Другие Проекты
Проект разработки “Фотосепаратор Альтами” для предприятий «Бритиш Американ Тобакко Россия» — это пример применения технического (машинного) зрения на производстве. С помощью камер и компьютерных алгоритмов технического зрения производится очистка некондиционного табака (табачной смеси) от инородных включений, различимых в оптическом диапазоне. Очищенный табак направляется на производство сигарет. Созданное компанией “Альтами” оборудование (фотосепаратор) имеет интерфейс для совместной работы с табачной машиной ITM Delphi, и действует в единой системе автоматизации контроля качества продукции.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Требования к оборудованию
Реализация проекта
Принцип действия
Спецификация оборудования
Состав программно-аппаратного комплекса фотосепаратора
Блок-схема установки фотосепарации на основе машинного зрения
Под инородными (нежелательными) включениями подразумеваются куски спрессованных фильтров белого цвета от сигарет, папиросная бумага и капсулы с ароматическими добавками, которые присутствуют в смеси как целые, так и в раздробленном виде. Капсулы могут быть разного цвета, но при этом отличаются от цвета табака.
Примечание: в процессе производства сигарет на табачных фабриках образуется некоторое количество (1% — 3%) некондиционной продукции (полностью или частично готовых сигарет, которые по тем или иным параметрам не допущены к выпуску). На фабриках имеется дорогостоящее оборудование по извлечению табака из таких бракованных сигарет для повторного направления в производство (например, машина ITM Delphi). Однако, в процессе переработки сигарет и извлечения табака, в табак попадают вышеперечисленные инородные включения, наличие которых не допускается в чистом кондиционном сырье. Перед производством стоит задача — очистить извлеченный табак от нежелательных включений, иначе весь брак придется утилизировать.
Работа установки основана на алгоритмах и аппаратных средствах машинного зрения применительно к производственным процессам. Фотосепаратор является установкой контроля сыпучих материалов.
Описываемый проект является дальнейшим развитием исследовательских работ в области машинного зрения по фотосепарации (очистке / удалению) инородных включений из табака для компании «Альтами». Отличие от первой версии проекта заключается в том, что помимо включений цветных ароматических капсул и их частиц, установка должна удалять из табачной смеси куски спрессованных фильтров и обрывки папиросной бумаги.
Поскольку сигаретные фильтры и папиросная бумага одного цвета (белого), то с точки зрения оптического метода обнаружения, они представляют из себя один объект, который необходимо удалить. Из-за этого число удаляемых фрагментов стало настолько большим (в извлеченном табаке присутствует очень большая плотность папиросной бумаги), что решение из первой версии с применением механической заслонки оказалось неработоспособным. Специалистам компании «Альтами» был разработан новый механизм быстрого и экономичного удаления обнаруженных включений сигаретных фильтров. Итогом проекта стал «Фотосепаратор Альтами версии 3» с пневматической системой удаления включений из табачной смеси, подаваемой в зону контроля в свободном падении.
Табачная смесь, содержащая инородные включения, от разделочной машины ITM Delphi по конвейеру поступает в распределительный бак для дальнейшей равномерной подачи в узел видеоконтроля в режиме свободного падения. Высокоскоростные камеры с помощью разработанного компанией «Альтами» программного обеспечения машинного зрения осуществляют поиск включений на основе нескольких одновременно работающих алгоритмов. В случае обнаружения нежелательного включения (мусора) определяется координата данного включения и подается сигнал на открытие соответствующего пневматического клапана для удаления (выдува соплом) найденного включения из табачной смеси в емкость для мусора. Скорость обнаружения и удаления нежелательных включений составляет единицы миллисекунд.
Используемые наработки из более ранних работ:
Разработки, которые потребовалось выполнить для реализации данного проекта:
Фотосепаратор табачной смеси обладает следующими характеристиками:
1. Сверхбыстрый алгоритм идентификации мусора со скоростью реакции менее 5 мс;
2. Общая производительность сортировки табака — не хуже 400 кг/час;
3. Индивидуальные алгоритмы, предназначенные для отбраковки характерных инородных включений;
4. Техническое зрение с оптикой высокого разрешения для поиска мусора размером не менее 1мм². Возможность увеличения разрешения согласно ТЗ заказчика;
5. Высокоскоростные воздушные клапаны и форсунки удаления найденных инородных включений;
6. Усовершенствованный узел сепарации с минимальной шириной воздушного потока 4 мм позволяет одновременно удалять тяжелые, длинные, легкие, обтекаемые и сверхмалые объекты;
7. Высокая плотность независимых воздушных форсунок позволяет:
8. Модульная конструкция, которая позволяет наращивать объем перерабатываемого сырья в зависимости от потребности заказчика;
9. Система самодиагностики узлов с выводом сведений на локальный контрольный монитор;
10. Система удаленного мониторинга неисправностей сервисной службой;
11. Примеры обрабатываемых посторонних включений:
Фото установки в цеху, показаны органы управления и контроля
1. Приемный бункер табачной смеси
2. Вибропитатель подачи табачной смеси
3. Блок видеокамер (3х высокоскоростных видеокамер с разрешением 5 МПикс)
4. Блок-плита форсунок (160х форсунок размером не более 5мм)
5. Плита разделения продукта
6. Рама установки
7. Емкость с очищенным табаком
8. Емкость с мусором
За дополнительной информацией по разработке систем машинного зрения в промышленности, пожалуйста, обращайтесь в компанию «Альтами».