利用机器视觉检查雪糕 - PHILRO INDUSTRIAL LTD.

罗马尼亚一家领先的雪糕生产商获得了一套自动视觉解决方案，可以检测形状不合格、折断或粘连的雪糕，并帮助从生产线上快速移除这些雪糕。

PHILRO Industrial（罗马尼亚沃伦塔里）在工业自动化领域拥有十余年经验，可为任何需要此类解决方案的行业开发、生产并交付机器视觉系统。PHILRO Industrial 的机器视觉部门（罗马尼亚布加勒斯特）提供全包式解决方案，涵盖各类项目最佳实现的所有必要方面，包括可行性研究和案例分析。Betty Ice（罗马尼亚苏恰瓦）成立于 1994 年，是目前罗马尼亚最重要的雪糕生产商。凭借全球领先的设备和积极进取的团队，Betty Ice 已成功成为欧洲的现代化雪糕生产商之一。生产过程中，雪糕可能会折断或粘连。人工操作员的目视检查并非绝对可靠，必然会导致一部分不合适的产品交付给消费者。罗马尼亚的食品和饮料市场竞争异常激烈，消费者期望获得始终如一的高品质产品。购买雪糕的人希望每块雪糕的大小、重量和质量都是一样的。因此，以最有效的方式实现每件交付产品的质量一致，同时不在生产过程中造成任何干扰，就成了 Betty Ice 的一个重要目标。为了提高质量控制流程的能力，Betty Ice 联系了 PHILRO Industrial 的机器视觉部门，寻求解决方案。他们的成果是一套基于视觉的检测系统，可以检测形状不合格、折断或粘连的雪糕，并帮助从生产线上快速移除这些雪糕。在使用这套自动化检测系统之前，是由人工操作员在监督雪糕生产线的最后部分，目视检测缺陷产品，并在进入包装阶段之前将其移出生产线。PHILRO Industrial 在 Betty Ice 雪糕工厂安装了基于机器视觉的质量控制系统，使用专业摄像机、专用硬件和基于 HALCON 库的软件，将生产流程可视化，检测有缺陷的雪糕（折断、粘连、形状不同等）。所有硬件组件都是嵌入式的，并通过以太网与操作员的计算机连接。系统包含以下组件：

• 4 台 Basler Ace aca1300-30gm 摄像机，配备 12 毫米镜头、防水外壳和千兆以太网通信；
• 照明装置；
• 用于工艺控制的 Adam 6052；
• 用于图像处理的 NUC6i5SYH 计算机；
• 用作拍照触发器的 Sick 电感式传感器。

生产线上的雪糕悬挂在平行的支撑排架上，每排 16 根。每一排雪糕到达 SICK 传感器时，4 台摄像机会触发，进行图像采集程序。图像拍摄完成后，分析流程启动。对于每一排雪糕，拍摄 4 张图像（4 台摄像机拍摄 16 根雪糕）。为了缩短分析时间，每张图像均使用单独的执行线程处理。在定制软件应用程序中使用 HALCON 成像软件分析图像以确定每根雪糕的大小是否正确。系统使用多个 HALCON 算子：

• gen_ellipse：为每根雪糕创建感兴趣区域，因为它们总是传送到相同的位置；
• reduce_domain：限制图像域以便单独分析每根雪糕；
• threshold：用于抑制背景；
• connection：用于从定义图像的许多像素中创建单个实体，即雪糕； 
• fill_up：假设雪糕轮廓可能包含未突出显示的内部像素，从而填充雪糕轮廓；
• area_center：测量所创建物体（雪糕）的面积，并检查其是否具有一定的大小，即该面积在质量方面合格。

该系统每分钟能够检查最多 1,000 根雪糕。在软件应用程序的前端，操作员可以从下拉菜单中选择产品转换，并从检测系统接收有关生产工艺的连续反馈。如果检测到某些雪糕有缺陷，则会触发警报，以便从生产线上实时移除。该应用程序会将收集的所有数据存储在数据库中，而数据库可以与公司的 ERP 连接，以方便统计和增强可追溯性。除了通过质量控制流程自动化实现大幅节约之外，PHILRO Industrial 在 Betty Ice 雪糕工厂实施的解决方案还显著降低了次品率，有助提高 Betty Ice 的客户满意度，增强其品牌声誉。

作者：Mihai Nasta，Mădălin Roventa PHILRO Industrial Ltd. 是MVTec 认证集成商。

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