Typiska tillämpningar

På St James Gate bryggning växt Guinness, bolagets fatöl bryggs och tunnorna är fulla för inhemska, europeiska och internationella kunder. Att fylla, kontrollera och fartygets dessa tunnor med en hastighet av ca 1000 fat / timme, har Guinness automatiserad helt anläggningen. Återvunnet tunnorna är placerade på ett automatiskt bansystem, där de går igenom flera operationer innan de kan reshipped till företagets distributörer. Efter tunnor tvättas, sköljda och steriliserade, de är fyllda med öl genom en enkelriktad ventil längst upp på fatet, känd som ett spjut. Att avgöra om varje fatet är korrekt ifylld, att tunnorna vägs och tätningar kontrolleras för läckage innan de slutligen paketeras och levereras från bryggeriet.

Att automatisera processen med att inspektera fat för läckage, uppmanade Guinness på Machine Vision Direct (MVD). Inrättades 2003, är MVD både en systemintegratör och återförsäljare av produkter från företag som Basler, Matrox, och Sony. Ursprungligen grundades av Donal Harrington och Al Goodwin, företaget sysselsätter nu 10 personer vid sitt Dublin, Cork och Louth kontor och har utvecklat vision system för dryckes-, läkemedels-och elektronikindustrin.

 

Eftersom många olika tunnor och spjut som används av bryggerier runt om i världen, säger MVD's Harrington, det system som behövs för att vara anpassningsbara och enkelt eftermonteras på befintliga höghastighetslinjer produktion. På Guinness anläggningen i Dublin, till exempel, var skyldig att systemet grenslar en befintlig kagge-hanteringssystem från KHS Till.

Efter att ha fyllt och vägde, säger Harrington, något felaktigt fyllda fat avvisas från transportbanden, automatiskt ned, och töms. Medan öl återvinns, är de fat tillbaka till en station för påfyllning och processen upprepas. Korrekt ifylld fat färdas längs transportband och i en IP65-certifierad rostfritt stål kapsling som inrymmer maskin-vision-system.

Som fat flytta till besiktningsstation, är deras närvaro påvisas genom ett EQ-500 justerbar räckvidd reflekterande fotocell från Panasonic Electric Works. Med hjälp av EQ-500s två segment fotodiod justerbar-range system, kommer att sensorn inte upptäcka föremål utanför förinställda avkänning området och inte påverkas av variationer i de föremål vinkel eller glans jämfört med traditionella sensorer, säger Harrington. Output från sensorn utlöser ta bilder med ett Matrox 4SightII fristående vision system utrustade med Meteor II multichannel frame grabber och PCM 7230 + isolerad digital I / O-kort från Amplicon.

Att fånga på bild upp på fat, MVD använde 1/3-in. progressive-scan, 30-frame / s 1024 * 768 XC-HR-70 svartvita kameran från Sony. Försedd med en 25 mm C-mount-objektiv från Pentax Imaging, kameran är monterad på en Robo Cylinder från Intelligent Actuator. Denna linjära ställdon tillåter centralenheten i 4Sight II maskin-vision-system för att kontrollera position, fart, acceleration, inbromsning och vridmoment kameran utlastningsanordningen så att olika typer av öl fat kan vara riktigt fokuserad och fotograferat, säger Harrington. Denna brygga är gränssnitt med en Panasonic PLC som också kontrolleras med hjälp av digital I / O-kort inbäddad i 4SightII

 

Förvånande nog lärt Harrington att inte två öl reflektera ljus på samma sätt. Vi har upptäckt olika ölsorter uppvisar olika gråskala profiler vid belysning med hög intensitet solid-state belysning. Även lageröl och ljus ale, som för blotta ögat verkar ganska likartad absorberar ljus helt annorlunda, säger han. De fob också annorlunda, vilket innebär att de skum annorlunda på öl yta. Och cider, till exempel inte fob gillar öl alls. Efter fyllning, tillverkar cider mikrobubblor. Dessa små bubblor kan visas i något av ett antal platser på ytan av spjutet.

För att korrekt bild dessa mikrobubblor kräver korrekt belysning. Vi experimenterade med 620-nm röd lysdiod ringlights, säger Harrington, och fann att en låg vinkel ringlight är det bästa valet för att lysa starkt reflekterande ytor såsom öl fat. På grund av detta valde Harrington att utrusta kameran system med en låg vinkel LED ringlight från Moritex. Detta ljus är utmärkt för att belysa något ojämna, kliade ytor och ger 360 belysning för reflekterande objekt. Den låga vinkel konstruktion förhindrar falsk bild reflektion i kameran, säger han.

The small form factor i 4Sight-II får det system som skall integreras i IP65-kapsling, påminner Harrington. Detta får oss att visualisera alla misslyckades tunnor på en 15-in.VGA touchscreen monitor gränssnitt till 4Sight systemet och utanför huset. Utan 4Sight-II hade vi varit tvungna att installera systemet 30 meter bort i produktionen kontrollrummet. Detta skulle ha skapat ytterligare komplikationer för integration och testning och ökade mängden av driftstopp vid drifttagning, säger han.

 

Bild inspektion

Efter att bilderna tas, måste behandlas för att kontrollera om något läckage sker. Tidigare, mall-matchning, baserad på normaliserade gråskala korrelation (NGC), användes för att korrelera en tagen bild med en felfri bild eller mall. Även NGC algoritmer tolererar inte variationer i storlek, rotation, och delar som inte är enhetligt tända, geometriska mönster-matchning algoritmer hittar komplexa mönster på riktlinjer från 0 till 360 mycket snabbt. På öl fat, där belysning kan förändras och det finns högdagrar och skuggor, geometriska-baserade tekniker kommer ändå att få mönstret att godkännas, säger han. Sådana algoritmer kan användas med NGC pattern-matchning tekniker för att avgöra om en specifik fat läcker.

Besluta om eventuella större läckage sker, använder systemet en kant-based detection algoritm för att bestämma kanterna på fatet. När detta avgörs beräknar NGC huruvida särdrag finns i bilden. Skulle större läckage inträffar, kommer dessa särdrag vara blockerad, och systemet kan erkänna att fatet bör förkastas, säger Harrington.

För andra tunnor, fyllda med cider, till exempel, är att avbilda uppgift mer subtil. I de fall där mikrobubblor är närvarande, säger Harrington, kant upptäckt först används för att lokalisera omkretsen på fatet. NGC tekniker sedan avgöra om det finns något läckage i centrum samt i fatet. Dock kan mikrobubblor fortfarande visas i den yttre kanten på fatet spjut för att upptäcka om det sker, kant-detektion algoritmer bestämma fälgar av tunnorna och områden för eventuella läckage. Dessa circumferal områden är sedan unwarped använder MIL och BLOB-analys används för att bestämma nivån av läckage av varje fat.

Mänskliga gränssnitt

Efter varje kagge är inspekterade godkänt / underkänt beslut från 4SightII används för att styra Panasonic PLC, som actuates en shunt mekanism för att skicka misslyckades fat till en dekantering station. Dessa tunnor töms, ölet återvunnet, och fatet skickas för reparation. Kontrollera antalet falska avvisar de system som operatören kan programmera sig att acceptera olika fat typ med användning av system användargränssnitt (HMI) som visas på platt-bildskärm

 

Skrivet i Visual C + +, löper HMI ovanpå MIL för att låta användaren ställa in varje produktion driva och övervaka timme felfrekvensen. Insamlade data att datum, tid och mängd av tunnorna som har misslyckats. Eftersom denna information lagras som en textfil kan man snabbt exporteras till ett Excel-kalkylblad i realtid eller senare analys, säger Harrington.