BİLGİSAYAR TABANLI YAPAY GÖRME TEKNİĞİYLE HATALI ÜRÜN TANIMA ve AYIRMA SİSTEMİ

UYGULANAN FİRMA :

Türk Henkel /İzmir

AMAÇ :

PRIL, VERNEL ve DIXI gibi çeşitli marka, boyut ve ambalaj tipinde sıvı temizlik kimyası ürünlerinin paketleme/kolileme öncesinde ambalaj kalite kontrolünü yaparak ambalajı hatalı ürünlerin sevkiyatını engelleyecek bir çözüme ihtiyaç vardır.
Hat sonlarında ürünlerin kolilere doğru sayıda ve doğru şekilde yerleştirilip yerleştirilmediği de kontrol edilmelidir.

TASARIM ve TEKNOLOJİ :

Sistem analizi çalışmalarımızda 175 ürün/dakika hızındaki hatta, ürünlerin ön ve arka yüzlerinde aşağıdaki kontrollerin gerçek zamanlı olarak yapılmasının gerekliliği ortaya çıkmıştır.

A) Kapak Kontrolleri

1. Kapak Var - Yok ve Doğruluk
2. Renk, boyut ve deformasyon
3. Kapanma (diş atma, az sıkma)

B) İki taraflı Şişe Gövde Kontrolleri :

1. Doğru renk ve doğru ürün
2. Deformasyon ve ezikllik
3. Tarih ve üretim bilgileri (Tek tarafta)

C) İki taraflı Etiket Kontrolleri :

1. Var-Yok ve doğruluk
2. Kalkma ve yırtılma
3. Dönerek ve/veya kayarak yapışma
4. Birden fazla etiket yapışması

D) Koli Kontrolleri :

1. Ürün sayısı
2. Ürün yerleşimi ve pozisyonları
3. Ürün kapaklarının varlığı ve doğruluğu

Ayrıca aşağıdaki işletme gereksinimlerinin de karşılanması gerekmektedir.

E) İşletme Gereksinimleri :

1. % 0.3 ölçüm hassasiyeti ve175 ürün/dakika kontrol hızı
2. Yeni ürünlerin kolay ve hızlı konfigürasyonu
3. Ürünlerdeki değişikliklere kolay ve hızlı adaptasyon
4. Ürün değişimlerine kolay ve hızlı uyum
5. Minimum bakım ve ayar gereksinimi
6. Yüksek güvenilirlik ve kullanım kolaylığı
7. Hiyerarşik kullanıcı organizasyonu
8. Çalışma ve hata analizi için raporlama
9. İstatistiki analaliz (SPC) alt yapısı
10. Tüm kontrolların web üzerinden ve/veya uzaktan kontroluna alt yapı uyumluluğu
11. Hatta ve işletme koşullarına yüksek uyum
12. Kolay erişilebilir Türkçe yardım menüsü

	1. Sistem kontrol kabini 2. Sistem bilgisayarı 3. Elektrik panosu 4. Ön kontrol kamerası 5. Arka kontrol kamerası 6. Aydınlatma sistemleri 7. Ürün girişi 8. Etiketleme makinası	9. Etiketleme üniteleri 10. Hatalı ürün konveyörü 11. Hatalı ürünü ayırma ünitesi 12. Ürün kolisi 13. Koli kontrol ünitesi 14. Hatalı koli ayırma ünitesi 15. Koli paletleme hattı 16. Hatalı koli hattı 17. Kumanda sinyalleri 18. Görüntü sinyalleri

Bilgi ve tecrübeleri ışığında bu tip karmaşık kontrollerin işletme gereksinimlerine de uygun olarak gerçekleştirebilecek doğru çözümün PC tabanlı yapay görme teknolojisi ile gerçeklenebileceğine karar veren E3TAM ArGe grubu sonuçta alanında Türkiye' de ilk, kapsam olarak da dünyanın önemli yapay görme projelerinden birini gerçekleştirmeyi başarmıştır.

Sistemimizde tüm kontroller için endüstriyel ışıklandırma, kamera ve optik düzenekler yardımıyla alınan ve frame grabber kartlarıyla sistem bilgisayarına aktarılan ürün görüntüleri kullanılmaktadır.
Sistemdeki 3 kamera da renkli olup yüksek hassasiyet ve hız gerektiren ürün kontrollerinde 2 adet Basler digital kamera, koli kontrolleri için ise 1 adet analog kamera kullanılmıştır.
Lenslerde optik ve mekanik mükemmeliyetleri nedeniyle Schneider Optics firması tercih edilmiştir.
Frame grabber ve giriş/çıkış kartları ile yazılım geliştirme ortamı olarak seçilen LabVIEW ise National Instruments firmasının ürünleridir.

Kullanıcı arabirimi, 3 paralel gerçek zamanlı yapay görme algoritması ve donanımların yönetimi yüksek bir sistem kaynağı gerektirmektedir. Bu nedenle bu çaptaki yapay görme projelerinde birden fazla bilgisayar kullanılarak görevlerin paylaştırılması sık karşılaşılan bir durumdur. Tasarımdaki optimizasyon, sistemin bir tek bilgisayar ile gerçeklenebilmesini sağlamıştır. Ancak sistemin zorlu işletme şartlarında sürekli devrede kalacağı da düşünülerek çift işlemcili bir sunucu kullanılmıştır
Projenin ışık, kamera bilgisayar gibi tüm bileşenleri uygun standartlardaki endüstriyel kabin ve muhafazalar içindedir.

ÇÖZÜM :

Yüksek ürün çeşitliliğine ve değişken hatalara sahip böyle bir proseste farklı hataları algılayacak algoritmalar kullanmak uzun işlem zamanı gerektirmesine rağmen yeterli başarımı sağlayamamaktadır. Bu nedenle sisteme hatalar yerine ideal ürünlerin tanıtılması ve hattaki ürünlerin ideal ürünle karşılaştırılması tercih edilmiştir. Ürün görüntüsü toplam 25 bölgeye ayrılarak incelenmekte ve her bölge için farklı hata toleransları kullanılmaktadır. Böylece hataların geri bildirimi ve hedeflenen kalite düzeyinde çalışma sağlanabilmektedir.

Yüksek matematik ve karmaşık algoritmaların kullanıldığı yapay görme sistemlerinin kullanım ve konfigürasyonlarının zor ve karmaşık olması uzmanlar arasında doğal karşılanmaktadır. Ancak kullanıcılar sahada birçok sorumlulukları olan operatörler olduğundan kullanıcı arabirimi ve farklı ürünler arasında geçiş son derece kolaylaştırılmıştır.

Sistemde OPERATÖR ve YÖNETİCİ olmak üzere 2 farklı kullanıcı modu tanımlıdır. Kullanıcıların organizasyonu, yeni bir ürünün tanıtılması, tanıtılmış bir üründe değişikliklerin yapılması, çalışma ve hata raporlarının kontrolü yöneticilerce yapılmaktadır. Opertörün ise sistemi devreye almak için çalışacağı ürünü seçerek 'çalıştır' butonuna basması yeterlidir.

Hattan ideal kalitede ürünler geçiyorken yeni bir ürünün tanıtılması, toplam 10 dakika süren 5 aşamada tamamlanabilmektedir. Bunlar :

Kolinin ve kolideki ürünlerin tanıtılması.

Otomatik olarak üretilen hata ve çalışma raporları ile prosesin izlenmesi ve denetimi için gerekli bilgiler sağlanmaktadır.
Kullanıcılar hazırlanan basit fakat etkin yardıma ihtiyaç duyduklarında rahatça erişebilmektedir.
Uygun maliyet ve ürün değişimleri sırasında minimum emek ve zamanla yeni ürüne adaptasyon hedeflendiğinden sistem üretim hatlarına entegre yapıda tasarlanmış ve kurulmuştur.

SİSTEMİN ÇALIŞMASI :

Görüntülerin alınması işlemi digital sensörlerle tetiklenmektedir.

E3TAM proje grubu mühendislerince geliştirilmiş, sunucudaki sistem yazılımımız, hattan geçen ürünleri toleranslar dahilinde ideal ürünle karşılaştırarak ön görülemeyen hata tiplerini bile yakalayacak şekilde tasarlanmış özgün bir algoritmaya sahiptir. Ürünlerin ön, arka ve koli kontrolünü eş zamanlı olarak yürütebilen sistemimiz %0.3 ölçüm hassasiyetiyle dakikada 175 ürünü kontrol edebilmektedir.

Hata durumunda operator bilgilendirilmekte ve ürün durum bilgileri gerekli raporlara ve istatiklere eklenmektedir. Ardışıl ve / veya periyodik hata durumlarında hat durdurularak operatore sorun ve yapılması gerekenler bildirilmektedir. Hatalı ürünler ise ayırma sistemine aktarılarak hattan alınmaktadır.

SONUÇ :

Tamamıyla Türk mühendisliğinin ürünü olan sistemimiz "Bilgisayar Tabanlı Görüntü İşleme Teknolojileri" ve her biri alanlarında kalitelerini ispatlamış dünyaca ünlü firmaların yazılım ve donanım ürünleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Yüksek teknolojili, yetenekli, genişleyebilir ve bütünsel çözümümüzle müşterimizin başarısının artımına ve sürekliliğine katkıda bulunmaktan onur duymaktayız.

UYGULAMA ALANLARI :

Elektronik, otomotiv, metalurji. ilaç ve her türlü talaşlı imalat gibi farklı sektörlerin ihtiyaçlarına göre uyarlanabilir yapıda geliştirilmiş sistemimiz bu şekliyle kimya, kozmetik, ilaç, kuru yada sıvı gıda gibi çeşitli sektörlerde; cam, karton ve plastik ambalajlı ürünlerde, kısaca paketleme ve ambalajlama endüstrisinde "Final Kalite Kontrol" amaçlı olarak kullanılabilir.
Tasarlanan bu ve benzer sistemlerimiz esnek mimari özelliği sayesinde güncellenebilme ve genişleyebilme özelliğindedir.

Projenin Genel Özellikleri :

Yapılması istenen tüm kontroller için. Dijital Kamera ve bu tip uygulamalar için özel tasarlanmış optik düzenekler yardımıyla alınan ve Endüstriyel frame grabber kartlarıyla sistem bilgisayarına aktarılan gerçek zamanlı ürün görüntüleri kullanılmaktadır. Görüntülerin hatasız ve zamanında alınma işlemi için bu işe özel olarak e3tam arge mühendislerince tasarlanan düstriyel ışıklandırma sistemi ve digital tetikleme sistemi kullanılmaktadır.

Tümüyle Üreticinin istekleri doğrultusunda tasarlanan sistem yazılımı, hattan geçen ürünleri toleranslar dahilinde ideal ürünle karşılaştırarak öngörülemeyen hata tiplerini dahi yakalayacak biçimde özgün bir algoritmaya sahiptir. Ürünlerin ön, arka ve koli kontrolünü paralel olarak yürütebilen sistem yazılımı kullanıcıya %0,3 ölçüm hassasiyetiyle dakikada yaklaşık 250 ürünü kontrol edebilme imkanı sağlamaktadır.Bu oran yaptığı işlevler açısından değerlendirildiğinde son derece yüksek bir performansa sahip olduğu ortadadır..

Hatalı ürünün yakalanmasıdurumunda operator bilgilendirilmekte ve ürün durum bilgileri gerekli raporlara ve istatistiklere eklenmektedir. Ardışıl ve / veya periyodik hata durumlarında üretim sistemi durdurularak operatore sorunun ne olduğu ve yapılması gereken işlem bildirilmektedir.
Hatalı ürünler ayırma sistemine aktarılarak hattan alınmaktadır.
Sistem öğrenebilme ve eğitilebilme yeteneğiyle donatılmıştır.
Hatalar raporlanabilmekte ve İstatistiki her türlü değerlendirmeye olanak vermektedir.
Sistem uzaktan izleme ve kontrol için internete bağlanabilme hazırlığına sahiptir.