Mesin pemeriksaan penutup plastik dengan kamera dan tiupan udara untuk mengasingkan penutup rosak, bagi pengeluar penutup plastik

Latar belakang masalah

Mesin ini menggunakan kamera untuk memeriksa setiap penutup plastik jenis flip-top di atas tali sawat dan mengasingkan penutup rosak keluar dari barisan dengan udara. Penutup bergerak rapat-rapat secara berbaris pada kelajuan kira-kira 5,000 unit sejam. Kecacatan seperti koyakan pada engsel penutup atau rambut yang melekat pada penutup bersaiz kecil dan sukar dilihat melalui pemeriksaan dengan mata pada kelajuan setinggi ini.

Pengeluar penutup plastik ini menempah 2 mesin pemeriksaan untuk 2 barisan pengeluaran pada tahun 2017. Mesin pemeriksaan perlu dipasang bersama tali sawat penghantar yang disediakan oleh pembina mesin lain. Kami bertanggungjawab atas set kamera, kabinet kawalan dan program pemeriksaan, manakala tali sawat dan landasan merupakan kerja pembina mesin tersebut.

Keperluan dan kekangan

Mesin perlu memeriksa setiap penutup pada kelajuan barisan dan mengasingkan penutup rosak keluar dari landasan apabila dikesan. Keperluan dan kekangan utama adalah seperti berikut.

• Kelajuan kira-kira 5,000 unit sejam, dengan penutup bergerak rapat-rapat secara berbaris di atas tali sawat penghantar
• Memeriksa dasar penutup (koyakan dan lebihan plastik), engsel penutup, tudung penutup dan bahan asing seperti habuk, rambut dan serangga
• Penutup bagi setiap barisan pengeluaran mempunyai pelbagai warna, dan pengguna perlu dapat memilih jenis penutup yang hendak diperiksa daripada kabinet kawalan
• Mengasingkan penutup rosak keluar dari landasan tali sawat serta-merta apabila dikesan
• Dipasang bersama tali sawat penghantar daripada pembina mesin lain, maka kedudukan kamera dan pencahayaan bergantung pada reka bentuk landasan pembina tersebut

Mengapa memilih 2 set kamera bagi setiap mesin dan pengasingan penutup rosak dengan udara?

Kami membahagikan kamera kepada 2 set mengikut senarai pemeriksaan. Set pertama bertanggungjawab atas dasar penutup dan engsel penutup, manakala set kedua bertanggungjawab atas tudung penutup. Kesemua 2 set ini dipasang pada paksi pelaras jarak di atas tali sawat, jadi jarak kamera boleh dilaraskan. Pengasingan menggunakan unit tiupan udara (Air Reject) kerana keperluan projek adalah untuk mengasingkan penutup rosak keluar dari landasan serta-merta, sementara penutup baik terus bergerak seperti biasa. Urutan kerja mesin adalah seperti berikut.

1. 1

   Pilih jenis penutup yang hendak diperiksa

   Pengguna memilih jenis penutup mengikut warna barisan pada kabinet kawalan sebelum barisan dimulakan, supaya sistem menggunakan kriteria pemeriksaan yang sepadan dengan penutup yang sedang dikeluarkan.

2. 2

   Set kamera pertama memeriksa dasar penutup dan engsel penutup

   Memeriksa dasar penutup yang koyak atau mempunyai lebihan plastik, serta engsel penutup yang koyak atau berubah bentuk.

3. 3

   Set kamera kedua memeriksa tudung penutup

   Memeriksa ketidaknormalan pada tudung penutup. Sistem juga mengesan bahan asing yang dapat dilihat oleh kamera, seperti habuk, rambut dan serangga.

4. 4

   Meniup angin untuk menyaring tutup yang cacat

   Apabila program menentukan bahawa penutup tidak normal, sistem mengarahkan unit tiupan udara menolak penutup itu keluar dari landasan tali sawat serta-merta.

5. 5

   Simpan keputusan pemeriksaan

   Sistem merekodkan keputusan pemeriksaan dan status penutup dalam pangkalan data.

Apa yang kami bina dan uji

Kami membina 2 mesin pemeriksaan penutup untuk 2 barisan pengeluaran, lengkap dengan set kamera, kabinet kawalan dan program pemeriksaan yang mengarahkan unit tiupan udara untuk mengasingkan penutup rosak. Senarainya adalah seperti berikut.

• 2 mesin pemeriksaan, setiap satu dengan 2 set kamera pada paksi pelaras jarak di atas tali sawat
• Kabinet kawalan untuk memilih jenis penutup mengikut warna setiap barisan
• Program pemprosesan imej (Python dan OpenCV) beserta antara muka pengguna (wxWidgets) dan pangkalan data keputusan pemeriksaan (SQLite)
• Program yang mengarahkan unit tiupan udara (Air Reject) untuk mengasingkan penutup rosak keluar dari landasan
• Struktur kawalan cahaya yang ditambah kemudian, apabila landasan tali sawat mesin ditukar kepada logam yang memantulkan cahaya

Urutan kerja projek

Projek bermula pada tahun 2017. Urutan kerja utama adalah seperti berikut.

1. Tahun 2017: projek dimulakan mengikut pelan kerja asal 10 minggu
2. Semasa pembinaan mesin: landasan tali sawat pembina mesin ditukar kepada logam yang memantulkan cahaya, maka kami menambah struktur kawalan cahaya
3. Tahun 2018: mesin pertama dibawa untuk ujian berasingan daripada barisan pengeluaran di kilang pelanggan

Butiran hasil ujian dengan bahan kerja sebenar

Kami menguji mesin dengan sampel penutup baik dan penutup rosak mengikut skop kerja, dan membawa mesin pertama untuk ujian berasingan daripada barisan pengeluaran di kilang pelanggan pada tahun 2018. Dokumen tidak merekodkan angka kadar pengesanan penutup rosak atau kadar pengasingan yang salah, maka kami tidak melaporkan angka ketepatan.

Keputusan ujian berasingan daripada barisan terpakai bagi keadaan ujian tersebut. Semasa pembinaan dan ujian, kami mendapati faktor yang perlu dipersetujui sebelum pemasangan ke dalam barisan pengeluaran, seperti berikut.

• Landasan tali sawat sebenar berbeza daripada reka bentuk yang dirancang, termasuk bahan landasan yang memantulkan cahaya dan panel penutup yang menghalang sudut kamera
• Terdapat jenis kecacatan di luar skop kerja yang ditambah, seperti kesan dakwat, kesan terbakar, penutup terkoyak, kesan pemotong dan titik hitam
• Persetujuan tentang kriteria penerimaan masih belum jelas
• Keputusan ujian berasingan daripada barisan perlu disahkan semula pada landasan tali sawat sebenar barisan pengeluaran

Apakah yang kita pelajari

Kerja ini memberikan prinsip berikut untuk kerja pemasangan kamera pemeriksaan bersama mesin daripada pengeluar lain.

• Reka bentuk mesin di sekeliling kamera adalah sebahagian daripada sistem pemeriksaan. Bahan landasan, panel penutup dan kedudukan pemasangan menentukan pencahayaan dan sudut kamera, maka reka bentuk ini perlu dipersetujui dengan pembina mesin sebelum pencahayaan direka bentuk. Dalam kerja ini, landasan yang ditukar kepada logam menyebabkan unit kawalan cahaya perlu ditambah kemudian.
• Senarai kecacatan perlu ditentukan daripada sampel sebenar bahan kerja rosak dan dimuktamadkan sebelum mesin dibina. Jenis kecacatan yang ditambah selepas mesin dibina mengubah pencahayaan dan program pemeriksaan.
• Kriteria penerimaan perlu menyatakan dengan jelas jenis kecacatan, kaedah ujian dan keadaan tapak yang digunakan untuk ujian. Semua pihak perlu mempunyai pemahaman yang sama sebelum pembinaan bermula, dan kriteria ini perlu merangkumi ujian pada landasan tali sawat sebenar. Keputusan ujian berasingan daripada barisan belum menunjukkan tingkah laku mesin di bawah pencahayaan dan getaran di tapak.

Cara menggunakan pendekatan ini pada barisan pengeluaran anda

Jika barisan anda mengeluarkan penutup atau komponen plastik kecil yang bergerak secara berbaris di atas tali sawat dan perlu mengasingkan bahan kerja rosak keluar dari barisan, anda boleh menggunakan pendekatan yang sama seperti kes ini, iaitu membahagikan kamera mengikut titik pemeriksaan, menentukan keputusan dengan program pemprosesan imej, kemudian mengasingkan dengan udara. Perkara yang perlu disesuaikan ialah pencahayaan, sudut kamera dan senarai kecacatan, mengikut bahan kerja dan landasan anda.

• Sediakan sampel sebenar bahan kerja rosak bagi setiap jenis kecacatan yang perlu diasingkan, sejak peringkat reka bentuk
• Tulis kriteria penerimaan dengan jelas, nyatakan jenis kecacatan, saiz terkecil yang perlu dilihat, kelajuan barisan yang perlu disokong dan keadaan tapak yang digunakan untuk ujian, kemudian pastikan semua pihak mempunyai pemahaman yang sama sebelum pembinaan bermula
• Rancang ujian pada tali sawat sebenar barisan pengeluaran, supaya keputusan ujian sepadan dengan keadaan cahaya dan getaran di tapak