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機器視覺

DataMan:低像素、大視野,我最行

  2017年09月15日  

  蘇州巨通自動化設備有限公司(以下簡稱巨通公司)是國內較早的專業物流輸送系統集成制造商,專門承接現代物流輸送系統的規劃和實施。其中,汽車輪胎生產線是巨通公司的主力產品之一。

  輪胎在使用周期內要經歷多個地點、廠房、城市或國家,因此,準確的輪胎識別對管理合規性、在制品、分揀和工藝路線以及質量控制至關重要。質量控制與追溯是輪胎制造商的基本要求。在物流、在制品、質量控制和驗證檢驗,輪胎在生產過程的每一步都需要追蹤。從原材料到輪胎組裝,到行尾分揀,閱讀條形碼在輪胎行業是至關重要的。

  但是輪胎行業的閱讀條形碼是一項非常艱巨的任務,不但需要條碼需要全方位閱讀[LS1] ,而且生產過程中條碼質量會退化。[LS2]

  讀碼挑戰是:輪胎行業是把一維CODE128碼的硫化標簽條碼,貼在輪胎半徑內部任意范圍內;輪胎代碼比較小且窄,一般在10mil左右;輪胎全黑色表面會吸收光線;生產過程中如硫化后輪胎條碼質量會降低,且代碼與背景之間的對比度通常非常低,條碼容易磨損;由于運動條碼會在內徑的任意方向,可見視野方位相當大;在滾輪下面,通過很小縫隙讀取代碼。

  因此,如果沒有應用正確的高效掃描技術,會導致生產效率的損失、增加額外的手工處理和額外的合規管理成本。

  巨通公司過去一直采用Datalogic讀碼器,5個讀碼器為一組,讀取輪胎上面條碼。由于滾軸之間的縫隙較小,當條碼在下面時未完全讀碼,造成讀碼率一直不高。而且讀碼器成本較高,因此安裝選型很少。

  “采用以前的讀碼器時,我們很難將它們與用于操作機器的Rockwell進行EtherNet IP總線無縫連接起來。”巨通公司技術工程師介紹說,“在對 PLC進行編程,以便與以前的讀碼器通信時,會遇到了相當大的困難。編程工作需要具備大量有關讀碼器專有接口的知識,還需要進行非常耗時的人工編碼。一旦生產流程出現變化,就需要更改與讀碼器通信的PLC代碼。”因此,巨通公司急迫需要一種先進高效的讀碼技術來解決生產中的困境。

  “我從展會上解到,現在的康耐視讀碼器采用Hotbars2技術可實現更大的DOF和FOV,而康耐視是全球視覺行業的領先者,”巨通新項目引進部門的毛經理說,“經過交流接洽,康耐視向我推薦了一直以來和他們合作的蘇州卓越金碼電子科技有限公司(以下簡稱卓越金碼公司)。之后卓越金碼公司專門為該技改項目做了大量的測試和調研,最終確定選用康耐視強大的DM363QL來幫我們解決棘手難題。”

  DataMan讀碼器能夠相對輕松地與用于控制生產線的PLC集成。該讀碼器含有以太網接口,可連接至工廠網絡,從而使其能夠與工廠網絡上的所有其它設備通信。對于Rockwell PLC所支持的ETHERNET IP工業以太網協議,DataMan讀碼器還配備有手冊、ESD文件和樣本代碼。

  通過使用讀碼器所提供的ESD文件和以太網/IP標準,就可輕松連接到PLC和其它常見的工廠自動化設備。步驟如下:第一步將ESD文件加載到Rockwell編程軟件中,ESD文件是ETHERNET IP的配置文件,由網絡配置工具使用,以幫助識別產品,并在網絡上對它們進行調試;然后,ESD文件會給讀碼器分配一個標簽,其包含讀碼器的唯一名稱和IP地址;最后一步是定義輸入和輸出節點;然后工程師根據手冊的相關代碼進行編寫應用,并定義相關的邏輯。

  讀碼器和皮帶線的操作工作程序如下:當輪胎從一端運送到出庫段,DataMan通過傳感器,感應輪胎信號并傳給PLC,PLC指示讀碼器采集并讀取圖像。

  工程師們在輪胎出庫的皮帶線生產線上試用了DataMan363QL讀碼器+HPIA,在皮帶線的下方采用了三臺DM363QL進行Master-slave組網,將數據傳給百米之外的控制室,出色地完成了代碼讀取工作。

  而且,現場工程師還驚訝地發現,在對比度非常低、扭曲厲害、速度非常快的情況下,嘗試使用康耐視讀碼器讀取條碼,DataMan讀碼器在各種情況下都能夠成功讀取代碼。

  “在采用基于圖像的DataMan讀碼器后,成功解決了多臺讀碼器成本問題,我們只需要3臺既可滿足讀取需求。”巨通公司的技術工程師指出,“并且圖像采集速度較快,使得軌道下面的讀碼率很高,還可以更高效地利用像素。”

  他們發現:采用Hotbars2技術使輸送帶覆蓋面積增加20%,因為Hotbars技術可以可靠地讀取代碼,精確到1.2 PPM,而不是1.5 PPM;圖像采集速度比1DMax算法快20倍,即使提供100%冗余,仍可使用更少量的相機。

  “康耐視讀碼器擁有靈活的配件Hotbars2[LS3] 技術,讓我們在這個輪胎讀碼的技改項目上表現優越。”卓越金碼公司的技術服務工程師滿意地表示,“我們對康耐視能夠推出可改善讀取性能、縮短安裝時間以及具有成本競爭力的產品策略感到高興,目前康耐視擴展版解決方案還為代碼讀取應用程序提供了支持,以實現更高效的圖像采集和最大限度減少讀取失敗,這無疑將提高處理量與生產效率,并減少代價高昂的返工。”

  最終,巨通公司采用康耐視的視覺讀碼器DM363Q+HPIA光源后,實現了輪胎條碼的高效讀取。這不但大幅度提高生產速度,還改進了產品的生產工藝,并促進整個產品的質量提升。

  “較少的讀碼器會有較少的故障點、較低的整體成本、易于安裝和排除故障,”巨通公司新項目引進部門的毛經理總結說,“讀取率基本在99.99%左右,利用HotBars 2技術,即使條碼出現扭曲破損、特別是在軌道下面讀取,DataMan讀碼器同樣有著很好的閱讀性能。現場實踐證明,康耐視的技術能夠以更少量的相機實現更高的讀取性能。”

  1.安裝在軌道下方讀碼器

 

  2.安裝整體示意圖

 

  3.現場讀取率

  [LS1]不但需要對條碼做全方位識讀

  [LS2]也會退化,提高讀取難度。

  [LS3]配件和Hothars2

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