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2020(首屆)中國數字物流云展會
機器視覺

小小黃人——高速檢測極速互聯

  2017年08月28日  

  湯臣倍健是中國膳食補充劑領導品牌和標桿企業,對產品的生產過程嚴格把關,對產品的生產質量要求極為嚴格。

  湯臣倍健的產品包裝線包括理瓶、塞干燥劑、數粒裝瓶、旋蓋、封口、貼標、裝箱打包、賦碼關聯等過程。產品信息追溯系統是公司對產品質量和各環節質量把關的重要一部分,湯臣倍健擁有從產品生產、銷售到最終用戶使用的一套完整的產品信息追溯系統,而康耐視的視覺和條碼閱讀產品給這套追溯系統提供了良好的解決方案。

  產品信息追溯系統包含賦碼、讀碼、信息關聯、產品查詢4個環節。其中讀碼好壞是生產成功與否的關鍵。只有高速精準的讀碼效果,才能在生產源頭刷選出NG產品,從而保證產品質量和產品信息的準確性。

  據湯臣倍健的車間生產主任介紹,在未使用康耐視產品和技術之前,他們是用條碼槍人工掃描。但是人工掃描效率太低,而且無法進行重碼對比。后來也做過一套自動的賦碼關聯系統,但是讀碼的識別率較低,對大部分人眼可接受碼無法識別,剔除量較多,導致有大量的產品需要返工,并且使用的視覺軟件復雜且為全英文版,車間員工不會操作。在不考慮剔除的情況下,生產的穩定速度只能做到200瓶/分。

  據分析,賦碼關聯系統中很關鍵的一個環節就是讀碼,只有保證讀碼的正確率,才能保證整個系統的高速穩定運行。湯臣倍健的產品瓶蓋底部光滑平整,OCR碼識別率很好,但是瓶底二維碼的讀取是這個項目的難點(如圖1),主要有三個原因:

  1)激光刻碼機在動態打印時,由于夾持帶的抖動會引起二維碼的稍微變形,但這種二維碼在人眼看來又在可接受范圍,通過手機也能正常讀取。

  2)瓶底是曲面,而且瓶底有注塑的LOGO,激光刻碼時瓶子角度是隨機的,如果二維碼剛好打印在注塑LOGO上,對二維碼的讀取是一個挑戰。

  3)由于此產品包裝環節較多,瓶子經過輸送帶傳送的距離較長,瓶子底部跟輸送帶長時間摩擦,瓶底劃痕和污漬較多,對檢測效果有一定的影響。

  圖1 瓶底二維碼

       

  當時,為解決讀碼難題,湯臣倍健找到了合作方廣州琺瑪珈智能設備股份有限公司(以下簡稱琺瑪珈)。琺瑪珈是一家為醫藥和食品企業定制包裝設備的設計生產商,使用過多種視覺和讀碼品牌,但是效果不盡人意。

  “由于賦碼關聯系統對讀碼識別率要求較高,識別率低會導致產品返工太多,我們在進行湯臣倍健此技改項目之前,進行了多個品牌的對比和市場調查,并選擇了幾個品牌的供應商進行前期測試。”琺瑪珈的工程師表示,“由于康耐視相機強大的處理能力、簡單易學的軟件界面、良好的測試數據和強大的通訊功能,最終我們選定了康耐視的In-Sight系列視覺和Dataman系列條碼產品,來幫助解決賦碼系統中的讀碼挑戰。”

  借助康耐視相機和條碼閱讀器的優越性能和第三方設備強大的通訊功能,琺瑪珈的工程師很快為湯臣倍健定制了表面缺陷檢測和OCR、二維碼以及條形碼識別和讀取方案,解決了包括:1)激光刻蝕碼歪曲變形、可接受缺失;2)檢測面不平整;3)檢測面污漬;4)高速識別; 5)多設備通訊;6)多個不規則二維碼的同時讀取;7)瓶底注塑LOGO;8)劃傷、麻點在內的大部分生產遇到的問題。

  據琺瑪珈的工程師介紹,在之前的OCR檢測測試中,一般的智能相機檢測12個字符的最高速度接近在280瓶/分,但是檢測處理時間差異很大,誤檢率較高。而康耐視的IS7402和IS8402在速度方面表現出色,檢測速度最高達到400瓶/分,超出湯臣倍健提出的300瓶/分的速度要求。

  “康耐視相機大大降低了剔除率,處理也很快,幾乎很少需要人工干預。”湯臣倍健的車間操作員滿意的說,“相機處理速度快,數據通訊實時性好,從而完美解決了之前生產所碰到的問題。”

  據了解,該項目的賦碼系統分為瓶蓋賦碼關聯和瓶底賦碼關聯兩大部分,都應用到了康耐視的視覺系統和條碼閱讀器產品。

  瓶蓋賦碼關聯

  首先通過貼標機對瓶蓋進行貼標,貼標完成后利用康耐視DM300對瓶蓋標簽上的條形碼進行讀取,上傳到PC;接著通過PC上位軟件將OCR信息發送到激光刻碼機,在瓶蓋底部打印出OCR碼;然后用IS7402相機對OCR碼識別和讀取,NG的OCR碼和重復OCR碼在后段剔除,OK的OCR碼上傳到PC上位軟件;最后將OCR和條碼進行關聯,存入數據庫,實現一個瓶蓋對應一個OCR碼和一個條碼。

  圖2 瓶蓋賦碼現場

 

  圖3 瓶蓋賦碼關聯軟件

 

  圖4 賦碼關聯產品

 

  湯臣倍健的車間主任評價說,此系統比之前的人工賦碼關聯效率快了10倍,并且識別錯誤率極低。使用的In-Sight Explorer軟件為全中文界面,通俗易懂,使用方便,并且識別率高,識別速度快。他們對這套系統非常滿意,并且很期待正在進行的瓶底賦碼關聯系統的使用效果。

  瓶底賦碼關聯系統

  瓶底賦碼關聯系統是對瓶子信息和箱子二位碼進行關聯,保證一個箱子的條形碼對應6個瓶子的二維碼信息。保證每箱產品的唯一性,不可復制性和可追溯查詢。

  工作流程如下:

  1)首先通過PC上位軟件將二維碼信息發送到激光刻碼機打印二維碼,然后利用IS8402相機對二維碼進行預讀取,剔除NG(刻碼不完成、重碼、無碼)產品。

  2)OK產品上傳PC上位機保存,然后通過輸送帶進行其他包裝流程。

  3)6個瓶子一組通過機械手抓取到IS5705相機讀取位置,同時對6個瓶子底部的二維碼進行識別讀取,通過電子表格將6個二維碼信息上傳到PC上位軟件,并跟之前IS8402預讀取的二維碼進行二次驗證。

  4)NG(讀碼失敗和無預讀碼信息)產品通過機械手抓取到剔除箱,OK(檢測和對比通過)產品通過機械手抓取裝箱。

  5)裝箱完成后,通過輸送帶輸送到后段的即打即印貼標機。

  6)PC上位軟件將正確的6個瓶底二維碼信息生成一個條形碼,并將信息發送到即打即印貼標機,將條形碼標簽貼到箱子上。

  7)康耐視DM150條碼閱讀器對箱子條碼標簽進行讀取識別,識別正確的箱碼便生成一箱正確的產品,并通過上位機存入數據庫,讀取或對比失敗箱子執行剔除。

  由于該系統的完美檢測效果和出色的穩定性,琺瑪珈對該系統非常滿意,并跟湯臣倍健協商將此系統發到德國進行5月份的工業展展示。

  圖5 瓶底賦碼關聯系統應用

 

  圖6 IS8402安裝位置和識別效果圖

 

  圖7 IS5705相機安裝方式和識別效果圖

 

  圖8 DM150安裝方式

 

  圖9 賦碼關聯軟件界面圖

  此項目利用康耐視的產品作為讀碼設備,憑借康耐視In-Sight系列視覺系統和Dataman系列產品的強大處理能力和視覺工具,完美解決了生產中單個和多個二維碼的動態高速讀取;全面易用的連接套件和通信能力,輕松實現與第三方設備的通信,并保證數據的實時性;簡單易用的軟件界面和穩定性,贏得了湯臣倍健和琺瑪珈的一致好評。

  康耐視先進的機器視覺技術很好的解決了賦碼關聯系統在讀碼上的應用,為醫藥行業在賦碼關聯和三級監管碼應用上提供了經典案列。

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