سیستم کنترل کیفی درب بطری

بازرسی بطری‌های نوشیدنی از نظر عدم وجود عیب در درپوش و حلقه‌ی آب‌بند برای جلوگیری از نشت سیال از مهم‌ترین جنبه‌های کنترل کیفی بطری‌های نوشیدنی است. از سوی دیگر با گذر زمان و استهلاک دستگاه‌های پر کن و در نتیجه کاهش دقت این دستگاه‌ها میزان سیال وارد شده به داخل بطری تغییر نموده و سطح سیال موجود نیز به طبع آن تغییر می‌کند، که در نتیجه نیازمند بررسی سطح پرشدگی سیال در بطری است. صحت اتصال برچسب و چاپ تاریخ تولید و انقضا نیز از حیث رعایت استانداردهای بهداشتی و همچنین مشتری‌پسندی حائز اهمیت می‌باشد.

برای بررسی تمامی این موارد می‌توان از یک سیستم خودکار بازرسی بطری‌های نوشیدنی که بر اساس تکنیک‌های بینایی ماشین عمل می‌کنند بهره برد. این سیستم با پردازش تصاویر گرفته شده از زوایای مختلف بطری‌ها، به کنترل کیفی آنها پرداخته و در صورت عدم ارضا ملاک‌های کیفی تعریف شده آنها را از روند خط تولید حذف می‌کند.

ساختار سیستم پیشنهادی

سیستم کنترل کیفی درب بطری پیشنهادی شامل دو بخش اصلی سیستم بینایی ماشین و سیستم Rejection  می‌باشد. در این سیستم ابتدا بطری معیوب توسط تجهیزات بینایی ماشین و الگوریتم‌های هوش مصنوعی شناسایی شده، سپس توسط مکانیسم حذف در نظر گرفته شده به خارج از مسیر خط تولید هدایت می‌شود. وضعیت بطری‌های نوشیدنی در طول فرآیند تولید ، از لحاظ موارد زیر مورد بررسی قرار می‌گیرد:

1. کنترل وضعیت درب بطری از لحاظ بسته بودن
2. کنترل سطح پرشدگی مایع در هر بطری
3. کنترل صحت برچسب‌گذاری هر بطری
4. کنترل وضعیت متن چاپ‌شده توسط Jet Printer

بخش بینایی ماشین

در این سیستم برای بررسی وضعیت درب بطری‌ها به منظور تشخیص کج بودن و یا عدم سفت شدن کامل و همچنین بررسی میزان پرشدگی مایع درب بطری‌ها بر اساس استاندارد تعریف شده از دو دوربین در دو زاویه مختلف استفاده می‌شود که این دوربین‌ها با عکس‌برداری لحظه‌ای در دو جهت مختلف از قسمت بالایی بطری وضعیت درب نصب‌شده را مشخص می‌کنند و سطح مایه در داخل بطری را اندازه می‌گیرند. استفاده از دو دوربین به دلیل بالا بردن دقت تشخیص سیستم می‌باشد که وضعیت درب از تمامی جهات بررسی شود.

برای عکس‌برداری در این حالت از سیستم روشنایی پس‌زمینه استفاده می‌شود تا وضعیت دقیق درب مشخص شود، برای بررسی متن چاپ‌شده توسط Jet Printer نیز یک دوربین به همراه نور حلقه‌ای (Ring Light) مناسب در مقابل بطری مورد نظر وظیفه عکس‌برداری را به عهده دارد. برای شناسایی دقیق وضعیت متن چاپ‌شده در ساختار برنامه‌نویسی از تکنیک OCR استفاده می‌شود. در قسمت پایین این بخش نیز دوربین دیگری به همراه نوردهی پس‌زمینه برای بررسی وضعیت برچسب بطری از جهت چسبیدن کامل به بدنه تعبیه شده است.  برای تحلیل تصاویر یک پردازنده مرکزی (کامپیوتر صنعتی) در نظر گرفته شده است که تصاویر هر چهار دوربین به این پردازنده انتقال داده می‌شود.

نرم‌افزار پیاده‌سازی شده با استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی، وظیفه تحلیل و تصمیم گیری در رابطه با صحت بطری پرشده بر اساس مقایسه با الگوهای مورد قبول را به عهده دارد. این نرم‌افزار قابلیت پردازش و پاسخ‌دهی بسیار سریع متناسب با سرعت خط تولید را دارا می‌باشد. همچنین، یک مانیتور نیز برای نمایش وضعیت لحظه‌ای عکس‌برداری از بطری‌ها و نتیجه تحلیل بدست آمده در نظر گرفته شده است که با تعریف HMI مناسب برای این سیستم، دستورات کنترلی لازم و یا تغییرات مورد نیاز از طریق این مانیتور به سیستم مرکزی اعمال می‌گردد. شمایی کلی از روند پردازش و نتایج حاصل در بخش شناسایی خطای درب گذاری و همچنین شناسایی سطح مایع در

شکل 2 نمایش داده شده است.

شکل 1: شمایی کلی از روند پردازش و نتایج حاصل در بخش شناسایی خطای درب گذاری و سطح مایع

بخش Rejection

در قسمت مربوط به جداسازی بطری معیوب از فرآیند خط تولید، یک سیستم Rejection با استفاده از مکانیسم الکتریکی مکانیکی طراحی می‌شود که به وسیله روش هل دادن وظیفه خارج کردن بطری معیوب از روی کانوایر را بر عهده دارد. این سیستم در فاصله دورتری از دوربین‌ها در نظر گرفته شده است تا در زمان پرتاب بطری، دوربین‌ها دچار مشکلات احتمالی نشوند. برای شناسایی دقیق بطری معیوب، سنسورهایی در نظر گفته می‌شود که  با شمارش دقیق بطری‌ها نتیجه حاصل از بخش بینایی را به واحد حذف منتقل می‌کنند. شمای کلی سیستم پیشنهادی در شکل 2 نمایش داده شده است.