Typiske anvendelser

På St. James Gate brygning anlæg af Guinness, virksomhedens fadøl er brygget og kegs er fyldt til husholdningsbrug, europæiske og internationale kunder. At udfylde, check, og skibet disse kegs med en hastighed på omkring 1000 kegs / time, har Guinness fuldautomatiske anlægget. Genvundne kegs er placeret på en automatiseret transportbånd system, hvor de går igennem flere operationer, før de kan reshipped til virksomhedens distributører. Efter den kegs vaskes, skylles, og steriliseres, de er fyldt med øl gennem en envejs-ventil i toppen af KEG, kendt som et spyd. At afgøre, om hver Dunk er korrekt udfyldt, den kegs vejes og sæler kontrolleres for eventuelle lækager, før de omsider pakket og afsendt fra bryggeriet.

At automatisere processen med at inspicere kegs for lækage, Guinness opfordrede Machine Vision Direct (MVD). Etableret i 2003, MVD er både en systemintegrator og forhandler af produkter fra virksomheder som Basler, Matrox, og Sony. Oprindelig grundlagt af Donal Harrington og Al Goodwin, som selskabet nu beskæftiger 10 mennesker på sin Dublin, Cork, og Louth kontorer og har udviklet vision systemer til drikkevare-, medicinal-, og elektronikindustrien.

 

Da mange forskellige kegs og spyd bruges af bryggerier rundt omkring i verden, siger MVD's Harrington, de er nødvendige for systemet for at være fleksible og let eftermonteres i eksisterende høj hastighed produktionslinjer. På Guinness facilitet i Dublin, for eksempel, var det system, der kræves for at skræve en eksisterende keg-handling system fra KHS Till.

Efter at være blevet fyldt og vejes, siger Harrington, nogen uretmæssigt fyldt kegs er afvist fra transportbånd, automatisk omvendt, og tømmes. Mens øl er genanvendt, den kegs er vendt tilbage til en station til genpåfyldning, og processen gentages. Korrekt udfyldt kegs rejse langs transportbånd og ind i en IP65-certificeret i rustfrit stål kabinet, der huser den maskine-vision system.

Som kegs flytte ind i inspektion stationen, er deres tilstedeværelse påvises ved en EQ-500 justerbar-række reflekterende fotoelektrisk sensor fra Panasonic Electric Works. Brug af EQ-500'erne to-segment fotodiode justerbare-range system, vil sensoren ikke registrere objekter uden for den forudindstillede sensing felt og er ikke påvirket af variationer i de genstande vinkel eller glans i forhold til konventionelle sensorer, siger Harrington. Output fra sensoren udløser billedoptagelse med et Matrox 4SightII stand-alone vision system er udstyret med en Meteor II multikanals frame grabber og en PCM 7230 + isolerede digitale I / O-kort fra amplikon.

Til at tage billeder af toppen af kegs, MVD brugt en 1/3-in. progressiv scan, 30-frame / s 1024 * 768 XC-HR-70 sort / hvid-kamera fra Sony. Udstyret med en 25-mm C-mount-objektiver fra Pentax Imaging, at kameraet er monteret på en Robo Cylinder fra Intelligent aktuator. Dette lineære aktuator giver CPU'en af 4Sight II maskine-vision system til at styre den position, fart, acceleration, deceleration, og drejningsmoment fra kameraet påfyldningsanordning, således at forskellige typer af øl kegs kan blive ordentligt fokuseret og afbildet, Harrington siger. Dette påfyldningsanordning er forbundet med en Panasonic PLC, der også styres ved hjælp af digitale I / O-kort indlejret i 4SightII

 

Overraskende, Harrington lært, at ikke to øl reflektere lys, på samme måde. Vi har opdaget forskellige øl udviser forskellige gråtoner profiler, når det belyses med høj intensitet solid-state belysning. Selv pilsnerøl og lyse ales, som med det blotte øje synes temmelig ens, absorberer lys helt anderledes, siger han. De har også fob forskelligt, hvilket betyder, at de skum anderledes på øl overflade. Og cider, for eksempel, ikke fob gerne øl til alle. Efter påfyldning, producerer cider mikrobobler. Disse små bobler kan vises i et af en række steder på overfladen af spyd.

Til korrekt billede af disse mikrobobler kræver den rigtige belysning. Vi eksperimenterede med 620-nm røde LED ringlights, siger Harrington, og fandt, at en lav vinkel ringlight er det bedste valg til at belyse stærkt reflekterende overflader, såsom øl kegs. På grund af dette, valgte Harrington at udstyre kameraet system med en lav vinkel LED ringlight fra Moritex. Dette lys er ideelt til belysning lidt ujævne, ridsede overflader og giver 360 belysning til reflekterende objekter. Den lave-vinkel design forhindrer falsk billede refleksion ind i kameraet, siger han.

Den lille formfaktor af 4Sight-II, at systemet skal integreres med IP65 kapsling, minder Harrington. Dette tilladt os at visualisere alle mislykkedes kegs på en 15-in.VGA berøringsfølsomme skærm grænseflader til 4Sight systemet og beliggende uden for huset. Uden den 4Sight-II, ville vi have haft for at installere systemet 30 m væk i produktionen kontrolrum. Dette ville have skabt yderligere komplikationer for integration og test og øgede mængden af nedetid under idriftsættelse, siger han.

 

Image inspektion

Når billederne er taget, skal de behandles for at kontrollere, om en lækage sker. I fortiden, template-matching, baseret på normaliseret grå-skala korrelation (NGC), blev anvendt til at korrelere en optagne billede med en kendt godt image eller skabelon. Selv om NGC algoritmer ikke tolerere afvigelser i størrelse, rotation, og dele, der ikke er ensartet tændt, geometrisk mønster-matching algoritmer kan finde komplekse mønstre på retningslinjer fra 0 til 360 meget hurtigt. På øl kegs, belysning, hvor der kan ændre sig, og der er højlys og skygger, geometrisk-baserede teknikker vil stadig finde det mønster, at blive anerkendt, siger han. Sådanne algoritmer kan bruges med NGC pattern-matching teknikker til at afgøre, om en bestemt Dunk er utæt.

At beslutte, om nogen større lækage forekommer, at systemet bruger en kant-baseret påvisning algoritme til at bestemme de kanter af dunken. Når dette er fastlagt, NGC beregner, om særlige forhold der findes i billedet. Skulle større lækker opstå, vil disse særlige kendetegn være tilstoppet, og systemet kan genkende, at dunken bør afvises, Harrington siger.

For andre kegs, med cider fyldt, for eksempel billedbehandling opgaven er mere subtil. I tilfælde, hvor mikrobobler er til stede, siger Harrington, kantdetektering er først bruges til at finde rundt i udkanten af dunken. NGC teknikker derefter afgøre, om der er nogen lækage i midten godt i dunken. Dog kan mikrobobler stadig fremgå af udenfor kanten af dunken spyd At påvise, om dette er forekommende, kant-afsløring algoritmer bestemme fælgene af kegs og de områder af mulig lækage. Disse circumferal områder er så unwarped bruger MIL og klat analyse anvendes til at bestemme niveauet for udsivning af hver af de kegs.

Menneskelige grænseflader

Efter hver tønde er kontrolleret, at bestået / ikke bestået beslutning truffet af 4SightII bruges til at kontrollere Panasonic PLC, der aktiverer en shunt mekanisme til at sende ikke kegs til en afklaringskolbe station. Disse kegs er tømt, øl genanvendt, og dunken sendt til reparation. Til at kontrollere antallet af falske afviser, at de systemer operatøren kan programmere accepten af forskellige KEG typer ved hjælp af systemer, menneske-maskine-interface (HMI), som vises på fladskærm

 

Skrevet i Visual C + +, HMI kører på toppen af MIL at tillade brugeren at oprette hver produktion køre og overvåge time fejlrate. Indsamlede data omfatter dato, klokkeslæt, og mængden af kegs, der har svigtet. Da disse oplysninger er gemt som en tekstfil, kan det hurtigt eksporteres til et Excel-regneark for real-time eller senere analyse, siger Harrington.