MVTEC HALCON
食品工业中使用的一次性塑料模制件通常采用大批量生产，这要求系统能够以极快的速度有效运行，同时不会造成任何损坏。Machine Vision Technology 开发了一套自动化质量控制和检查系统，能够以高达每分钟 1200 件的速度处理和检查一次性塑料模制件（见图 1）。
该系统以此速度检查塑料模制件时，使用的模具可以来自最低 10°C 的仓库，也可以直接来自最高 40°C 的成型机。该系统可 100% 检测并剔除超出客户指定限值的零件，并将因自动化系统对模制件造成损坏而产生的最小废料数量降至零。在系统设计方面，Machine Vision Technology 得到了其自动化处理合作伙伴 RNA Automation（英国伯明翰）的专业技术支持。设计采用双头系统，具有两套旋转进料器、传送带、旋转台板和剔除隔离，并且采用通用的合格零件收集方式，使系统能够实现每分钟检查 1200 个零件（见图 2）。
通过传送带，将零件从成型机或存储箱送入两块旋转台板分别对应的两个料斗。然后以受控的方式送入两台离心进料器，分别按正确方向分配到传送带上。这些传送带将零件以单列形式输送到旋转台板上，使用空气喷嘴吹走任何放置方向不正确的物体。然后，将由于定向而遭到剔除的零件重新循环进入系统。两条传送带向两块旋转台板送料，台板以快于传送带的速度移动，使零件之间保持适当距离。
为了以高达每秒 10 个的速度处理零件，每块台板需要在其 650 毫米的直径上保持平整，并且能够以足够快的速度旋转，以高达每分钟 600 个的速度围绕视觉系统传送模制件。还需要从多个角度检查零件，以确保其底面、顶面和侧面没有损坏。为实现这一目的，MVT/RNA 开发了一种玻璃圆盘台板，圆盘直径 600 毫米范围内的精度可达到微米级。旋转玻璃圆盘上安装有编码器和触发传感器。每当一个模制件通过触发传感器，就会存储一个编码器计数。然后，可编程逻辑控制器 (PLC) 会跟踪圆盘周围的塑料模制件，触发相应的相机并剔除不合格零件。每个旋转圆盘均通过三套相机系统，从下方、上方和水平方向检查零件。首先，系统检查模制件顶面是否损坏，并对零件底面的型腔编号进行光学字符识别 (OCR)（见图 2)。
然后，第二台相机检查零件底面，测量其直径以及是否存在任何损坏。第三台水平安装的相机测量零件的高度和剖面，以及侧面是否存在任何损坏。从零件上面测量型腔编号时遇到的一个挑战是，3 毫米高的字母数字型腔编号铸在塑料中一个直径 6 毫米、深 5 毫米的孔底部。在以每分钟 600 个零件的速度通过相机系统的过程中，这些字符可能处在 360° 范围内的任何位置。使用 MVTec（德国慕尼黑）的 HALCON 6.0 OCR 机器视觉软件完成所需测量，并以高数据速率读取这些字符。采用气动方式将不合格零件吹出，合格零件则落入机器下方传送带上的收集箱中。在 MVT 视觉系统中，所有三项检查均使用配备远心镜头和照明的高分辨率相机进行，可对超过 10000 个零件实现可重复测量，分辨率为 1 微米，精度为 20 微米。合格的模制件继续围绕圆盘移动，并沿滑槽扫入收集箱。第二个 PLC 监控来自两个头的所有合格和不合格零件的计数，以便在全天候的连续生产中保持相关性。通过这种方式，4.8 毫米零件的高度测量精度可以达到 ±0.15 毫米，26.35 毫米的直径测量精度可以达到 ±0.2 毫米，并且可根据零件型腔编号的需要进行隔离。实践证明，这对于客户极具价值，因为无需对包含数千种混合成分的产品进行人工分类，也无需实施任何统计过程控制 (SPC) 系统。作为系统测试的一部分，将有缺陷的模制件隔离并通过系统三次，以测量错误剔除的数量。将此试验进行三次，以获得全天候运行所需的置信度。为了自动包装合格零件，还增加了一个自动转位装箱系统，每个箱子可装入 3000 个模制件。Machine Vision Technology 和 RNA 交付第一套操作系统后，客户又确认订购了第二套系统，还有两套系统将于 2011 年交付。
作者：Rick Marshall Machine
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发布日期： 七月 06, 2015
