System wizyjny do automatycznej detekcji uszkodzonych kartoników z odrzutem konkretnego kartonika.

• Zaprojektowanie i zainstalowanie systemu wizyjnego zgodnie z wytycznymi inwestora.
• Zainstalowanie systemu skanowania produktów w celu automatycznej parametryzacji systemu wizyjnego.
• Autonomiczne działanie systemu (bez udziału operatora).
• Eliminacja konkretnego produktu.
• Opracowanie optymalnych algorytmów dla założonych poziomów produkcji.
• System zainstalowany w dostępnej przestrzeni na maszynie.
• Uwzględnienie wielu wariantów produktów o różnych cechach.

• Eliminacja ściśle określonego wadliwego produktu.
• System umiejscowiony w taki sposób, aby nie zakłócał pracy na maszynie.
• Automatyczna parametryzacja systemu wizyjnego poprzez zeskanowanie typu produktu.
• Brak odrzutów na końcu linii lub uszkodzonych produktów wysłanych do klienta.

Przedmiotem projektu była realizacja systemu wizyjnego w celu oceny jakościowej, złożenia kartonowego opakowania po sklejeniu wieka i jego zamknięciu. W przypadku negatywnej oceny, zadaniem systemu było wygenerowanie sygnału odrzutu i realizacja odrzutu błędnego kartonika. Ważnym czynnikiem była minimalizacja błędnego odrzutu, to znaczy zjawiska nieprawidłowej negatywnej ewaluacji opakowania, generującego dodatkowy, niepotrzebny odpad produkcyjny. Rozwiązania wypracowane przy pracach nad maszyną prototypową, zostały następnie zastosowane w kilkunastu innych maszynach znajdujących się na obszarze produkcji, opartych na sterownikach Siemens S7-1200 i S7-300.

Klient posiada asortyment składający się z trzech grup produktów, różniący się miejscami aplikacji kleju na wieczku, a co za tym idzie przybierający inny kształt końcowy. Dodatkowym utrudnieniem był fakt, że opakowania występują w pełnym zakresie barw szaty graficznej oraz, że kolejność ich wprowadzenia do maszyny jest całkowicie losowa, zarówno pod względem rodzaju klejenia jak i koloru. Dla systemów wizyjnych, parametry takie jak kolor czy oświetlenie, są kluczowe i determinują jakość pracy tych systemów. Dzięki dużemu zaangażowaniu naszych inżynierów, realizujących ten projekt, oraz ścisłej współpracy z dostawcą systemów wizyjnych, czyli firmą Sick, daliśmy radę znaleźć takie parametry i ustawienia mechaniczne urządzeń, aby wykrywać wady w każdym rodzaju opakowania.

Opakowania wyjeżdżają z maszyny jedno po drugim na transporterze płytkowym, ze stałą prędkością ok. 1m/s, a odległość między nimi wynosi do kilku centymetrów. Stanowisko testujące zostało nabudowane na istniejący transporter wyprowadzający produkt z maszyny. Składało się ono kolejno z czytnika kodów 2D (Lector), skanera 3D (TriSpector) oraz istniejącej dyszy, która za pomocą sprężonego powietrze odrzucała wadliwe produkty.

W celu zrealizowania aplikacji zdecydowano się na zastosowanie czujnika wizyjnego 3D z rodziny Sick TriSpector. Pozwala on na stosunkowo łatwe zaimplementowanie algorytmu realizującego inspekcję obiektu i szybkie zwrócenie szczegółowych wyników po protokole TCP/IP do dowolnego sterownika PLC (w tym przypadku były to kontrolery Siemens S7-300 i S7-1200). W trakcie realizacji projektu okazało się, że czujnik wizyjny musi być wyzwalany niezależnym czujnikiem optycznym, gdyż niektóre kartoniki trąc o bandę transportera, ulegały poślizgowi i rozbieżności czasowe w jakich trafiały pod odczyt systemu wizyjnego sięgały do 200ms, co już powodowało zakłócenia w działaniu systemu. Znaczenie miał nawet sposób montażu czujnika optycznego – światło nie mogło być skierowane w system wizyjny, gdyż zakłócałoby jego pracę. Te wszystkie problemy, nasi inżynierowie rozwiązywali na bieżąco.