AI-gepowereerd camerasysteem voor nauwkeurige dopscheurdetectie op hoogspoed productielijnen

Sterke prijsdruk gecombineerd met hoge kwaliteitseisen – de drank- en flesindustrie staat voor het klassieke dilemma van veel sectoren.

Dit geldt ook voor de kwaliteitscontroleafdeling van een Franse fabrikant van kunststof doppen. Het betrouwbaar detecteren van scheuren en microscheuren op kunststof doppen in 40 verschillende kleuren en tinten, die met hoge snelheid over een productielijn lopen, is een echte uitdaging.

APREX Solutions uit Nancy, Frankrijk, heeft dit doel met succes bereikt met behulp van beeldverwerkingstechnologie en kunstmatige intelligentie. De basisbeelden worden geleverd door een USB 3 industriële camera van IDS Imaging Development Systems.

SOLOCAP is een dochteronderneming van La Maison Mélan Moutet – "smaakversterker sinds 1880" – en produceert alle typen kunststof doppen voor de voedingsmiddelensector op haar industriële locatie in Contrexéville.

Daaronder valt een topklasse schroefdop die geschikt is voor elke glas- of PET-fles. Dankzij een klembare lamellenring rond de flessenhals zorgt deze voor een eenvoudige, snelle, absolute en veilige afdichting.

De lamellen moeten tijdens de productie echter betrouwbaar en extreem zorgvuldig worden gecontroleerd op scheuren, barsten en verbuigingen. Alleen zo kan absolute dichtheid gegarandeerd worden.

Het eerdere inspectiesysteem kon niet aan deze hoge eisen voldoen. APREX Solutions realiseerde de nieuwe oplossing met kunstmatige intelligentie op maat, gebaseerd op eigen software-algoritmen.

De benodigde specificaties werden vooraf ontwikkeld in samenwerking met de klant. Dit omvatte ook verschillende inspectiefasen, zoals bijvoorbeeld de afkeurcontrole om valse rapportages te voorkomen. De invoering verliep in twee fasen:

Allereerst werd de specifieke "SOLOCAP-applicatie" getraind met behulp van de intelligente APREX Track AI-oplossing. De software omvat diverse objectdetectors, classificaties en standaardmethoden die op verschillende niveaus werken.

Netwerkmatig gekoppeld leveren ze uiteindelijk het gewenste resultaat op maat voor de klant. Vier controlleniveaus met meerdere testpunten garanderen een betrouwbaarheid van meer dan 99,99 procent.

In de tweede stap werd deze applicatie in de productielijn geïmplementeerd, direct na de eerste assemblage-run, met APREX Track C&M. Deze was speciaal ontwikkeld voor de diverse beeldverwerkingsvereisten in de industriële sector.

Dit omvat onder andere de controle en beveiliging van een productielijn tot en met de meting, identificatie en classificatie van defecten in de productieomgeving.

De softwaresuite levert de gewenste resultaten snel en efficiënt, zonder tijdrovende ontwikkelprocessen. Na een korte training van de AI-methoden is het complete systeem klaar voor gebruik bij de klant.

In het geval van SOLOCAP combineert het een IDS UI-3280CP-C-HQ industriële camera, krachtige ringverlichting en een programmeerbare logische controller (PLC) voor uitgebreide controle over alle inspectieprocessen.

Tegelijkertijd worden alle workflows in realtime vastgelegd en wordt volledige traceerbaarheid gewaarborgd. Er is slechts één camera nodig, maar APREX TRACK C&M kan tot 5 camera's aansturen.

Romain Baude, oprichter van APREX Solutions, zegt: "De moeilijkheid van dit project lag voornamelijk in de heel subtiele uiting van de defecten die we zochten en in de veelheid aan kleuren. Met onze softwaresuite was het mogelijk om snel een beeldverwerkingsapplicatie op te zetten. Ondanks de complexiteit."

Het beeld van de camera vormt de basis voor de evaluaties. Het vastlegt elke enkele dop direct in de productielijn met hoge snelheid en maakt de kleinste details zichtbaar voor de software.

Een cruciaal onderdeel: de camera

De in het systeem geïntegreerde UI-3280CP-C-HQ industriële camera met de 5 MP IMX264 CMOS-sensor van Sony stelt nieuwe standaarden wat betreft lichtgevoeligheid, dynamisch bereik en kleurweergave.

De USB 3 industriële camera levert uitstekende beeldkwaliteit met een buitengewoon lage ruisprestatie – bij framereeksen tot 36 fps. CP staat voor "Compact Power".

Dit komt omdat de kleine krachtpatser voor industriële toepassingen van allerlei aard snel, betrouwbaar is en een hoge data-overdrachtsnelheid van 420 MByte/s mogelijk maakt met lage CPU-belasting.

Gebruikers kunnen kiezen uit een groot aantal moderne CMOS-sensoren van fabrikanten zoals Sony, CMOSIS, e2v en ON Semiconductor met een breed scala aan resoluties.

Het innovatieve, gepatenteerde behuizingsontwerp met afmetingen van slechts 29 x 29 x 29 millimeter maakt het geschikt voor taken in de velden automatisering, automotive, medische technologie en life sciences, landbouw, logistiek alsook verkeer en transport.

Schroefbare kabels waarborgen een betrouwbare elektrische verbinding. Dankzij het kenmerkende plug & play-principe van IDS worden de camera's automatisch door het systeem herkend en zijn ze direct klaar voor gebruik.

Romain Baude zegt: "De uitstekende kleurweergave van de UI-3280CP-C-HQ en de hoge resolutie van 5 MP waren beslissende factoren voor ons bij de keuze van de camera. Tegelijkertijd maakte het model een snelle, ongecompliceerde integratie in ons systeem mogelijk."

Uitblik

Anthony Vastel, hoofd technologie en industrie bij SOLOCAP, ziet veel potentie in het nieuwe inspectiesysteem.

Hij zegt: "De AI-gebaseerde aanpak van APREX heeft nieuwe deuren geopend voor onze 100 procent visie-gebaseerde kwaliteitscontrole. Onze eisen aan productveiligheid, maar ook aan afkeurcontrole, met name bij valse rapportages, zijn snel vervuld.

"We zijn ervan overtuigd dat we een stap verder kunnen gaan door de efficiëntie van het systeem bij SOLOCAP te blijven vergroten en het over te dragen op andere productielijnen."

AI biedt kwaliteitsborging, maar ook alle andere industrieën waarin beeldverwerkingstechnologie wordt gebruikt, nieuwe, onverwachte toepassingsgebieden.

Het maakt het mogelijk om taken op te lossen waarin klassieke, regelgebaseerde beeldverwerking aan haar grenzen stuit. Zo kunnen hoogwaardige resultaten met relatief weinig inspanning worden bereikt – snel, creatief en efficiënt.

APREX Solutions en IDS hebben dit erkend en bieden oplossingen met intelligente producten die klanten de toegang tot deze nieuwe wereld vergemakkelijken. Beeldverwerking en AI – een echt droomteam op koers voor groei.