Käyttövalmis konenäköratkaisu pullojen tarkastukseen
FPC Food Plastics oli vaikean tehtävän edessä yrittäessään saada tarkistettua kaikki valmistamansa pullot värivirheiden varalta. He tarvitsivat optisen ratkaisun.
Laadukas optinen konenäköratkaisu midiCam-kameralla
10.1.2022
Suuri australialainen korkkien ja pullojen valmistaja FPC Food Plastics (FPC) on tarjonnut pullotuspalveluita maitotuotteiden, hedelmämehujen ja elintarvikkeiden säilöntään jo yli 20 vuoden ajan. Yritys on keskittynyt maitotuotteisiin ja sen valmistamien pullojen koot vaihtelevat 150 millilitrasta 5 litraan. FPC:n ongelmana oli keltainen värisävy, joka näkyi tummempana pullojen alaosassa. Tuotantolinjalle tarvittiin luotettava järjestelmä tämän ongelman tunnistamista ja eliminoimista varten.
”Keltaista värisävyä esiintyi harvakseltaan,” kertoo FPC:n laatupäällikkö Patrycja Chrobak. ”Sen aiheuttivat etupäässä tuotantoerien välillä ilmenevät hiomakoneen ongelmat. Vaikka käytössä oli erilaisia toimintatapoja ja ohjeita värivirheiden ehkäisemiseksi, sävyltään keltaisia pulloja esiintyi edelleen. Vaikeutena oli se, että värin poikkeama oli niin pieni, ettemme oikein tienneet kuinka sen voisi kokonaan estää”, kertoo FPC:n sähköteknikko Ron Woolard. ”Jos määritysten mukainen ja tällainen väriltään virheellinen tuote laitetaan vierekkäin, virhettä on silmämääräisesti erittäin vaikea havaita.”
Koska ihmisten tekemät tarkistukset tulevat kalliiksi ja niissä on omat rajoituksensa, tiimi tuli siihen lopputulokseen, että ainoa oikea ratkaisu olisi konenäkö. Idea antureiden käyttöönotosta keksittiin eräässä FPC:n tiimin laatukokouksessa. ”Tiesin, että SICK on valokennoteknologian johtavia asiantuntijoita,” sanoo Woolard. ”Koska olen työskennellyt tällä alalla jo pitkään, olen ollut heidän kanssaan runsaasti tekemisissä ja käyttänyt heidän laitteitaan erilaisiin sovelluksiin.” Yhteydenoton jälkeen SICK pyysi värivirheistä näytteitä muodostaakseen tarkemman kuvan ongelmasta ja tarvittavan kameran ominaisuuksista. Globaalina teollisuusautomaatioon tarkoitettujen antureiden ja anturiratkaisujen valmistajana SICK löysi yritykselle helposti sopivan ratkaisun.
Laadukas optinen konenäköratkaisu midiCam-kameralla
”SICK tarjosi meille kokonaisvaltaista pakettiratkaisua”, kertoo Woolard. ”Emme itse yrittäneet tehdä valintoja meille tuntemattomien tuotteiden joukosta, vaan kerroimme SICKille ongelmastamme ja he valmistelivat käyttövalmiin ratkaisun.” Ratkaisu oli SICKin midiCam, joka on suunniteltu erityisesti monimutkaisiin kuvankäsittelytehtäviin, jollainen FPC:n pullojen värivirheiden tunnistaminenkin oli. Kameran käyttöönotto oli helppoa ja pakettiin kuuluviin valokennoihin yhdistettynä se tarjosi korkealaatuisen konenäköratkaisun.
SICKin ratkaisuun kuului myös Sensor Integration Machine -laite (SIM1012) ja anturin näyttöruutu (SID120) sekä virtalähteet ja ulkoinen merkkivalo. Sensor Integration Machine -laite muodosti liittymän kameran, valaistuksen ja antureiden välille. Näin varmistettiin, että prosessit toimivat sujuvasti, minkä lisäksi integrointinäyttöruudulla voitiin visualisoida kaikki tarvittavat tiedot.
Prosessin digitalisointi auttoi pullojen värivirheiden tunnistuksessa
”Prosessi pääsi kunnolla vauhtiin, kun SICKin myynti-insinööri Amit Shinde organisoi henkilökunnan työskentelemään projektin parissa ja pitämään sen budjetissa,” kertoo Woolard. SICKiin otettiin yhteyttä viime vuoden heinäkuun puolivälissä ja koko prosessi oli valmis maaliskuussa 2021. Kun FPC oli asettanut laitteet paikoilleen, kaksi SICKin asennusasiantuntijaa tuli vielä koordinoimaan laitteet ja varmistamaan, että säädöt ja asetukset oli tehty oikein. ”Heillä oli jopa omat lounaat mukana,” muistelee Chrobak nauraen. ”He olivat erittäin sitoutuneita työhönsä, ja jatkoivat ainakin neljä tai viisi tuntia, kunnes kaikki oli valmista.” Lopputulos näytti siltä, kuin pulloille olisi järjestetty kuvaukset. Koska pullot liikkuvat kuljetinhihnalla erittäin nopeasti, tarvittiin valonlähde väripoikkeamien nopeaa tunnistamista varten.
”Saimme SICKiltä laatikollisen osia, joihin kuului suuri näyttö, kiinnikkeet kameraa varten ja kirkkaat valot pullojen valaisemiseen,” kertoo Woolard. ”Valoilla saatiin aikaan tarvittava kirkkaus ja riittävän lyhyt valotusaika.” Kamera asennettiin 140 mm pullojen yläpuolelle ja säädettiin erityisesti keltaisten sävyjen esiin tuomista varten. Kameran sävylle asetettiin tietty taso ja minimitoleranssi, jotta kamera pystyi tuomaan esiin enemmän pikseleitä pulloista, joissa oli keltaista värjäymää. Näin se pystyi erottamaan hyväksyttävät ja hylättävät pullot. Koska pullot olivat kuljetinhihnalla, niiden valaiseminen alhaalta päin ei ollut mahdollista. Valo asennettiin sen sijaan pullojen sivulle alaosan kohdalle. Näillä laitteilla FPC pystyi digitoimaan värivirheiden tunnistusprosessin. ”Nyt kenenkään ei tarvitse seistä tuotantolinjalla kurkkimassa jokaisen pullon kaulasta vikojen havaitsemista ja raportointia varten,” sanoo Woolard. ”Eihän ketään voi pitää linjastossa tarkistamassa jokaista edestä kulkevaa pulloa, sillä hänen mielenterveytensä ei kestäisi sitä, ja sellaiseen meillä ei ole varaa!”
Kohti parempaa ja tarkempaa laadunvarmistusta
Tässä ratkaisussa kukin pullo kulkee tarkistuksen läpi noin 60–70 millisekunnissa. Anturin näyttöruutu mahdollistaa myös esiasetusten tekemisen usealle erilaiselle pullolle. ”Linjastomme läpi kulkee useita eri muotoisia ja kokoisia pulloja, joten jos meidän on muutettava tarkistettavaa pulloa, pääsemme yhdellä napsautuksella muuttamaan asetuksia ruudulta”, kertoo Woolard. ”Se on helppoa. Prosessin vaikein osuus oli järjestelmien asetusten tekeminen ja säätäminen erilaisia pulloja varten. Mutta SICK oli apunamme, joten kaikki sujui hienosti.”
”Päädyimme muuttamaan tapaa, jolla tarkastelimme prosessia,” kertoo Woolard. ”Värivirheiden etsimisen sijaan päätimme kiinnittää huomiota värin puuttumiseen. Sillä tavoin oli helpompi löytää väriltään poikkeavat pullot.”
FPC suunnittelee ottavansa käyttöön lisää SICKin automaatioratkaisuja. ”Kehittyminen on jatkuva prosessi,” sanoo Woolard. ”Tarkoituksenamme on sijoittaa muita samankaltaisia SICKin yksiköitä myös toisille linjastoille parantaaksemme tuotteiden laatua ja toimintamme tarkkuutta.”
Woolardin mukaan SICKin kanssa työskentelyssä oli erityisen hienoa se, että palvelu toteutettiin paikallisesti, mutta samalla käytettävissä oli laaja globaali tietotaito. ”SICKille voi soittaa ja kertoa ongelmastaan, ja heillä on mahdollisuus tulla auttamaan henkilökohtaisesti paikan päälle,” sanoo Woolard. ”Sen lisäksi, että heillä on tunnetusti runsaasti kokemusta teollisuussovelluksista ja he tuntevat optiset anturit perin pohjin, tiedämme, että he myös tarjoavat nopeat ja tehokkaat ratkaisut.”
Automaatio on avaintekijä laadun parantamisessa
Chrobak on varma, että uuden järjestelmän myötä pullotuksen laatuongelmat vähenevät ja asiakkaat ovat entistä tyytyväisempiä. ”Joka vuosi asiakkaat edellyttävät parempaa laatua, palvelua ja luotettavuutta”, kertoo FPC:n toimitusjohtaja. ”SICKin ansiosta pystymme vastaamaan näihin vaatimuksiin.” Donellyn mukaan asiakkaat edellyttävät elintarvikkeiden pakkausteollisuudelta ennennäkemättömän korkeaa hygieniatasoa. Nyt FPC on lähes saavuttanut Donellyn 100 prosentin tasoksi kuvaileman tavoitteen, mutta siihen tarvitaan edelleen SICKin kaltaisten teknologiatoimittajien apua.
”FPC Food Plastic toimintatapana ei ole laadukkaiden tuotteiden erotteleminen virheellisesti teknisiä laitteita käyttäen, vaan pyrimme juurisyyanalyysin avulla korjaamaan ongelman jo alkuvaiheessa. Joitakin asioita on kuitenkin tarkistettava, emmekä voi käyttää siihen henkilötyövoimaa, sillä se olisi liian kallista ja joissakin tapauksissa myös mahdotonta linjaston toimintanopeuden vuoksi. Automaatio on meille siis tärkeä apu laadun parantamisessa”, kertoo Donelly. ”Pyrimme jatkuvasti kehittämään toimintaamme ja SICKin teknologia auttaa meitä saavuttamaan mahdollisimman korkean tason.”
