而總部位於越南胡志明市的Pacific Hi-Tech,多年來持續幫助越南內的飲料公司開發有效的解決方案。
 
食品和飲料生產過程中的一個關鍵,是在:
  1. 製造日期(MFD)
  2. 失效日期(EXP)
  3. 批號
 以上三中資訊的驗證。因此,若能有準確、可靠且成本合理的系統,完成上述三個項目的檢測,能夠有效提高生產的品質。
 

》挑戰與解決方案

此解決方案需要克服一些難題:
  • 生產線通常有多種類型的產品
  • 每個產品會擁有不同的尺寸
  • 輸送帶的穩定性與長度限制
  • 產品內部的液體,會使得圖像背景模糊
  • 需要能夠配合產線的速度,成功辨識字元
 
於此狀況之下,Pacific Hi-Tech選擇使用:
  • 工業相機: 歐美製USB3.0相機
  • 視覺軟體: Matrox Design Assistant (Matrox DA) / String reader模組
  • 工業電腦: Matrox 4Sight GPM
其中String reader,等同光學文字識別(OCR)的功能,能夠以幾何特徵,來快速定位與讀取影像中的實心文字,同時可以容忍一定程度的傾斜與對比度變化,具備足夠的靈活性來克服字元建立且背景模糊的問題。另一方面,如果文字夠清晰,String reader就會進行檢測,而如果文字基於意外被遮蓋,Matrox DA也能自動切換到存在/不存在的檢查模式,能有效因應產線上的變化。

而Matrox Design Assistant的整合式開發環境(IDE),讓開發人員能直接設計出基於Web的圖形化操作介面,亦能夠有效的滿足客戶在操作上的需求。

而透過以上方式所檢測出的異常產品,Matox DA亦能夠送出訊號給外部的彈出器,將產品即時替除掉,完成整個的解決方案。
應用:食品包裝檢測 / 標籤檢測 / 文字識別 / OCR 
 

 》背景

系統整合大廠Epic Systems藉由Matrox MIL視覺函式庫,整合出OCR的機器視覺系統並導入食品製造大廠。在製造現場,此視覺系統會即時識別瓶罐上的有效日期是否正確,並且即時將錯誤的瓶罐剔除,以防不良品流入市場。
 

》系統配置

在硬體上採用了Teledyne DALSA的Genie Nano M1940黑白工業相機,上面搭配Sony的IMX174 CMOS 2.4MPixels Sensor,像素大小為5.86um,可以達51fps的取像速率。在軟體上,使用了Matrox MIL的SureDotOCR,此模組能有效識別點陣文字(Dot-matrix-fonts),並能因應文字的變化來靈活擴充。
 

》效益

OCR(光學文字辨識)的應用在早期的檢測速度並不理想,同時靈活度和維護性也相對較低。

以End User先前的系統為例,點陣文字單次的識別為100ms (最高甚至到286ms),需要透過多線程技術(multithreading architecture),以平行處理的方式才能縮短影像分析時間。但若需額外存圖或偶發性的延遲,可能導致NG瓶罐通過剔除點才收到訊號。

而以客戶目前的36個點陣文字,透過 SureDotOCR模組,單次檢測時間可達40ms,而上線後的連續檢測,亦能維持在1200罐/min (平均每次50ms),同時有99.9%的正確率。搭配輸送帶上的編碼器回饋,能夠確保分析時間足夠,順利在檢查點後1.5m的距離剔除NG品。

Matrox MIL10 提供文符辨識工具:SureDotOCR

Matrox MIL10 文符辨識工具SureDotOCR™ 專為挑戰噴墨與針字打印的點陣文字而開發,依指定點尺寸校正,可針對文字失真、背景不均與光照程度不同,皆可做辨識。

 

計數

背景與挑戰

一家銷售全球的飲料製造商由於產線的包裝「擺放方向不正確」及「計算數量錯誤」,導致後段設備因卡紙而停機以及客戶的投訴。因此,飲料製造商委託Acquire Automation開發完善的視覺檢測系統來解決上述問題。
 

解決方案

Acquire 團隊在製造商原有的包裝產線上構建視覺檢測系統,計算數量及確認產品方向,並成功完成40~50箱的收縮包裝與非收縮包裝的驗證。

此檢測系統使用到的組件:
  • 智慧型相機:Matrox Iris GT 
  • 工業鏡頭
  • 視覺軟體:Matrox Design Assistant (DA) / Pattern matching / Intensity checker
  • 光源:120伏的高頻螢光燈
  • 機構與控制:PLC控制器的反饋控制系統、分線板、線材
 
使用Matrox Design Assistant的整合式開發環境(IDE),用戶能夠以建構流程圖的方式,取代以編寫程式來建立視覺軟體,提高了軟體開發的效率。軟體開發完成能直接佈署到Matrox Iris GT上運行,其輕巧的體積能更靈活的安裝在既有的產線上。

透過DA亦能直接開發人機介面(HMI),讓作業員能直接操作此系統。此HMI能讓作業人員檢查計數、設置容忍度、儲存圖像及調整Iris GT的參數,同時提供登入功能,以防止未授權的人隨意更改系統。
 
在軟體算法上,透過pattern matching能正確識別果汁盒的位置方向與計數。隨著產品包裝的複雜度變化,必要時還須搭配Intensity checker以及Image processing的相關模組。

此套視覺檢測系統,除了解決製造商原有的包裝方向及計數問題之外,另識別出許多錯誤,包括:果汁盒的歪斜、丟失、壓扁、掉落、轉動或多餘、整箱包裝後產品缺漏、倒置或倒轉、損壞的標籤等等。
 
視覺檢測系統不僅可以識別這些產品問題,也有助於快速識別生產過程的問題,以及識別出產線暫停的根本原因,最終也成功地節省了大量的工時,並顯著減少了客戶退貨與投訴。
飲料包裝方向 食品包裝方向 飲料方向 食品方向 飲料包裝計數 食品包裝計數 飲料計數 食品計數 包裝數量計算 飲料數量計算 食品數量計算

 

包裝分撿

Matrox DA4.0 導引機器人巧克力分檢包裝

簡易的模組拖拉,輕鬆建製流程圖,導引手臂分檢包裝。

葡萄乾檢測(AVT Prosilica GC1290C)

運用4台AVT Prosilica GC1290C 做葡萄乾檢測,分檢其外觀大小後分裝封箱。

 

瑕疵檢測

 

Teledyne DALSA Sherlock用於玻璃瓶檢測

利用Teledyne DALSA的機器視覺檢測軟體Sherlock,以及數個工業用相機,可即時在產線上進行玻璃瓶的瑕疵檢測,並剔除有氣泡的玻璃瓶。

Matrox DA4.0軟體流程式使用者介面輕鬆進行寶特瓶檢測

Matrox DA4.0軟體採流程圖式的使用者介面,使用者可以輕易地經由內製的軟體開發工具SDK,做檢測寶特瓶檢測的需求,包括:液面高低檢測、瓶蓋、安全環與套標高低等檢測。

玻璃餐具專業檢測機四個工作站:

  • 第一站 180°右側檢測 (AVT Guppy PRO F-201B*2)
  • 第二站 180°左側檢測 (AVT Guppy PRO F-201B*2)
  • 第三站 杯口邊線檢測(AVT Stingray F-145B)
  • 第四站 杯底檢測(AVT Stingray F-145B)