案例研究
案例研究:Strelen - 坚果,肯定是别的坚果
发布04/15/2021
坚果,当然没有别的坚果
Strelen控制系统有限公司使用芬兰制造商specm的高光谱相机在食品工业加工前检查坚果。高精度喷嘴将飞行过程中的故障部件和异物射出。留给可靠图像处理的时间不多了。
最关键的食品制造商任务之一是避免其产品中的污染,以尽量减少对健康,昂贵的产品召回以及相关的声誉损失的风险。当然,这也适用于含有坚果作为组件的食物,例如Muesli,Muesli棒,小径混合或饼干。
Strelen控制系统有限公司总经理Stephan Strelen博士说:“由于视觉相似性,在高速下可靠地区分螺母与外壳或其他污染是一项极其苛刻的任务。”该公司位于德国达姆施塔特附近Büttelborn。多年来,他的公司一直在为不同行业的检测和分析以及生产过程的自动化和控制开发解决方案。他们已经从食品工业中收集了大量的应用经验。“自公司成立以来,我们一直在与机器视觉打交道,我们有一个专门的部门,有6名经过专门培训的光工程师和员工,他们都在这方面有专长。机器视觉是我们的重点,我们实施的许多项目都包含基于图像评估的解决方案。”
Strelen认为他的公司为食品生产者要求提供了一个用于分类坚果的系统,特别是因为Strelen控制系统已经实现了各种其他分类系统。“使用的机器视觉系统基于传统的RGB彩色摄像头,如人眼,与三原色,绿色和蓝色一起使用,并在相应的混合物中显示所有颜色的人类视力。但是,只有几乎没有变化在坚果和贝壳的棕色色调中,这就是为什么几乎不可能用这种相机可靠地区分它们。“
答案是高光谱
高光谱相机采用不同的原理,分析从可见光到近红外波段的250个光谱波段的记录光谱。这使得单个光谱的光被识别。在此基础上,高光谱系统可以区分同一深浅的棕色是由一个或多个重叠波长产生的。
要加工的坚果,如杏仁、榛子、核桃、腰果、澳洲坚果、花生和其他类型的坚果,每一种都有可识别的光谱。利用合适的软件,可以对高光谱图像进行快速、可靠的分析。该系统识别所有与预期的坚果类型不对应的光谱,如外壳、外壳残留、塑料部件、受霉菌感染的坚果或任何污染,并将每个识别的粒子指定为好或坏。斯特伦强调:“为了保证最终产品的纯度,分类只识别出完美的部件为好部件,并拒绝所有不符合要求的部件。”
在飞行中排序
Safe-Ident Sort是斯特伦控制系统为坚果分类开发的机器的名称,自2020年秋季以来一直在使用。它与传送带一起工作,在芬兰制造商specm的FX10高光谱相机下,未分类的散料以每秒150毫米的速度运输。这款相机连续记录图像,并将其转发给专门为该应用开发的基于halcon的图像处理软件。
传送带的末端是一个滑轮,在这个滑轮上,大量的物料从边缘掉落下来,以去除有缺陷的部件和各种污染。根据图像评估结果,系统控制32个高精度喷嘴,弹射器在坠落过程中探测到未达到预期目标的物体脱离轨道,进入目标空爆的排斥容器中。另一方面,无缺陷的部分放置在收集容器中,不受干扰,可以进一步处理。
复杂的系统设计
为了实现这一过程并达到所需的速度和精度,需要对整个系统、机器视觉部分以及所有组件之间进行精密的设计。斯特伦解释说:“specm FX10高光谱相机是机器视觉系统的核心元素,出于各种原因使我们信服。”“主要的论点是,它涵盖了与这项任务相关的光谱中的大量波长。同时,它也是唯一一款适用于可见光谱范围的高光谱相机。此外,还兼容用于图像数据分类和预处理的LuxFlux软件库和基于LuxFlux结果的OK / NOK决定的Halcon软件,以及紧凑的尺寸,最后但并非最不重要的,相机的公平价格。”除此之外,斯特伦还对芬兰制造商提供的有力支持印象深刻。
最佳照度是高光谱系统性能的基本要求。高光谱相机需要宽光谱的光来可靠地识别不同材料的光谱响应。随着检查速度的增加,照明会变得更亮。Strelen控制系统通过内部开发解决了这一需求,间接均质卤素照明具有从400到1000 nm的宽波长光谱。一种专门用于照明的散热器将产生的热量散热。
简单的转换
自2020年秋季以来,第一台安全分类系统已经在德国本谢姆的Ortlieb Organic运行,它可以做的比现有制造商的传统分类机更多。斯特伦强调:“分拣系统通常是为某种类型的坚果设计的。换一个不同的螺母需要交换部件,这只能用相对较大的努力来完成。然而,Ortlieb Organic需要一个能够快速、容易地转化为不同坚果和壳类产品的系统。”
这就是Specim超光线相机与所使用的软件组合的情况显示其特殊性,解释了管理导演:“Safe-Ident Sort可以简单地通过重新编程转换为不同的产品,并且不需要任何改装或更换组件。对于程序变更,只需要软件编程中的参数更改。即使是由于软件的清晰和用户友好的界面,也可以在没有丝毫的努力的情况下处理此步骤。“
Ortlieb Organic对成品系统的性能非常满意,报道创始人兼首席执行官Eberhard Ortlieb:“由于我们一直在使用Safe-Ident Sort,我们每次举行两名工人,他们以前在分拣带上手动检查了入境货物。安全标识排序使得每小时大约900公斤的螺母的处理,并实时地检测具有非常高的可靠性的所有良好螺母部分。这使我们提供了很高的保证,我们的货物没有关于所使用的螺母的缺陷。因此,HAWSE已经安装了良好的保护,防止召回或损害索赔。SPECIM FX10高光谱相机的可靠性图像识别和系统对不同类型的螺母的简单转换是该开发成功的主要原因。没有这个系统,鉴于食品生产的高生产速度,100%质量控制甚至不可行的是根据T的严格要求他的食品行业。“
关于Specim和Strelen控制系统:
Specim(www.specim.fi.)是全球领先的高光谱成像供应商,是该领域真正的先驱和先驱。一个由70多名专业人员组成的国际团队,在光学、电子、软件和机器视觉方面拥有专业知识,为市场提供最广泛的高光谱相机、成像光谱仪、系统和配件。specm是工业原始设备制造商、机械制造商和集成商值得信赖的合作伙伴。
Strelen控制系统有限公司(www.strelen.de)是一家技术软件公司,总部位于Büttelborn,靠近德国达姆施塔特。Strelen开发的解决方案适用于检测和分析,以及生产过程的自动化和控制。许多项目包含基于使用工业机器视觉方法对图像进行评估的解决方案。公司的解决方案应用于各个行业,主要是在制药、食品和汽车供应商行业。