Kontrola procesu produkcyjnego i pakowania – case study z wykorzystaniem Smart Camery BVS firmy Balluff

Optymalizacja procesów produkcji to określenie, które zawiera w sobie wiele różnych elementów. Jednym z nich jest ciągłe dążenie do minimalizowania strat, spowodowanych wadliwym pakowaniem produktów czy niewłaściwym sortowaniem. Rozwiązania niwelujące tego typu problemy powinny być kompleksowe i proste w obsłudze – zwłaszcza po to, by nie spowalniały procesów produkcyjnych oraz nie generowały dodatkowych kosztów związanych z ich obsługą czy konserwacją.

Jedną z branż, która poszukuje narzędzi do szczegółowej kontroli procesu produkcyjnego, jest branża wyrobów medycznych. W jej przypadku szczególną uwagę przywiązuje się do wykrywania i eliminacji błędów w trakcie produkowania i pakowania leków czy suplementów. Firma Balluff wychodzi naprzeciw potrzebom firm farmaceutycznych, oferując inteligentną inspekcję przebiegu procesu wykorzystującą do tego celu zaawansowaną, inteligentną kamerę. Smart Camera BVS pozwala m.in. na odczyt kodów kreskowych, kodów 2D i zwykłego tekstu oraz realizację funkcji pomiarowych. Możliwe jest również sprawdzanie jasności i konturów obiektów oraz ich identyfikacja i wykrywanie – co jest szczególnie przydatne właśnie w branży produkcji medykamentów. W poprzednim artykule, dotyczącym zakresu działania Smart Camery BVS, szczegółowo zostały opisane możliwości, jakie daje omawiane urządzenie. W tym opracowaniu znajdzie się przykładowa aplikacja, w ramach której będzie można prześledzić realne etapy wizyjnej kontroli jakości w przypadku produkcji i pakowania tabletek. Jakim wyzwaniom musi sprostać urządzenie zastosowane do wizyjnej kontroli jakości?

Wyzwania postawione przed Smart Camerą Balluff

Optymalizacja procesów produkcji oraz ich kontrola to ogromne wyzwanie dla producentów rozwiązań z zakresu automatyki przemysłowej. Takie wyzwania stawia również branża farmaceutyczna – choćby w przypadku kontroli kompletności blistrów tabletek, opuszczających fabrykę. Pierwszym zadaniem, jakiemu sprostać musi wybrane do implementacji rozwiązanie, jest efektywne wykrywanie błędów oraz ich eliminacja w procesie produkcji. W przypadku branży farmaceutycznej, chodzi przykładowo o wychwycenie pustych miejsc w blistrze, który nie nadaje się do zapakowania. Wykrycie takich błędów w kluczowym momencie pozwala uniknąć przestojów czasowych, związanych z zatrzymaniem całej linii i usuwaniem blistra oraz pomyłek w trakcie wkładania niekompletnych blistrów do opakowań.

Drugie wyzwanie, stawiane przed omawianym rozwiązaniem z zakresu automatyki przemysłowej, to jego sprzęgnięcie z innymi elementami linii produkcyjnej – maszynami i robotami. Dzięki połączeniu urządzeń przeznaczonych do wizyjnej kontroli jakości oraz elementów wykonawczych w ramach jednego, zautomatyzowanego systemu, zniwelowana zostaje konieczność kontroli pracowników. Z tym aspektem ściśle łączy się również zapewnienie jak największej bezobsługowości całego procesu, w celu zminimalizowania kosztów, takich jak specjalistyczne szkolenia pracowników. Zastosowane rozwiązanie musi w końcu sprostać wyzwaniu, jakim jest kontrola procesu produkcyjnego w trudnych warunkach – ze względu na nikłe oświetlenie, wysoką temperaturę bądź zapylenie. W jaki sposób Smart Camera Balluff odpowiada na wszystkie te potrzeby?

Optymalizacja procesów produkcji z wykorzystaniem Smart Camery BVS

Opisana poniżej aplikacja, zliczająca liczbę tabletek w opakowaniu, weryfikuje jego zawartość, gwarantując tym samym wysoką sprawność procesu. Jednocześnie jest doskonałym przykładem jednej z wielu możliwości prezentowanego urządzenia.

Kontrola zawartości blistra pod kątem liczby tabletek jest ostatnim etapem produkcji w przypadku omawianej aplikacji. W momencie, w którym blister znajduje się w obszarze pola widzenia Smart Camery BVS, dokonuje ona detekcji tabletek z danego programu inspekcji, po czym następuje dynamiczne zliczanie ich liczby. Jeśli nie jest ona zgodna z wymaganą, urządzenie wysyła sygnał do sterownika PLC, który załącza zdmuchiwarkę i niepoprawny blister zostaje usunięty z linii produkcyjnej. Orientacja obiektów nie musi być sztywno ustalona – dopóki obiekt znajduje się w polu widzenia Smart Camery, liczba jest zliczana niezależnie od kąta położenia blistra. Gdy podczas procesu produkcji następuje zmiana typu tabletek, sterownik inicjalizuje zmianę programu urządzenia na dostosowany do danego rodzaju wyrobu. Wszystko odbywa się przy użyciu sieci Profinet, która gwarantuje dostęp do danych (np. aktualnego numeru inspekcji). Dzięki takiemu trybowi pracy Smart Camera staje się „okiem robota” – system jest więc kompletny i niweluje konieczność udziału pracowników w sortowaniu blistrów i zdejmowaniu wadliwych egzemplarzy z linii produkcyjnej.

Duża liczba wymiennych obiektywów pozwala na umieszczenie Smart Camery BVS nad badanym obiektem na wysokości nawet do kilku metrów, zapewniając przy tym optymalne pole widzenia. Przy odpowiednim oświetleniu kamera jest w stanie rozpoznać obiekty o zmiennej wielkości i odmiennych kształtach. Używane są do tego różnego rodzaju oświetlacze: pierścieniowe, liniowe, typu Backlight i inne. Emitują one światło czerwone, białe lub podczerwień. Oznacza to, że urządzenie może pracować w różnych warunkach oświetleniowych, a akcesoria gwarantują świetną jakość inspekcji. Za pomocą prostego, intuicyjnego interfejsu użytkownika programujemy kamerę pod konkretny typ tabletek. Aby to zrobić, wystarczy połączyć kamerę z komputerem za pomocą przewodu Ethernet. Tym sposobem, przez przeglądarkę uzyskuje się dostęp do interfejsu BVS Cockpit, gdzie można obsługiwać wszystkie narzędzia. Smart Camera przechowuje do 100 programów inspekcji, dając bardzo szeroki wachlarz różniących się rodzajów analizy. Dzięki temu obsługa urządzenia jest bardzo łatwa i nie zajmuje wiele czasu.

Inteligentna kamera – korzyści z zastosowania

Oferowane przez firmę Balluff rozwiązanie daje nowe możliwości w obszarze automatyzacji procesów wytwarzania i kontroli procesu produkcyjnego. Inteligenta koncepcja interfejsu użytkownika zapewnia szybki dostęp do informacji, a prosta obsługa i sposób programowania umożliwia wykorzystanie zaawansowanych narzędzi przez użytkowników, którzy nie są ekspertami z dziedziny przetwarzania obrazu. Łatwość montażu i solidna obudowa gwarantują dużą elastyczność w budowie zaawansowanego systemu wizyjnego.

Oprócz tego, dzięki użyciu Smart Camery Balluff, zminimalizowana zostaje konieczność obsługi linii produkcyjnej przez pracowników – oznacza to zmniejszenie kosztów pracy, zredukowanie czasu kontroli, a także wyeliminowanie pomyłek. Z uwagi na prosty w obsłudze BVS Cockpit nie ma konieczności zatrudniania specjalistów z zakresu obróbki obrazu czy systemów wizyjnych, a szczelna obudowa gwarantuje odporność urządzenia na pracę w trudnych warunkach.