Automatische Gasflaschen-Nachprüflinie mit HALCON

Für ein Unternehmen in der Lebensmittelindustrie entwickelte das Swiss Safety Center eine vollautomatische Maschine mit dem Namen Autosonic™ mini+ Auto. Diese Maschine ist in der Lage, Gasflaschen zu testen und führt eine Reihe von Inspektionen in einem vollständigen und vollautomatischen Prozess durch, um die Arbeitskosten und das Risiko von Tippfehlern zu reduzieren, wobei industrielle Bildverarbeitung und OCR-Algorithmen verwendet werden.

• Aufgrund von Materialfehlern können nicht konforme Gasflaschen wegen der Explosionsgefahr nicht verkauft werden. Daher muss die Konformität durch entsprechende Prüfungen, in der Regel Ultraschall- und Sichtprüfungen, sichergestellt werden. Diese Qualitätskontrolle ist für jede Flasche periodisch notwendig und gesetzlich vorgeschrieben.
• Jeder Zylinder erhält ein digitales Konformitätszertifikat, in dem die jeweiligen allgemeinen Informationen aufgeführt sind (Hersteller, Seriennummer, Daten usw.). Diese Daten müssen abgerufen, interpretiert und gespeichert werden. Die Herausforderung besteht darin, dass die Daten in eine metallische und gekrümmte Oberfläche (Zylinderschulter) eingraviert werden.

Der Kern der automatisierten Maschine ist eine Kombination aus Ultraschallprüfung und Bildverarbeitung. Das Ergebnis des Verfahrens ist eine Palette von gebrauchsfertigen Zylindern mit einem neu gravierten Konformitätszeichen.

Ein Palettierroboter beschickt und entlädt die Anlage, und ein präziser Hydraulikkopf graviert neue Daten in einen freien Platz auf der Zylinderschulter, nachdem alle Prüfungen erfolgreich bestanden wurden. Der komplette Satz der gesammelten Daten von jedem Test wird in einer Datenbank gespeichert, und jeder konforme Zylinder erhält automatisch ein neues digitales Konformitätszertifikat.

Es gibt drei Bildverarbeitungsstationen, die jeweils aus einem Laserprofilsensor (LMI Gocator) bestehen. Zwei Stationen befinden sich jeweils am Eingang und am Ausgang der Linie, eine Station ist direkt vor der Gravurstation. Alle Sensoren erfassen 2D-Profildaten, die sie kombinieren, um 3D-Oberflächen auszugeben.

Die Bildverarbeitungssoftware MVTec HALCON wird zur Verarbeitung von 3x 3D-Oberflächenbildern eingesetzt, um Folgendes zu erreichen:

• Auslesen aller eingravierten Daten und Identifizierung der relevanten Daten am Eingang der Maschine (z.B. Hersteller, Seriennummer, Daten, einige Symbole usw.)
• Finden eines geeigneten freien Platzes auf der Zylinderschulter, wo neue Daten graviert werden können, wenn alle Tests bestanden sind.
• Erneutes Lesen der gravierten Daten zur doppelten Überprüfung und zum Auffinden von Redundanzen einschließlich der zusätzlich gravierten Daten am Ausgang der Maschine.

Die Prozessschritte mit HALCON:

• Erfassung der Oberflächendaten vom Sensor über die GenICam GenTL-Schnittstelle. Sie verwendeten auch LMI SDK, um zusätzliche Daten vom Sensor zu erhalten.
• Verwendung von iterativen dynamischen Filtern (Filter for Edges - Derivate Gauss), um die ursprüngliche Oberfläche zu korrigieren.
• Blob-Analyse und Rauschunterdrückung, um Zeichen zu segmentieren, dann ein "paint_image", um schwarze Daten auf weißem Hintergrund zu erhalten.
• Formbasiertes Matching zur Identifizierung von Symbolen, um eine Mischung von etwa 150 alphanumerischen Zeichen und Symbolen zu lesen. Dann erfolgt die Subtraktion der Symbole vom Bild.
• Anwendung der OCR-Klassifikation (MLP) auf die verbleibenden alphanumerischen Zeichen.
• "Neuronale Netze zur Klassifizierung von Gruppen verwandter Zeichen" wurde am Ende hinzugefügt, um eine bestimmte Logik und Syntax auf den Text anzuwenden.

Vorteile für den Kunden

Das Swiss Safety Center hat einen manuellen bzw. halbautomatischen Prozess in einen vollautomatischen umgewandelt, was für den Anwender oder die Anwenderin einen großen Mehrwert generiert:

• Geringe Arbeitskosten
• Erhöhte Produktivität
• Reduziertes Risiko inkorrekter Daten (menschliches Lesen und Tippen, manuelles Zusammenführen von Daten usw.)
• Alle Daten laufen in einer Plattform zusammen (einfachere Datenverwaltung)

Text und Bilder wurden freundlicherweise vom Swiss Safety Center zur Verfügung gestellt.