Op camera gebaseerde dopcontrole met kunstmatige intelligentie

Sterke prijsdruk gecombineerd met hoge kwaliteitseisen - de dranken- en flessenindustrie staat voor het klassieke dilemma van veel industrieën.

Zo ook op de afdeling kwaliteitscontrole van een Franse fabrikant van kunststof doppen. Het betrouwbaar detecteren van scheuren en microscheurtjes op plastic doppen in 40 verschillende kleuren en tinten die op hoge snelheid op een productielijn draaien, 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 – “smaakverbeteraar sinds 1880” – en vervaardigt alle soorten plastic doppen voor de voedingssector op haar industriële site in Contrexéville.

Onder hen een topklasse schroefdop die geschikt is voor elke glazen of PET-fles. Dankzij een klembare lamellenring die rond de flessenkraag is aangebracht, maakt het een eenvoudige, snelle, absoluut strakke en veilige afdichting mogelijk.

De lamellen moeten echter tijdens de productie betrouwbaar en uiterst zorgvuldig worden gecontroleerd op scheuren, scheuren en draaien. Dit is de enige manier om absolute dichtheid te garanderen.

Het vorige inspectiesysteem kon niet aan deze hoge eisen voldoen. APREX Solutions realiseerde de nieuwe oplossing met kunstmatige intelligentie individueel op basis van in-house software-algoritmen.

In samenspraak met de klant werden vooraf de nodige specificaties ontwikkeld. Dit omvatte ook verschillende inspectiefasen, waaronder bijvoorbeeld de afkeurcontrole om valse meldingen te voorkomen. De introductie vond plaats in twee fasen:

Eerst werd de specifieke “SOLOCAP-applicatie” getraind met behulp van de intelligente APREX Track AI-oplossing. De software bevat verschillende objectdetector-, classificatie- en standaardmethoden die op verschillende niveaus werken.

Dienovereenkomstig genetwerkt leveren ze uiteindelijk het gewenste resultaat op maat van de klant. Vier controleniveaus met meerdere testpunten garanderen een betrouwbaarheid van meer dan 99,99 procent.

In de tweede stap werd deze applicatie direct na de eerste assemblagerun met APREX Track C&M in de productielijn geïmplementeerd. Deze laatste is speciaal ontwikkeld voor de uiteenlopende eisen op het gebied van beeldverwerking in de industriële sector.

Dit omvat onder meer de aansturing en bewaking van een productielijn tot en met het meten, identificeren en classificeren van defecten in de productieomgeving.

De software suite levert snel en efficiënt de gewenste resultaten, zonder tijdrovende ontwikkeltrajecten. Na een korte training van de AI-methodes 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) om uitgebreide controle over alle inspectieprocessen te bieden.

Tegelijkertijd registreert het alle workflows in realtime en zorgt het voor volledige traceerbaarheid. Hiervoor is slechts één camera nodig. APREX TRACK C&M kan echter tot 5 camera's aan.

Romain Baude, oprichter APREX Solutions, zegt:“De moeilijkheid van dit project zat vooral in de zeer subtiele uitdrukking van de gebreken 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 legt met hoge snelheid elke afzonderlijke dop direct in de productielijn vast en maakt de kleinste details zichtbaar voor de software.

Eén cruciaal onderdeel:de camera

De in het systeem geïntegreerde UI-3280CP-C-HQ industriële camera met de 5 MP IMX264 CMOS-sensor van Sony zet nieuwe normen op het gebied van lichtgevoeligheid, dynamisch bereik en kleurweergave.

De industriële USB 3-camera biedt een uitstekende beeldkwaliteit met buitengewoon ruisarme prestaties - bij framesnelheden tot 36 fps. CP staat voor "Compact Power".

Dit komt omdat de kleine krachtpatser voor alle soorten industriële toepassingen snel en betrouwbaar is en een hoge gegevenssnelheid van 420 MByte/s mogelijk maakt met een lage CPU-belasting.

Gebruikers kunnen kiezen uit een groot aantal moderne CMOS-sensoren van fabrikanten als 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 hem geschikt voor taken op het gebied van onder meer automatisering, automotive, medische technologie en life sciences, landbouw, logistiek en verkeer en vervoer.

Schroefbare kabels zorgen voor een betrouwbare elektrische verbinding. Dankzij het IDS-karakteristieke plug &play-principe worden de camera's automatisch herkend door het systeem 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 voor ons doorslaggevende factoren bij het kiezen van de camera. Tegelijkertijd maakte het model een snelle, ongecompliceerde integratie in ons systeem mogelijk.”

Vooruitzichten

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

Hij zegt:"De op AI gebaseerde aanpak van APREX heeft nieuwe deuren geopend voor onze 100 procent op visie gebaseerde kwaliteitscontrole. Aan onze eisen voor productveiligheid, maar ook voor afkeurcontrole, vooral in het geval van valse meldingen, werd snel voldaan.

"We zijn ervan overtuigd dat we nog een stap verder kunnen gaan door de efficiëntie van het systeem bij SOLOCAP te blijven verhogen en over te brengen naar andere productielijnen."

AI biedt kwaliteitsborging, maar ook alle andere branches waarin beeldverwerkingstechnologie wordt toegepast, nieuwe, ongekende toepassingsgebieden.

Het maakt het mogelijk om taken op te lossen waarin klassieke, op regels gebaseerde beeldverwerking zijn grenzen bereikt. Zo kunnen met relatief weinig inspanning hoogwaardige resultaten worden bereikt - snel, creatief en efficiënt.

APREX Solutions en IDS hebben dit onderkend en bieden oplossingen met intelligente producten die het voor klanten gemakkelijker maken om deze nieuwe wereld te betreden. Beeldverwerking en AI – een echt dreamteam op koers voor groei.