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条码/OCR读取,组件验证和过程验证条形码/ OCR读数,组件验证,在过程验证,测量(非接触),监控(基于视觉),过程控制,质量保证和目视检查和测试

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理解一维和二维条码的机器视觉验证

发布04/12/2013

 | By: Barcode Quality for Reliable Process Operation

当自动化供应链依赖数据准确性来确保全球运营的可靠表现时,清晰、准确的条形码从未像今天这样重要。机器视觉验证是一种工具,可用于确保条形码在自动化过程中达到一致的可读性质量水平,并在错误代码导致代价高昂的失败之前被识别出来。本白皮书介绍了一维和二维条码的验证,并根据已发布的标准确定验证代码的参数。

  • 为什么验证?
  • 你什么时候应该验证?
  • 验证与验证
  • 需要什么样的解决方案?
  • 验证评估参数
  • 验证等级
  • 使用autovision验证TM

为什么验证?
条码质量是自动化系统成功的关键。在一个过程中,高质量的条形码准确地存储和通信数据-从代码到阅读器到中央系统-很少需要人工干预。多亏了高质量的条形码,自动化系统的独特优势得以实现:成本更低,生产率更高,错误更少。然而,低质量的条形码使得系统几乎和不使用自动化一样低效。不可读的条形码可能需要重新贴标签、重新扫描,甚至需要人工输入关键信息——这扰乱了过程的生产力,造成了大量的时间损失。错误的条形码可能会阻止错误跟踪,导致一系列故障的多米诺骨牌效应,并导致昂贵的报废和返工。总之,这些影响完全抵消了实现自动化系统的好处,结果是成本膨胀、生产力损失和错误增加。

条码验证的目的是防止这种结果,并保留自动化系统的预期好处。验证系统使用条码验证器或机器视觉系统等精密仪器,根据已发布的一维和二维条码质量标准来评估条码的质量。验证条形码确保一致的可读性,支持100%准确的自动数据捕获。

你什么时候应该验证?
为了确保在自动化系统中尽可能早地防止错误,必须在部件进入系统之前进行验证。在零件被标记或贴上条码之后,在零件到达第一次读取条码的工位之前,应进行验证步骤。

你什么时候应该验证?

尽管标记和标签系统会随着时间的推移而退化,但适当的验证可以确保每个部件都以高质量的条码进行加工和运输。验证系统比标准的条形码阅读器更准确,可以在生产过程的早期,即劣质条码产品通过生产线运往终端客户之前,识别出低质量的条码。当条形码质量退化被早期识别时,标记或标签系统可能会在无法读取的条形码产生之前进行调整或更换。

读者检查标记质量

在没有验证的情况下,错误的条形码是无法识别的,直到它们无法读取。当一个坏条码被识别出来的时候,可以想象的是,成千上万个质量差的条码可能已经被淘汰了。
通过验证,错误的条码就不会被应用到产品上,从而消除了未来出现故障的可能性。

验证与验证
根据特定工艺、行业、公司或客户的要求,有两个级别的质量分级来确保条码的可读性:验证(有时称为过程控制)和真实验证。
验证/过程控制:过程控制是一种确保条形码在整个内部或内部/外部过程中可读的方法。过程控制不检查条形码,以符合已发布的条形码质量标准。相反,当验证到标准时不可能或不需要时,它为条形码质量提供客观测量。如果您不关心在应用程序中会议发布的条形码质量标准,则可以选择在验证系统中使用默认验证参数的子集作为传递代码的标准。
验证:验证是为了确保条形码符合已发布的条形码质量标准,如ISO 15415、ISO 15416和AIM DPM。为了确保符合性,在验证过程中必须启用机器视觉系统中的所有评估参数。完全符合的验证系统提供的报告作为条形码符合性的证据,可以发送给客户或其他投资方,以提供条码质量和一致性的最高保证。

需要什么样的解决方案?
真正的条形码验证依赖于使用特定于ISO或AIM条形码质量标准的参数编程的机器视觉软件。为了符合每个标准,代码必须满足每个参数的最小传递要求。一些商业上可用的程序,如Microscan的AutoVision允许用户禁用或修改这些参数的传递标准,实现自定义验证。具有较少严格的硬件要求,以及可用于执行作业的许多易于集成的智能摄像机,这种类型的解决方案可以是一种经济有效的方法,以确保不需要遵守已发布标准的可读代码。

一旦选择了合适的软件平台,选择合适的光线和相机组合是应用成功的关键。更精确的质量分级需要更高性能的硬件解决方案。集成光学和照明的智能相机通常适合进行验证;然而,条形码必须符合公布的条形码质量标准,必须通过具有优越光学性能的系统验证,并通过符合ISO/ aim标准的光源进行完整而均匀的照明,才能产生不失真的图像。

验证/过程控制:
基础智能相机
视觉系统与适应性软件定制验证

验证:C-Mount智能摄像头视觉系统与外部照明和基于标准的验证软件
验证:

验证评估参数
有许多验证评估参数可以确定条码质量,它们可以用于真实验证或验证/过程控制。已发布的条形码质量标准,如ISO 15415、ISO 15416和AIM DPM,要求满足指定的一组这些参数,以确保条形码符合标准验证,而过程控制分级可能要求条形码只满足这些参数的子集。一维和二维条码评估参数如下所示。
1D验证评价参数:
高质量的象征:

高质量的象征
参数
描述
例子
ISO 15416.

Decodability

按照参考解码算法的粘性




缺陷

酒吧中的空隙或空间中的斑点




边缘决定

使用全局阈值检测所有的条形图和空格




最小边的对比

任何条形/空间组合的最小反射差异




最小反射率

最黑暗的酒吧和最轻的空间的反射率


调制

符号中的宽和窄元素之间的关系




象征的对比

最黑暗的栏和最轻的空间之间的反射率差异




安静区域

安静区域的大小



2D验证评估参数:
高质量的象征:

高质量的象征
参数
描述
例子
ISO 15415.
目标数据处理机

轴向不均匀性

沿符号的主要轴的偏差量





象征的对比

光和暗象征元素之间的反射率差异




细胞的对比

明暗符号元素之间的灰度值差异




调制

光和深符号元素的反射率差异




细胞调制

符号元素灰度值的偏差




Decodability

按照参考解码算法的粘性





固定模式的伤害

对安静区、查找器图案或时钟图案的破坏





网格不均匀

网格交叉口的偏差量





最小反射率

光线元素的最小反射率




反射边缘

与全局阈值相比,每个模块正确区分的程度




未使用的错误纠正

剩余的纠错可用





印刷增长

元素尺寸的变化可能阻碍可读性


仅供参考

验证等级
条形码由条形码验证器和机器视觉系统等验证设备进行分级,这些设备为上述每个评价参数的条形码分配0-4/A-F值。条形码的总体等级是由每个参数的最差结果决定的,所以条形码总是和它的最差参数一样好。一般情况下,a、B或C级的条形码被认为是可接受的质量,而D或F级则表示条形码标记或打印不佳。使用某些设备,D或F级的条形码在您的系统中仍有可能可读,但如果没有验证,则无法保证相同的条形码在您的供应链的其他点、不同的设备或您的客户也可读。通过验证条形码是否符合公认的条码质量标准,如ISO或AIM提出的标准,这不再是条形码可读性的问题,而是一个特定的阅读器读取某一等级的能力的问题。
使用autovision验证
Microscan机器视觉软件为文本质量验证(光学字符验证或OCV)和条码质量验证提供了强大的工具。通过其直观的用户界面,AutoVISION可以方便地设置离线验证和生产中产品的在线验证。使用AutoVISION和高性能的智能摄像头和照明,您可以建立一个完整的验证系统,以确定条码质量的过程控制和真正的条码验证,包括符合三个公布的条码质量标准:

瞄准DPM Iso 15415 15416

通过特定条形码质量标准所需的每个参数,通过AutoVision用户界面提供清晰和简洁的值,为1D级和2D条形码提供。AutoVision为每个参数分配0-4 / a-f到条形码,然后条形码接收整个等级以满足质量标准。

使用Microscan的AutoVision Machine Vision软件对AIM DPM质量标准进行验证数据矩阵2D条形码。

AutoVISION中的默认参数预先设置为根据发布的条形码质量标准(ISO 15415、ISO 15416和AIM DPM)对条形码进行分级,但可以在AutoVISION符号质量验证工具中进行调整,以启用只能满足特定应用程序标准的条形码的过程控制分级。


验证评估参数在Autovision Symbol质量验证工具中调整到级条形码以进行内部过程控制。

Microscan满足验证需求
从2D条形码验证器到完整的、可扩展的机器视觉系统(如AutoVISION), Microscan提供一系列产品,以确保自动化系统在高质量和符合标准的条形码下运行在峰值性能。为满足质量控制或全球标准的工程师,Microscan提供项目评估,以找到正确的条码验证解决方案的任何项目。