視覺檢測案例|食品包裝自動化檢查
Teledyne DALSA與MCPack合作,開發并實施了一套自動化包裝檢查解決方案,幫助跨國食品飲料公司提高了產品出貨速度,增加了客戶滿意度。
MCPack公司是Teledyne DALSA在拉美的一個主要合作伙伴,主要為客戶提供創新的產品檢查解決方案,幫助食品飲料、化妝品與制藥行業客戶確保產品包裝質量與完整性。一家跨國食品飲料公司在巴西生產基地生產、包裝與發售曲奇餅與餅干類產品,這家公司是MCPack在拉美地區的一家重要客戶。
這家餅干廠家每日的發貨量成千上萬。為了減少裝箱前的包裝檢查時間,餅干廠家與MCPack公司討論了自動化檢查工藝的方法。他們還希望提高質量控制,確保每個產品包裝符合公司的高標準要求。
根據具體生產的曲奇餅或餅干產品,客戶運行四五條生產線,而包裝則在裝箱前進行最后一次檢查。過去,這些檢查工作(以及出貨包裝、裝箱)由人工完成,工人們目測檢查包裝,確保在出貨裝箱時每個包裝的端部完全密封,并且密封處正確折疊,密封完整無缺陷(無撕裂或小洞)。
最近,由于客戶采用包裝與出貨機器人操作技術對生產工藝的最后工段進行自動化改造,這進一步加大了檢測工作的難度。“檢查出貨前的包裝,是客戶生產流程中非常關鍵的一步,人工檢查非常耗時,并且不夠可靠;事實上,工人們不可能做到每個包裝都一一檢查。這意味著,生產流程的最后幾個階段速度緩慢且繁瑣,這無疑增加了包裝與產品到達商店貨架的時間。”MCPack公司主管Marcelo Cozac解釋說,“一旦生產全自動化、不再需要工人進行裝箱出貨后,就更不可能再進行人工檢查了。”這加大了包裝密封質量差的可能性。在消費者有很多選擇情況下,確保較高的客戶滿意度,維持品牌忠誠度,對我們的客戶來說至關重要,因此,他們開始考慮包裝檢查的自動化。
自動化視覺檢查系統
MCPack公司與Teledyne TapTone的合作關系已持續了將近10個年頭,并且通過他們了解了Teledyne DALSA公司的自動化視覺檢查系統。Cozac表示:“我們客戶的目標非常明確,但在生產的最后幾個工段實施自動化檢查的概念,對于他們來說還是個新事物,因此我們希望能夠提供一個易于操作且準確度高的系統。Teledyne DALSA在自動化檢查工藝方面擁有豐富的經驗,并且也在其他食品公司中實施過類似的檢查系統。這對我們及我們的客戶至關重要。”

圖1:在五條生產線中,產品包裝經過Teledyne DALSA BOA智能相機的視野時,BOA采集兩個包裝端部密封的彩色圖像,隨后內置的Sherlock軟件評估圖像情況:均勻的著色表示密封正確,而白色區域則表示可能存在缺陷,包括撕裂或小洞。有缺陷的包裝將被移出生產線。
在這家食品公司的巴西生產基地,MCPack公司與Teledyne DALSA公司合作設計并部署了兩個不同的檢查系統,分別用于方形與圓形曲奇餅干的獨特包裝的檢查。第一個自動化系統用于檢查端部為方形的長方形包裝,該系統中包含了Teledyne DALSA BOA智能相機以及內置的Sherlock視覺系統軟件。
BOA相機安裝于所有五條生產線的兩側,用于采集各個包裝兩端的彩色圖像,分辨率高達1024×768。當包裝經過相機的視野時,相機自動啟動,開始采集圖像。內置Sherlock軟件負責評估密封處的圖像,檢查折痕與密封的準確性以及是否存在撕裂或小洞。檢查統計數據隨后通過以太網交換機,從智能相機發送至中央電腦,供操作員查看。操作員因此能夠監測檢查結果、根據需要調整檢查參數與容差。
Teledyne DALSA公司高級應用工程師Scott Montgomery與MCPack公司共同設計與實施了系統應用。Scott Montgomery介紹說:“包裝采用熱熔密封系統進行密封,因此,除了確保密封無缺陷外,檢查工藝還需要檢查包裝材料是否存在褶皺;如果存在褶皺,則表明密封時熱度過高,影響了密封的完整性。所有經過驗證、符合檢查參數要求的包裝,將沿著生產線進入包裝與出貨環節;而不符合要求的則被貼上缺陷包裝的標簽,并被移出生產線。”
隨著第一套系統的成功應用,MCPack公司與Teledyne DALSA公司開發了第二套應用系統,用于檢查帶圓形端部的管狀包裝的密封狀況。我們在四條生產線部署了TeledyneDALSA的分辨率為1024×768像素的Genie相機,并與GEVA300內置視覺系統、Sherlock專業版視覺系統軟件配套使用。這套系統的整體部署與第一套應用系統類似,Genie相機設置于生產線的兩側,用于采集每個包裝端部的圖像;但是,在這套應用中,Genie相機將圖像傳輸至GEVA300視覺系統,Sherlock專業版軟件負責處理與分析圖像。
Montgomery介紹說:“我們在第一套系統實施一年后部署了第二套應用系統。對于第一套應用系統,客戶的主要目標之一是便利,而對于第二套應用系統,我們需要處理大量的高質量彩色圖像,這些圖像是由四條生產線中的八個獨立相機產生的。為了確保更有效的圖像記錄與查看,我們在設計中設置了一個本地化的視覺處理器,即GEVA。”
著眼于速度與準確度

圖2:即使生產線操作速率達到了每秒兩件產品包裝的速率,操作員也能夠從容地通過Sherlock軟件用戶界面監測包裝一端開口大小等檢查結果。
第一套自動化包裝檢查解決方案到位后,MCPack公司的這家跨國食品飲料客戶看到了顯著的成果。在配制兩套應用系統后,現在每秒鐘可以檢查兩個包裝,包裝質量評估更為快速、準確。Cozac總結說:“從操作層面上講,客戶已經實現了生產率的提高,節省了勞動力與時間。與以往相比,產品包裝出貨的速度更快了。一個檢查系統操作員即可完成好幾個人工檢查包裝工人的工作量,大大降低了人力成本。最后,我們的客戶對產品質量的控制效果也充滿信心,他們相信到達貨架的產品的所有包裝,都能滿足高標準要求。客戶相信,消費者也會注意到他們的優質包裝,進而獲得更高的客戶滿意度。”
目前,這家跨國食品飲料公司正在考慮在其他生產線實施更多自動化系統,在糖果等產品出貨前檢查其包裝質量。此外,MCPack公司已經開始為這一地區的其他廠家設計與開發類似的檢查系統。