Cara Penglihatan Mesin Membentuk Semula Piawaian Pemeriksaan Kualiti untuk Botol Kaca

Cahaya samar memantulkan badan botol lutsinar, dan di bawah kamera berkelajuan tinggi, gelembung kecil dikenal pasti dan ditanda dengan tepat – semuanya dalam seperseratus saat.

Botol kaca, bekas pembungkusan kuno, menghadapi keperluan kualiti yang ketat dalam pengeluaran perindustrian moden. Kaedah pemeriksaan manual tradisional tidak lagi dapat memenuhi permintaan pengeluaran berskala besar dan berkelajuan tinggi hari ini. Dengan kematangan teknologi penglihatan mesin, pemeriksaan kualiti botol kaca sedang mengalami transformasi revolusioner.

Melalui penderia CCD dan CMOS termaju, algoritma pemprosesan imej profesional dan teknologi kecerdasan buatan, sistem pemeriksaan visual boleh mencapai kelajuan pemeriksaan berpuluh-puluh ribu botol sejam, dengan ketepatan mencapai tahap mikron yang tidak dapat dicapai oleh mata manusia, memberikan jaminan kualiti yang kukuh untuk industri makanan, farmaseutikal dan kosmetik.

1. Had dan Cabaran Pemeriksaan Tradisional

Semasa proses pengeluaran botol kaca, disebabkan kerumitan proses pembuatan, pelbagai produk yang rosak tidak dapat dielakkan. Masalah seperti buih, kekotoran, retak dan sisihan dimensi menimbulkan risiko serius kepada kualiti produk.

Untuk meningkatkan kualiti produk yang meninggalkan kilang, pengeluar biasanya bergantung pada pemeriksaan manual yang meluas untuk mengeluarkan produk yang rosak. Kaedah tradisional ini mempunyai kelemahan yang jelas: kelajuan pemeriksaan yang perlahan, memerlukan sumber manusia, sumber material dan ruang yang ketara.

Selepas bekerja untuk tempoh yang lama, mata manusia terdedah kepada keletihan dan kelalaian, menjadikannya sukar untuk menjamin kualiti produk secara konsisten. Piawaian pemeriksaan sukar untuk disatukan, dengan perbezaan pertimbangan subjektif antara pemeriksa kualiti yang berbeza, malah piawaian penghakiman pemeriksa yang sama mungkin berubah-ubah pada masa yang berbeza.

Barisan pengeluaran berkelajuan tinggi moden menyerlahkan lagi kelemahan pemeriksaan manual. Mengambil pengeluaran botol bir sebagai contoh, banyak barisan pengeluaran bir semasa mencapai kelajuan lebih 36,000 botol sejam, yang jauh melebihi keupayaan pemeriksaan manual.

Ciri-ciri botol kaca itu sendiri juga meningkatkan kesukaran pemeriksaan. Sifat kaca yang lutsinar menyebabkan beberapa kecacatan sukar dikesan dengan mata kasar, dan ciri kecacatan bahagian botol yang berlainan (mulut botol, bahu botol, bahagian bawah botol) berbeza-beza, memerlukan pemeriksaan berbilang sudut.

2. Prinsip Kerja dan Kelebihan Teknologi Penglihatan Mesin

Sistem pemeriksaan penglihatan mesin menukar sasaran yang ditangkap kepada isyarat imej melalui produk penglihatan mesin (CMOS dan CCD), yang kemudiannya dihantar ke sistem pemprosesan imej khusus.

Sistem menukar imej kepada isyarat digital berdasarkan maklumat seperti pengedaran piksel dan kecerahan. Selepas itu, isyarat ini diproses menggunakan pelbagai algoritma untuk mengekstrak ciri sasaran, dan peralatan di tapak dikawal berdasarkan keputusan diskriminasi.

Sistem pemeriksaan visual botol kaca yang lengkap biasanya merangkumi beberapa komponen utama: sistem pencahayaan optik, kamera industri berkelajuan tinggi, kad pemerolehan imej, perisian pemprosesan imej khusus dan penggerak.

Sistem ini menggunakan konfigurasi kamera yang berbeza dan skema sumber cahaya untuk memenuhi keperluan pemeriksaan bahagian botol kaca yang berbeza. Contohnya, pemeriksaan badan botol boleh menggunakan berbilang kamera USB3.0 dengan resolusi berbeza, dipasangkan dengan lampu latar atau lampu kubah; pemeriksaan mulut botol memerlukan kamera resolusi lebih tinggi, digabungkan dengan sumber cahaya tanpa bayang berbentuk cincin untuk menyerlahkan butiran.

Dari segi kelebihan teknikal, penglihatan mesin terlebih dahulu meningkatkan ketepatan pemeriksaan, menyeragamkan piawaian pemeriksaan dan menghapuskan perbezaan individu dalam pemeriksaan manual.

Kedua, ia meningkatkan kelajuan pemeriksaan dengan ketara, membolehkan pemeriksaan masa nyata komprehensif produk. Dari perspektif ekonomi, pelaburan awal menghasilkan kos purata yang jauh lebih rendah daripada kos buruh manual.

Sistem ini juga boleh meringkaskan dan menganalisis data, memudahkan pengenalpastian masalah dalam proses huluan dan memberikan cadangan untuk proses seterusnya, mencapai pengoptimuman berterusan proses pengeluaran.

3. Amalan Aplikasi: Pelaksanaan Khusus Pemeriksaan Visual Botol Kaca

Dalam aplikasi praktikal, pemeriksaan visual botol kaca meliputi berbilang penunjuk utama. Pemeriksaan saiz termasuk parameter seperti ketinggian botol, diameter luar badan botol, diameter luar mulut botol dan ketinggian mulut botol, memastikan setiap botol memenuhi spesifikasi.

Pengesanan kecacatan adalah lebih kompleks, termasuk kecacatan penampilan badan botol (buih, kekotoran, kedutan, lekatan, retak, calar, cap jari, dll.), kecacatan bahagian bawah botol (ketidaksamaan, pancang bawah, bahagian bawah luar tengah, dll.), dan kecacatan bahu botol (bahu senget, botol bengkok, dsb.).

Pemeriksaan mulut botol amat penting kerana ia berkaitan secara langsung dengan prestasi pengedap pembungkusan. Selain mengesan jenis kecacatan yang serupa seperti yang terdapat pada badan botol, ia juga memerlukan pengesanan khusus masalah tertentu seperti takuk, pecah dan bukaan yang tidak rata.

Peralatan pemeriksaan lanjutan menggunakan mod kerja kolaboratif berbilang stesen. Sebagai contoh, peranti pemeriksaan automatik sepenuhnya berdasarkan penglihatan mesin AI termasuk stesen hadapan, stesen pemeriksaan satu, stesen kamera terbang, stesen pemeriksaan dua, stesen pemeriksaan tiga, stesen pemeriksaan empat dan stesen pemeriksaan lima, ditambah pula dengan mekanisme penghantaran salingan untuk mengangkut botol.

Setiap stesen dilengkapi dengan kamera tatasusunan kawasan khusus dan skema sumber cahaya untuk mengambil gambar botol dari sudut yang berbeza. Sesetengah peranti menggunakan sehingga 34 kamera, disambungkan melalui berbilang kad pemerolehan USB 3.0 4-port, untuk mencapai liputan menyeluruh.

4. Cabaran Teknikal dan Penyelesaian Inovatif

Pemeriksaan visual botol kaca menghadapi pelbagai cabaran teknikal. Pertama ialah tangkapan tepat bagi sisihan minit dan penentangan terhadap gangguan alam sekitar.

Pengesanan diameter mulut botol memerlukan ketepatan yang tinggi, tetapi dalam senario dunia sebenar, sisihan kecil dalam kedudukan produk boleh menyebabkan ralat dalam pengekstrakan tepi semasa pemasangan bulat disebabkan oleh pantulan permukaan kaca yang tidak rata dan ubah bentuk botol yang sedikit.

Kedua, terdapat masalah sempadan skala kelabu yang kabur dalam pengesanan noda. Sesetengah tompokan kecil mungkin mempunyai perbezaan skala kelabu yang sangat sedikit dari latar belakang botol, dengan mudah membawa kepada salah klasifikasi sebagai latar belakang atau pengesanan terlepas.

Sifat lut sinar bahan kaca juga boleh menyebabkan "perspektif kabur" kotoran, terutamanya kesan pada bahagian dalam botol. Penembusan cahaya menyebabkan superposisi skala kelabu, menjadikannya sukar untuk menentukan ambang skala kelabu "latar belakang noda" dengan tepat.

Gangguan dinamik daripada cahaya ambien dan pantulan juga merupakan faktor yang tidak boleh diabaikan. Permukaan licin botol kaca terdedah kepada pantulan, dan perubahan kecil dalam keamatan cahaya dalam persekitaran pengesanan boleh menyebabkan turun naik dalam nilai skala kelabu imej yang ditangkap oleh kamera, menjejaskan hasil pengesanan.

Penyelesaian inovatif termasuk penggunaan model algoritma termaju. Sesetengah sistem menggunakan teknologi kecerdasan buatan berdasarkan model rangkaian saraf dalam untuk mengekod dan mengekstrak ciri daripada imej botol kaca, menghasilkan label pengelasan kualiti yang lebih tepat.

Aplikasi modul konvolusi hibrid meningkatkan lagi keupayaan pengekstrakan ciri. Dengan menggunakan kernel convolutional saiz berbeza dan kernel convolutional diluaskan dengan kadar dilation berbeza, sistem boleh menangkap ciri berbilang skala dan menyesuaikan diri dengan keperluan pengesanan kecacatan saiz berbeza.

Untuk keperluan penyegerakan, syarikat seperti Basler telah membangunkan penyelesaian tersuai, menyesuaikan isyarat keluaran IO kamera untuk mencapai kawalan segerak bagi sumber cahaya yang berbeza semasa kamera memperoleh imej, meningkatkan prestasi masa nyata isyarat pencetus sumber cahaya.

5. Trend Pembangunan Masa Depan dan Tinjauan Industri

Dengan pematangan berterusan kecerdasan buatan dan teknologi pembelajaran mendalam, pemeriksaan visual botol kaca berkembang ke arah yang lebih pintar dan menyesuaikan diri. Sistem penglihatan mesin tradisional bergantung pada penetapan parameter pengesanan dan ambang secara manual, manakala sistem berasaskan AI boleh mempelajari ciri kecacatan secara autonomi daripada sejumlah besar data.

Peningkatan platform kod rendah telah menurunkan ambang aplikasi untuk penglihatan mesin. Sebagai contoh, platform kod rendah penglihatan mesin pintar Rectvision, yang berpusat pada teknologi kecerdasan buatan, menyediakan pemaju rantaian alat sehenti yang lengkap untuk pemerolehan imej, anotasi imej, pembangunan algoritma, pembungkusan algoritma dan penyepaduan aplikasi.

Pengaturcaraan kod sifar dan operasi visual menjadi trend industri baharu. Perisian pemeriksaan penglihatan seperti SGVision membolehkan pengguna membina proses pemeriksaan botol kaca tanpa pengaturcaraan, menetapkan parameter pengesanan dengan cepat melalui operasi visual, mencapai "menetapkannya dan menggunakannya," memendekkan kitaran penggunaan proses pemeriksaan barisan pengeluaran dengan ketara.

Tahap integrasi terus meningkat. Sistem pemeriksaan penglihatan moden bukan sahaja melakukan pengesanan kecacatan tetapi juga mengumpul dan menganalisis data daripada proses pengeluaran, membolehkan kebolehkesanan kualiti dan pengoptimuman proses, menyediakan syarikat pembuatan dengan sokongan data yang lebih komprehensif.

Dengan pempopularan teknologi dan pengurangan kos, pemeriksaan botol kaca penglihatan mesin akan berkembang daripada perusahaan pembuatan besar kepada perusahaan kecil dan sederhana, dan daripada produk mewah kepada produk biasa, menggalakkan peningkatan menyeluruh dalam tahap kualiti keseluruhan industri.

Pengalaman Jinan Maotong Inspection Equipment  Co., Ltd. menunjukkan bahawa bekerjasama dengan pembekal penglihatan mesin profesional boleh membolehkan peralatan pemeriksaan mengekalkan operasi yang stabil dalam persekitaran perindustrian bersuhu tinggi, berdebu, malah memperoleh daya saing di pasaran antarabangsa.

Pada masa hadapan, dengan kematangan lanjut teknologi kecerdasan buatan, sistem pemeriksaan penglihatan botol kaca bukan sahaja akan dapat mengenal pasti kecacatan tetapi juga meramalkan arah aliran kualiti dan secara proaktif menyesuaikan proses pengeluaran, mencapai peralihan daripada pengesanan pasif kepada pencegahan proaktif. Ini akan menjadi hala tuju penting untuk kecerdasan industri dan manifestasi mikro transformasi dan peningkatan industri pembuatan China.

Teknologi pemeriksaan penglihatan "mata pintar" ini membantu industri pembuatan tradisional melihat laluan ke arah kualiti, memastikan setiap botol kaca yang keluar dari barisan pengeluaran boleh menahan penelitian.