Turnkey Vision-oplossing: inspectie door de flessenhals

15-jun-2021

FPC Food Plastics stond voor de uitdaging om in de hals van hun geproduceerde flessen te kijken – om snel ongewenste verkleuringen daarin te identificeren. Wat ze misten was een optische oplossing.

High-quality optical machine vision with midiCam
High-quality optical machine vision with midiCam

Als belangrijke leverancier van doppen en flessen ondersteunt het Australische bedrijf FPC Food Plastics al meer dan 20 jaar de zuivel-, vruchtensap- en horecamarkten met afvuldiensten. De nadruk ligt op zuivelproducten. De flessen variëren qua inhoud van 150 ml tot 5 liter. FPC Plastics had problemen met gelige verkleuringen, die vooral op de bodem van de flessen zichtbaar werden. Zij hadden een betrouwbaar systeem nodig dat dit probleem kon detecteren en de betreffende flessen uit de productielijn kon verwijderen.

"De gelige verkleuringen traden zeer onregelmatig op," zegt Patrycja Chrobak, kwaliteitsmanager bij FPC. "Dat was vooral te wijten aan problemen met de hakmolen die zich voordeden tussen de productieruns van afzonderlijke batches. Zelfs nadat wij procedures en voorschriften hadden ingevoerd, zagen wij nog steeds een klein aantal flessen met deze gele kleur. De moeilijkheid was dat de verkleuring zo gering was dat we niet zeker wisten hoe we dit probleem consequent konden tegengaan," zegt Ron Woolard, elektrotechnicus bij FPC. "Als je een product dat aan de specificaties voldoet en het verkleurde product naast elkaar zet, is het voor het menselijk oog uiterst moeilijk te herkennen.”

Door de beperkingen en hoge kosten van menselijke inspecteurs en de behoefte aan betrouwbare en consistente inspectiemogelijkheden die menselijke werknemers eenvoudigweg niet kunnen bieden, was het voor het team duidelijk dat de industriële beeldverwerking de enige manier was. Het idee om sensoren als oplossing te introduceren ontstond tijdens een van de kwaliteitsvergaderingen van het FPC-team. "Ik wist dat SICK een leider was op het gebied van optische sensoren," zegt Woolard. "Omdat ik al een tijdje in deze branche werk, was ik ze al vaak tegengekomen en had ik hun apparaten al voor verschillende taken gebruikt". Na contact te hebben gelegd, vroeg SICK om samples om een beter idee te krijgen van de omvang van het probleem en de vereiste camerakwaliteit. Als wereldwijde producent van sensoren en sensoroplossingen voor industriële automatiseringstoepassingen, had SICK de juiste oplossing voor het bedrijf paraat.

 

Kwalitatief hoogwaardige industriële beeldverwerking met midiCam

"SICK was in staat om voor ons een compleet pakket samen te stellen," zegt Woolard. "In plaats van zelf oplossingen te kiezen waar we niet helemaal zeker van waren, hebben we het probleem gewoon aan hen overhandigd en zij kwamen bij ons terug met een kant-en-klare oplossing." Het ging om de midiCam van SICK, die speciaal is ontworpen voor complexe beeldverwerkingstaken, waaronder het probleem met verkleurde flessen bij FPC. Het FPC-team kon de camera moeiteloos aansluiten middels plug-and-play en hoogwaardige optische industriële beeldverwerking installeren met de meegeleverde fotocellen en lichtschermen.

SICK leverde ook een Sensor Integration Machine (SIM1012) en een Sensor Integration Display (SID120) samen met voedingen en een externe waarschuwingslamp. De Sensor Integration Machine vormt een interface tussen de camera, de verlichting en de sensoren om voor een vlot verloop van het proces te zorgen, terwijl de Sensor Integration Display alle gegevens in een visuele weergave samenvat.

2D machine Vision
Robuuste voor de industrie geschikte streamingcamera's met GigE-interface
midiCam
Sensor Integration Machine
Compact. Flexibel. Intelligent.
SIM10xx
Sensor Visualization
Flexibele visualisatieoplossing voor eenvoudige en complexe sensorapplicaties
Sensor Integration Display
The solution was SICK’s midiCam, designed specifically for complex image processing tasks.
The solution was SICK’s midiCam, designed specifically for complex image processing tasks.

 

Betere bepaling van verkleuring dankzij een gedigitaliseerd proces

"Het proces kwam echt van de grond dankzij de betrokkenheid van de technische verkoopspecialist van SICK, Amit Shinde, die een belangrijke rol speelde bij het opstarten van het project, het organiseren van het personeel om aan het project te werken en binnen het budget te blijven", zegt Woolard. Het contact begon medio juli vorig jaar en het hele proces werd in maart 2021 afgesloten. Nadat FPC de apparatuur had geïnstalleerd, werden twee andere installatiespecialisten ingeschakeld om ervoor te zorgen dat de instellingen en setup correct waren en om de apparatuur te af te stemmen. "Ze brachten zelfs hun eigen lunch mee," herinnert Chrobak zich lachend. "Ze waren zo toegewijd dat ze minstens vier tot vijf uur bleven om alles op te zetten." Na de laatste opbouw, leek het op een fotoshoot voor flessen. Aangezien de flessen in een snel tempo over de transportband zouden bewegen, was een lichtbron nodig om de verkleuringen binnen korte tijd te herkennen.

"We kregen een heel bouwpakket met onderdelen van SICK, waaronder een groot beeldscherm, beugels voor de camera en felle lampen voor de verlichting van de flessen," aldus Woolard. "De lampen boden de helderheid en korte belichtingstijden die we nodig hadden." De camera werd 140 mm boven de flessen aangebracht en speciaal ingesteld voor de opname van gele tinten. De tint werd ingesteld op een specifieke waarde met minimale tolerantie, zodat de camera meer pixels kon vastleggen in de flessen met de gele verkleuring. Er werd een onderscheid gemaakt tussen "geslaagd" en "niet geslaagd". Aangezien de flessen op een transportband stonden, was het geen optie de flessen van onderen te verlichten. In plaats daarvan werd het licht op de zijkant van de flessen geplaatst en op het onderste gedeelte gericht. Dankzij deze regeling kon FPC het proces voor het bepalen van de verkleuring van flessen digitaliseren. "Het is nu niet meer nodig dat iemand aan de productielijn staat en in de hals van elke fles kijkt om het probleem op te sporen en te verhelpen," zegt Woolard. "En je kunt echt niet iemand aan de lijn hebben die elke fles die voorbij komt onderzoekt, want die zou gek worden en dat kunnen we ons niet veroorloven.”

The integration display screen worked to integrate all the data into a visual display.
The integration display screen worked to integrate all the data into a visual display.

 

De toekomst: oplossing van kwaliteitsproblemen en grotere meetnauwkeurigheid

Bij deze setup passeert ongeveer elke 60 tot 70 milliseconden een fles het cameragebied. De Sensor Integration Display heeft nog een functie: het maakt meerdere voorinstellingen voor flessen mogelijk. "We laten meerdere flessen in alle vormen en maten over de lijn lopen. Dus als we ooit een fles moeten vervangen, is er maar één klik nodig om de instellingen op het scherm aan te passen," zegt Woolard. "Zo simpel is het. Het moeilijkste deel van het proces was het instellen en de specifieke aanpassing voor elke fles. Maar Tim Seymour, Vision Solution Application Manager bij SICK, heeft ons daarbij geweldige ondersteund."

"Het heeft de manier zoals wij naar het proces keken veranderd." zei Woolard. "In plaats van te zoeken naar verkleuringen, beseften we dat we beter konden zoeken naar de afwezigheid van kleur. Vanaf dat moment was het makkelijker om verkleurde flessen te markeren en op te sporen."

FPC is van plan om in de toekomst het aantal geautomatiseerde oplossingen van SICK binnen zijn systeem uit te breiden. "Het is een continu proces dat voortdurend door ontwikkelt," zegt Woolard. "We denken eraan om ook meer SICK-apparaten op andere lijnen te gebruiken om soortgelijke kwaliteitsproblemen op te lossen en de hoge nauwkeurigheid waarmee we nu werken nog verder te verhogen.”

Het voordeel van de samenwerking met SICK, zegt Woolard, is de lokale aanwezigheid, ondanks de grote kennisbasis van SICK in het buitenland. "Je kunt ze bellen en zeggen: 'Hé, we hebben dit probleem', en dan komen ze persoonlijk langs om te helpen," zegt Woolard. "Met hun ruime ervaring binnen de branche en kennis van optische sensoren wisten we dat we met hen een snelle en effectieve oplossing zouden vinden."

Easy to plug-and-play: combined with the photoelectric sensors from SICK a high-quality optical machine vision was created.
Easy to plug-and-play: combined with the photoelectric sensors from SICK a high-quality optical machine vision was created.

 

Automatisering: de sleutel tot kwaliteitsverbetering

Met het nieuwe systeem is Chrobak optimistisch dat de kwaliteitsproblemen in de bottelarij zullen afnemen, wat uiteraard tot meer tevreden klanten leidt. "Elk jaar verwachten onze klanten dat kwaliteit, service en betrouwbaarheid verbeteren," zegt Hugh Donelly, directeur van FPC. "Met SICK zijn we in staat om aan deze eisen te voldoen." Volgens Donelly eisen de consumenten dat de bedrijven die voedingsmiddelen verpakken, ongekende normen inzake hygiëne bereiken. FPC is heel dicht bij het bereiken van 100 procent. Maar voor die ene procent die nog ontbreekt, is de steun van technologieleveranciers als SICK uiterst behulpzaam.

"Hier bij FPC Food Plastics gebruiken we onze technologie niet om op kwaliteit te sorteren. Wij concentreren ons op oorzakenanalyse en verhelpen het probleem bij de bron. Maar testen zijn essentieel en dat kunnen we niet handmatig voor elkaar krijgen omdat het te duur is en soms onmogelijk door de lijnsnelheid. Onze weg in kwaliteitsverbetering is automatisering," zegt Donelly. "We streven er voortdurend naar om beter te worden in wat we doen en de technologie van SICK helpt ons om de 100 procent te halen.”

 

Verdere artikelen

Krachtige beeldverwerking: meer kwaliteit, meer efficiëntie

Lees meer

IJs op een stokje van de lopende band

Lees meer

Automatische identificatie van SICK optimaliseert de vleesverwerking bij Goedegebuur

Lees meer

Met SICK wordt Machine Vision toegankelijk
Customizable and easily configured 2D and 3D machine vision solutions – driven by SICK AppSpace
Met SICK wordt Machine Vision toegankelijk
Customizable and easily configured 2D and 3D machine vision solutions – driven by SICK AppSpace
Met SICK wordt Machine Vision toegankelijk

Individueel en eenvoudig te configureren 2D- en 3D-beeldverwerking – dankzij SICK AppSpace

Ervaar meer