由于采用了既經(jīng)濟(jì)又方便的視覺傳感器，本文介紹的這家知名的濃縮牛奶生產(chǎn)商成功地將各種不同的包裝箱準(zhǔn)確地送到相應(yīng)的分揀中心進(jìn)行分揀。這種視覺傳感器通過區(qū)分不同的顏色，可靠地消除了產(chǎn)品在最終包裝階段產(chǎn)生的混裝現(xiàn)象，從而省略了人工分揀的步驟。

Hochwald Nahrungsmittel-Werke公司擁有Borenmarke、Glücksklee等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和其他出口產(chǎn)品，公司在Weiding的工廠擁有五條生產(chǎn)線，產(chǎn)品有80g、170g、340g和410g四種包裝。最初該廠主要通過光柵檢測牛奶外包裝箱的高度和長度進(jìn)行產(chǎn)品分揀，但是隨著產(chǎn)品包裝的不斷多樣化，大約有18種不同尺寸、100多種款式的外包裝箱，僅僅通過尺寸進(jìn)行分揀已經(jīng)變得越來越困難。Hochwald公司的電氣工程經(jīng)理Markus Werkstetter說：“為了準(zhǔn)確地將各種包裝箱分送到不同的輸送帶上，并且不需要人工進(jìn)行干預(yù)，我們開始考慮采用一種盡可能經(jīng)濟(jì)高效且使用方便的系統(tǒng)，通過檢測所經(jīng)過的包裝箱的顏色進(jìn)行分揀。”

該公司最后決定采用西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)生產(chǎn)的SimaticMV220視覺傳感器。這種創(chuàng)新式彩色區(qū)域檢測傳感器綜合了強(qiáng)大的圖像處理技術(shù)和簡單、緊湊的傳感器技術(shù)，防護(hù)等級達(dá)到IP65，適合在要求較高的工業(yè)環(huán)境中使用。這種傳感器尺寸僅為113 mm×35 mm×90mm，進(jìn)行色彩區(qū)分的各種元件一應(yīng)俱全。最為重要的是，這種數(shù)碼相機(jī)配備了CMOS芯片，色彩分析的分辨率高達(dá)640×480像素，并且采用連續(xù)可調(diào)鏡頭，成像區(qū)域范圍為40mm×30mm~200mm ×150mm，檢測距離為50~250 mm。此傳感器還備有白色光源、激光對焦輔助裝置、簡單的操作和顯示單元，以及按鈕、顯示屏和LED指示燈，還集成有數(shù)字輸入和輸出，二者通過作用相當(dāng)于電源的M12連接器實(shí)現(xiàn)。該視覺傳感器可以“學(xué)會”16種不同的測試模型，經(jīng)過保存后可以自動檢測各種靜止或運(yùn)動的物體。

SimaticMV220包含進(jìn)行顏色檢測所需的全部組件

系統(tǒng)事先無需經(jīng)過復(fù)雜的編程操作即可進(jìn)行色彩檢測，采用手動對焦方式，對焦時(shí)通過圖像窗口中的兩個激光點(diǎn)幫助操作。傳感器的調(diào)整采用菜單操作方式，可借助于系統(tǒng)所提供的模板進(jìn)行。用戶所做的只是提供一個或多個OK模型，一旦傳感器記住了所有模型，就可以立即開始工作。為了檢測包裝箱的顏色或標(biāo)簽，Hochwald公司采用了平均測試密度為64色（總共有16~2048種顏色）的“Matching”測試類型進(jìn)行測試。需要檢測的顏色樣本（模型）由中央控制器指定，并通過設(shè)備的數(shù)字輸入傳輸至設(shè)備本身。

Markus Werkstetter說：“從滿足使用的角度看，目前只要能對顏色樣本進(jìn)行檢測并將檢測結(jié)果與隨后的幾何形狀掃描聯(lián)系起來就足夠了。”其中，配備有315-2DP CPU的SimaticS7-300中央處理器通過該信息可以清晰地、準(zhǔn)確無誤地確定包裝箱的形狀和顏色，隨之確定其送抵目的地。系統(tǒng)與 Simatic 控制器的連接通過視覺傳感器的數(shù)字輸入和輸出實(shí)現(xiàn)，并且通過Profibus總線分配至現(xiàn)場的ET 200 I/O站點(diǎn)。裝箱車間的本地操作和監(jiān)控通過SimaticTP170B觸摸屏進(jìn)行。

今后還將部署灌裝車間和分揀車間各自的自動控制系統(tǒng)之間的相互網(wǎng)絡(luò)連接，從而使加工過程變得更為透明。到那時(shí)，Hochwald公司就可以在包裝箱經(jīng)過時(shí)，通過數(shù)字輸入信號準(zhǔn)確無誤進(jìn)行相片拍攝。每條生產(chǎn)線（共五條）的處理速度可達(dá)每分鐘5~12箱，從而在理論上實(shí)現(xiàn)1箱/s的生產(chǎn)速度。實(shí)際上，通過制定科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃，可以最大限度地降低對紙箱尺寸和顏色的統(tǒng)一性的要求，而且每分鐘最高可檢測約40箱。在設(shè)計(jì)方面，MV220每秒鐘可拍攝30張照片，而這個數(shù)字并不影響其處理速度。