Penelitian tentang deteksi botol bir yang rusak secara online

1. Situasi Dasar Deteksi Online

Saat ini, perusahaan produksi bir semakin menekankan kualitas produk, dan semakin banyak perusahaan yang menggunakan berbagai peralatan deteksi otomatis pada lini produksi pengisian untuk meningkatkan keandalan inspeksi. Metode tradisional untuk memeriksa botol kosong di lini pengisian adalah inspeksi cahaya manual. Namun, pada lini pengisian berkecepatan tinggi modern, karena kelelahan visual dan alasan lainnya, hanya mengandalkan deteksi cahaya manual tradisional tidak dapat menjamin keandalan. Selain itu, dua bagian penting botol bir—leher botol dan dasar botol—tidak dapat diperiksa, yang menyebabkan botol cacat (misalnya, botol bocor atau terkontaminasi di bagian bawah) beredar di pasaran, yang merusak citra perusahaan.

2. Persyaratan Dasar Deteksi Online

Saat ini, negara-negara asing memiliki sistem deteksi daring yang relatif matang berdasarkan teknologi pemrosesan gambar, dengan banyak produk yang sudah beredar di pasaran, seperti sistem MIHO Jerman, sistem HEUFT, dan sistem OMNIVISIONI dari INDUSTRIAL DYNAMICS COMPANY, LTD yang berbasis di AS.

Saat ini, sebagian besar produsen bir di Tiongkok sedang mengembangkan lini produksi yang melebihi 40.000 botol per jam. Dengan kecepatan seperti itu, mengandalkan inspeksi manual menjadi sangat sulit, sehingga menciptakan kebutuhan mendesak akan peralatan deteksi daring untuk botol kosong. Namun, produk asing mahal dan sulit dirawat, sehingga harganya menjadi sangat mahal bagi sebagian besar pabrik bir skala kecil dan menengah.

3. Tujuan Deteksi Online

Berdasarkan analisis model mesin asing dan kebutuhan serta kemampuan teknologi usaha kecil dan menengah di Tiongkok, tujuan berikut untuk deteksi daring telah ditentukan:

3.1 Modul Deteksi Online:

Modul dasar mencakup deteksi leher botol dan dasar. Modul tambahan, seperti deteksi dinding dalam dan luar, dapat dicadangkan untuk penggunaan di masa mendatang.

3.2 Kecepatan Deteksi Online:

Untuk botol dengan diameter leher 64 mm, persyaratan kecepatan adalah 42.000 botol per jam.

3.3 Resolusi Deteksi Dasar Botol dan Tingkat Penolakan:

Untuk botol yang tidak bertanda dan tidak dipakai:

Bila ukuran cacat 2,5 mm × 2,5 mm, tingkat penolakannya adalah 98%.

Bila ukuran cacat 3,0 mm × 3,0 mm, tingkat penolakannya adalah 99%.

Untuk botol yang bertanda, usang, berwarna gelap, atau memiliki perbedaan warna:

Bila ukuran cacat 3,5 mm × 3,5 mm, tingkat penolakannya adalah 98%.

Bila ukuran cacat 4,0 mm × 4,0 mm, tingkat penolakannya adalah 99%.

Sistem dapat memproses botol berwarna campuran atau gelap.

4. Solusi Deteksi Online

4.1 Solusi yang Diusulkan:

Solusi 1: Membeli sistem visi mesin asing secara langsung dan mengembangkan perangkat lunak khusus berdasarkan sistem tersebut. Solusi ini memiliki kecepatan pengembangan yang tinggi, tetapi sistem visi mesin mahal, dan biaya registrasi perangkat lunak harus dibayarkan untuk setiap sistem yang diproduksi. Selain itu, hanya sedikit sistem yang ada yang dapat memenuhi persyaratan kecepatan, sehingga solusi ini tidak praktis.

Solusi 2: Mengadopsi sistem kontrol hierarkis, dengan komputer kontrol industri untuk kontrol dan manajemen tingkat atas, dan sistem berbasis chip DSP untuk akuisisi dan pemrosesan gambar. Meskipun siklus pengembangannya panjang, dan solusi ini didasarkan pada algoritma yang sepenuhnya matang, solusi ini lebih cocok sebagai arah masa depan, tetapi ditunda untuk saat ini.

Solusi 3: Gunakan kartu akuisisi gambar dan komputer kontrol industri dengan perangkat lunak kontrol yang dikembangkan sendiri. Beberapa sistem digunakan untuk memenuhi persyaratan kecepatan pemrosesan. Solusi ini secara ekonomis, teknis, dan praktis lebih cocok untuk usaha kecil dan menengah. Beberapa pabrik bir telah berhasil menerapkan pendekatan ini, menjadikannya solusi yang dipilih.

4.2 Alur Kerja Deteksi Online:

Botol kosong yang akan diuji dikirim melalui sabuk konveyor. Ketika mencapai botol campuran dan sumber cahaya kompensasi perbedaan warna, lampu akan berkedip, dan botol campuran serta sensor perbedaan warna akan mendeteksi cahaya yang ditransmisikan. Hasilnya dikirim ke sirkuit kompensasi perbedaan warna, yang akan menyesuaikan kecerahan sumber cahaya untuk deteksi dasar botol. Ketika botol kosong mencapai posisi deteksi dasar botol, lampu akan berkedip, dan rana akan terbuka. Sistem pencitraan akan menangkap gambar, yang kemudian dikirim melalui kartu akuisisi gambar ke komputer dasar botol untuk diproses. Jika terdeteksi adanya cacat, sinyal penolakan akan dikirim melalui kartu I/O 32-kanal. Sinyal ini diperkuat dan digunakan untuk mengendalikan mekanisme penolakan, mendorong botol yang cacat keluar dari konveyor. Proses yang sama diterapkan untuk deteksi leher botol.

Komputer kontrol utama untuk deteksi dasar dan leher berkomunikasi melalui port serial untuk memastikan koordinasi sistem. Kedua sistem menggunakan layar sentuh yang sama untuk tampilan dan pengoperasian, dan sirkuit pengalih melengkapi peralihan antara kedua sistem.

4.3 Prinsip Kerja Modul Pemrosesan Leher Botol dan Bawah:

4.3.1 Deteksi Kemacetan:

Perangkat pencitraan khusus digunakan untuk menyinari permukaan segel leher botol dengan lampu kilat. Leher botol yang sempurna dan tidak rusak akan memantulkan cahaya sebagai cincin yang halus dan utuh. Jika cincin tersebut rusak (melalui retakan), atau tepi bagian dalam cekung (kerusakan pada tepi bagian dalam), atau tepi luar cembung (kerusakan pada tepi luar), maka cincin tersebut akan terdeteksi. Pengguna dapat menentukan tiga nilai ambang batas untuk tingkat keparahan kerusakan, deformasi cekung, atau cembung. Sistem akan membandingkan ukuran cacat aktual dengan ambang batas yang telah ditetapkan untuk memutuskan apakah botol akan ditolak. Untuk menghindari kesalahan penilaian akibat kemiringan botol, modul ini juga dilengkapi fungsi pelacakan otomatis untuk posisi leher botol.

4.3.2 Deteksi Dasar Botol:

Pertama, citra skala abu-abu yang diperoleh oleh kartu penangkap gambar dibinerisasi. Metode statistik kemudian diterapkan untuk menghitung ukuran kontaminan independen. Ukuran-ukuran ini dibandingkan dengan ukuran yang dapat diterima yang ditentukan pengguna untuk memutuskan apakah botol tersebut akan ditolak.

5. Kesimpulan

Dengan menggunakan kartu akuisisi gambar dan komputer kontrol industri multi-sistem, masalah pendeteksian botol bir cacat di lini produksi telah teratasi secara efektif dengan biaya yang relatif rendah, sehingga cocok untuk sebagian besar pabrik bir skala kecil dan menengah. Solusi ini juga menawarkan manfaat ekonomi yang baik.