液态镜头技术帮助ID读码器将读取率从75%提高到100%

厂商:康耐视视觉检测系统(上海)有限公司
  点击数:1923  发布时间:2013-12-16 10:43
在位于加拿大安大略省的Owens Corning 玻璃纤维生产厂里,辊卷旋转机用于确定堆叠在垫木上的玻璃纤维辊卷的方向,以确保辊卷上的条码在装运时可见。过去,该厂平行使用两种不同的 ID 读码器,读取率之和也仅为75%。读取失败的辊卷需要操作员手动重新调整辊卷的方向,以便正确读取。这样会浪费大量时间、金钱和精力。
关键词:液态镜头 ,DataMan ,康耐视

   在位于加拿大安大略省的Owens Corning 玻璃纤维生产厂里,辊卷旋转机用于确定堆叠在垫木上的玻璃纤维辊卷的方向,以确保辊卷上的条码在装运时可见。过去,该厂平行使用两种不同的 ID 读码器,读取率之和也仅为75%。读取失败的辊卷需要操作员手动重新调整辊卷的方向,以便正确读取。这样会浪费大量时间、金钱和精力。

  " 我们转为采用康耐视DataMan ® 读码器, 其提供液态镜头技术, 可自动调整相机的焦距, 并可连接到计算机上微调设置,”Owens Corning 电力支持专家 Frank Peel 说道,“因此,其可提供将近100%的读取率,从务。”
  
                           

  Owens Corning是一家全球领先的住宅和商业建筑材料、玻璃纤维增强材料和复杂系统用工程材料生产商,在五大洲30个国家拥有16000名员工。该公司主要生产住宅、商业和工业建筑用保温、屋顶、砖石和沥青产品。其复合系统提供广泛的高性能解决方案,满足运输、风能、电子、电信、基础设施和消费市场的需求。

   这家玻璃纤维生产厂的生产流程非常简单。将玻璃纤维毡缠绕到辊卷上。成品辊卷沿着一系列输送机移动,依次称重、贴标签,并用缠绕膜包裹。
 
                         

   当这个包装过程接近结束时,辊卷旋转机旋转每个辊卷,直到每个条码朝上,便于读取。然后,操作员使用升降机,将辊卷放置到垫木上,接着,客户便可以读取条码,并提取货物。

  读取辊卷上的代码面临多种挑战。挑战之一是辊卷直径范围为9-22英寸(23-56厘米)。这意味着,读码器的焦距需要不断变化,这会降低相机的性能。另一个挑战是,代码表面覆盖着透明的收缩包装材料,其会产生眩光,这使代码检测变得更加困难。
 
                    

   在过去,Owens Corning平行使用一台读码器和一套视觉系统。读码器从顶部寻找代码,而视觉系统从侧面寻找代码。这两个系统加在一起仍未能检测到约25%辊卷上的代码,导致需要手动调整辊卷的方向。当公司提高生产速度时,手动调整辊卷方向越来越成为操作员的负担。Owens Corning需要一种解决方案,其找到了康耐视。“我们邀请康耐视的一些工程师来看看我们的应用,”Peel说道,“康耐视最近专门在其 DataMan读码器中增加了液态镜头技术,以解决应用中可变焦距引起的问题。我们同意与康耐视合作,看看我们是否能找到解决这个问题的方案。”
 
                  

   液态镜头模块是一个电子控制变焦系统, 康耐视DataMan基于图像的许多读码器上已提供。康耐视是首家以此新型技术为基础推出工业级固定式 ID 读码器的公司。液态镜头使用两种具有相同密度的液体:油(一种绝缘体)和水(一种导体)。电压变化导致液-液界面的曲率变化,这反过来又引起镜头的焦距变化。液态镜头的主要优点包括大小、较高的光学质量、较低的功耗以及相对于自动对焦装置而言极快的响应时间。液态镜头非常耐用,无移动元件,消除了手动触摸镜头的需要,从而可以简化安装、设置和维护。此外,它还非常适用于读取距离在元件转换过程中随元件而变化的应用。DataMan读码器还具有网络连接性,使其易于连接到计算机上,显示来自读码器的图像。这样可提供实时反馈,便于快速设置。

   咨询过康耐视后,Owens Corning转为采用 DataMan® 读码器,康耐视工程师帮助他们调整了对比度和亮度,以更好地弥补收缩包装所产生的眩光,从而对设置进行微调。另外,他们还利用此功能调整读码器与辊卷的相对位置。康耐视和 Corning 工程团队共同合作,提出了将读码器安装在辊卷底部附近,而不安装在顶部。这样可减小辊卷直径波动引起的焦距变化。但是将读码器安装在辊卷底部附近却带来一个复杂的问题。

   当检测到 ID 条码时,将不能简单地停止旋转机,因为代码位于辊卷顶部,而不是辊卷底部。解决这个问题的办法是读取代码两次,然后计算两次读取之间的时间间隔,以确定辊卷的旋转速度。第二次读取代码之后,辊卷可以旋转半周,以在辊卷停止之前将代码转到其顶部。此解决方案通过可编程逻辑控制器(P L C)之间的通信实施,由P L C操作输送带、旋转机和D a t a M a n读码器。DataMan读码器提供两个离散输入和输出。当辊卷移动到旋转机上的位置时,PLC向读码器发送一个输出信号,开始寻找代码。当读码器定位代码后,其向PLC发回一个输出信号。PLC执行计算,确定旋转速度,并向旋转机发送指令,使其在代码位于顶部时停止。

   实现将近完美的读取率的另一个作用因素在于使用了DataMan专利的代码读取算法,即使代码角度、尺寸和阴影出现变化,其仍可帮助定位代码。这项技术使用一组与像素网格没有关联的边界曲线了解物品的几何形状,然后寻找图像中的相似形状,无需依靠特定的灰度值。其结果是革命性地改进了准确定位物品的能力。康耐视算法可处理广泛的代码外观退化情形,包括由于材料类型和表面不同而引起的DPM代码质量显著退化。此应用不同寻常,因为其只需读取代码以确定代码的位置,无需在读取后利用代码。

  “ 康耐视保证此方法可奏效, 因此我们对此进行了测试,而 DataMan读码器确实如他们所说做到了这一点,”Peel 总结道,“可调焦镜头和可使用计算机屏幕微调设置的功能帮助我们实现了将近 100% 的读取率。很难确定所节省的确切金额,但是能够读取和定位每个辊卷为我们的操作员节省了大量时间,这一点是显而易见的。自从我们安装了新的 ID 读码器之后,我们的生产率不断提高,如果我们没有采用此方法或作出其他改进,我们也许只能增加劳动力。”
 

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