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视觉传感器技术在追溯跟踪中的应用

作者:Mark Lampert, Steve Wong2012.03.29阅读 3013

        视觉传感器是工业生产过程中的关键组成部分,它有助于优化生产力、通过对产品在离开生产线前的故障部件检测来提高产品质量。视觉传感器在复杂的外观检验中观察、分析和解析数据,包括零部件的核实、计量、测量、定位、探伤和排序。视觉传感器在食品制造过程中非常重要,它提供的跟踪、追溯和检测的功能伴随着产品从最初的开发到最终的包装过程中。
        视觉传感(或电子成像)为制造商提供从机床机器人到产品的质量和检查等多个环节的控制。先通过摄像头确定产品的功能和性能范围,然后控制系统通过机器控制接入传感器,视觉传感器再允许用户为检验而设置产品的具体参数。检查过程包括三个步骤:摄像头获得零部件的图像;接着处理分析这些图像;最后,判定是否检测通过或失败,将结果报告给生产线。
        视觉传感器是一种卓越的生产制造检测工具,其无以伦比的性能能够应对高速装配流水线,它对产品的检测能够达到100%的准确率。相比之下人工检测最多仅能达到80%。另外,视觉传感器能够进行物件(相同或不同)同时、重复、多次和一致的检测,为复杂的检测需要提供可靠的结果。由于他们用户界面友好、易于安装应用、强大的功能,加上与操作设备可靠的通信,如今的视觉传感器提供了一个接近万能的视觉解决方案,为制造商提供符合成本效益的,功能强大和可控的视觉功能。
        视觉传感器是一种利用光(或它的缺失)来控制机器和过程以完成产品检测的检验工具。不同于传统光电传感器简单的存在检测,视觉传感器能够对物体的特征进行分析,包括颜色、形状、大小或位置。视觉传感器不依赖物体进行触发检测,而是应用特定的光为复杂的视觉反馈照明并捕获完整的图像。单一的视觉传感器能够检测物体上的多个点,降低了为获得扩展范围而对检测设备的要求。视觉传感器“看到”一个区域,感觉到特定区域数以千计的特征点(或像素点)。此外,用户可以改变传感器的镜头,使视野变小或更大控制工程网版权所有,以获得精准的细节控制工程网版权所有,如果需要的话甚至可以达到微观层面。图像采集后,视觉传感器使用强大的通信能力将结果以二进制输出,使用户能够连续的发送相关对象某部分或特征的大量数据或者通过计算机协议发送,如以太网。这使得数据能够传递给整个制造企业。


容器上的条形码能够帮助鉴别该范围内假冒、过期或掺假产品。
传感器也可以在包装时发现严重沾污的印刷或错置的条形码。

        例如,在食品生产过程中,视觉传感器能够通过读取二维数据矩阵条形码或匹配标签上的图案验证食品包装上的标签是否正确。这不仅可以防止不正确的纸箱或包装被添加到产品中,也有效地跟踪并追溯产品的整个生产过程。此外,视觉传感器可以验证日期和批号印刷的清晰度,如果发生召回,确保易于辨认正确的产品范围。
        增强通信
        大多数视觉传感器与控制系统接口有多种通信方式,从简单的分布式I/O到串行通讯到以太网。分布式I/O用于需要高速或简单控制的系统部件,例如触发或通过-失败输出。串行和以太网通信用于数据传输和系统信息,包括图案名称、通过-失败计数和程序选择。当需要高速通信,比如要输出图像时,以太网是最佳的方式。


来自于生产过程中的检查信息可以将某一特定产品或生产批号纳入到完整的历史档案中。

        以太网连接在生产过程中提供易于配置和联网的功能。随着工业以太网协议标准的出现,视觉传感器能够将输入和输出数据直接交换到PLC、人机界面或使用最少编程指令的工厂设备中,确保作业人员快速便捷地获得数据。例如,用户能够直接从工厂设备中访问有价值的检测信号www.cechina.cn,例如检测时间、通过/失败状态、系统错误、触发(或误触发)、就绪信号和其他的检测数据。此外,用于身份验证的数据可以远程访问和更新,包括以分钟计的图案变化,对提供无所不能的产品控制。在条码应用中,以太网通信也允许参照条码值自动上传到传感器。
        改进检测
        近期的改进提高了视觉传感器的易用性。触摸屏功能和检测算法的进步让复杂的传感器不再依托于PC,并消除了对电缆的需要。例如,一些视觉传感器特征检测工具,例如增加了匹配、瑕疪检测、排序和条形码读数等视觉传感器特征检测工具,它们功能强大,而且配置简单。使用菜单驱动工具进行安装和配置更加容易,并能指导用户为每个产品选择特定的检测方式。这样工厂技术员配置一个在多种产品之间进行排序的检验步骤就无需再带一台笔记本电脑到生产线。有了能够一次存储多达100次检测结果的先进视觉传感器,工作于高速组装生产线和快速的产品转换就很简单了。可以远程使用传感器仿真器来完成配置和测试,能够进行离线更新和修改,缩短了实际的生产设备设置时间。


集成了触摸屏的传感器单元,允许操作人员在没有电脑的情况下对设备调整配置或编程。

        视觉传感器现在提供远程监控能力,传感器和单独的触摸屏配对,对难以监视的领域实现检测能力。一旦安装上视觉传感器,用户就能够操作远程特征,为所有视觉传感器配置、监视和更新检测要求,为产品的检验提供全面的信息 。
        对食品制造业和其他冲洗环境,视觉传感器可以提供达到或高于IP67外壳防护等级的塑料或不锈钢的外壳,以适应恶劣的条件。
        现场应用
        视觉传感器能够在食品包装和分销(应用范围从读纸箱上的条形码到验证包装标签)中执行特定的功能。例如,许多食品操作要求日期/批号出现在包装上。为了验证每个包上印有该信息控制工程网版权所有,视觉传感器可以使用匹配检查功能,捕获日期/批号的图像。当检查正在运行时,如果传感器检测到无代码包装时,会发出一个故障输出到控制系统,告知生产线拒绝这一项目。这确保了如果发生召回很容易辨别正确的产品范围。
        跟踪和追溯功能在确保产品的可靠性中也是至关重要的。例如,视觉传感器可以通过条码阅读有效地检查和验证酒瓶。视觉传感器首先读取通常印在瓶子标签上的二维数据矩阵代码。然后扫描信息也通过视觉传感器的内部数据比较工具进行检测或发送到外部远程安全数据库。如果误用该产品的条形码,将无法被系统识别,或提示可能假冒控制工程网版权所有,产品将被拒绝和隔离以调查。配置有二维数据矩阵条码阅读能力的视觉传感器通常用来读取和验证二维数据矩阵条码,在制造过程中跟踪和追踪产品并贯穿整个分销部分。
        随着视觉传感器技术的不断发展,制造加工业将经历错误校验和生产力的显著改善,产品不仅是最高质量的,也满足了最苛刻的行业预期。
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