Recuento de pan y control de la cinta transportadora 100% precisos mediante videocámara

Cliente. Fábrica de pan en Europa. La empresa produce 60 tipos de pan y productos de panadería. Más de 1.000 personas trabajan en la planta. Los productos de la panadería se venden en cadenas minoristas de varias ciudades.

Tarea. Establecer un recuento preciso de panadería en la línea de producción e integrar el videocontador con la automatización del transportador para controlarlo.

Resultado. Camcontador cuenta los productos con un 100% de precisión y controla suavemente el brazo transportador.

Situación

Una fábrica ha estado utilizando cámaras de video para el conteo de productos durante varios años. La tecnología ayuda al operador a contar la cantidad de productos que han pasado por la cinta transportadora.

Por ejemplo, un lote de croissants se mueve por la línea. La tarea del contador es contar una cierta cantidad de croissants, digamos 40 unidades. Basándose en los datos del contador, el operador prepara los productos para el envío. Si se comete un error en el conteo, la fábrica tendrá problemas con la contabilidad de productos, y las tiendas encontrarán faltantes o excedentes de mercancía al recibirlos.

Conteo de productos con una cámara de video. El monitor muestra 2 líneas por las que se mueven los productos y la cantidad de productos contados. El contador de video utilizado era una tecnología obsoleta de otro proveedor, con cámaras analógicas e iluminación adicional en la cinta transportadora.

La tecnología funcionó durante mucho tiempo, pero el problema era que el contador antiguo cometía errores. Cuando los productos en la línea pasaban individualmente, el conteo funcionaba bien. Pero si los croissants estaban colocados perpendicularmente entre sí, o muy juntos, o los paquetes no estaban completamente cortados, el contador los omitía. La cantidad real de croissants que pasaban por la cinta transportadora era mayor que la que se mostraba en el monitor.

Hay 14 tipos de productos que pasan por una misma línea:

– 5 tipos de croissants (chocolate, leche condensada, fresa, caramelo, sándwich);

– 5 tipos de pan porcionado (centeno, avena, pan de papa, pan de trigo sarraceno, lino);

– 4 tipos de hojaldres (manzana, cereza, requesón, queso).

Con tal volumen de producción, a menudo ocurrían situaciones con excedentes de productos. Como resultado, el cliente comenzó a buscar una nueva forma de contar la producción, una forma más precisa y moderna.

Tarea

El cliente se acercó a nosotros para resolver 2 tareas al mismo tiempo:

1) Configurar un conteo preciso de productos de panadería;

2) Integrar el contador de video con el manipulador en el transportador para controlarlo.

La esencia de la integración: el contador cuenta 40 croissants y mueve la pala del manipulador, dirigiendo los siguientes productos al siguiente flujo del transportador. Después de contar otros 40 productos, el contador de video mueve la pala de nuevo y el ciclo se repite.

En la configuración del contador, debe ser posible cambiar la cantidad de productos que la pala va a separar. Dependiendo del tipo de producto, diferentes cantidades se empacan en cajas.

Solución

El cliente había estado utilizando un contador de video durante varios años, por lo que su pregunta principal era: Si el contador actual comete errores, ¿puede su tecnología contar los productos con un 100% de precisión?.

Nos enviaron varios videos para probar. Las grabaciones eran complicadas: turbias, borrosas, de baja calidad, con una imagen deslavada, con productos pegados. Estos resultaron ser los casos difíciles en los que el contador antiguo cometía errores.

Había luces brillantes colgando sobre la línea que iluminaban el cuadro. El cliente explicó que la luz extra era necesaria para un contador de video antiguo. (En contraste, el Camcontador no es intensivo en luz y puede contar productos casi en la oscuridad. El cliente más tarde retiró las lámparas adicionales).

Un cuadro de los videos de prueba enviados por el cliente. Material de baja calidad con una imagen turbia. Hay diferentes productos a lo largo de la línea. En su mayoría están dispuestos verticalmente, pero a veces los productos están dispuestos de manera diferente. El número 14 en la captura de pantalla es un ejemplo de una disposición no estándar: el producto está acostado diagonalmente. En tales casos, el contador antiguo cometía un error y pasaba por alto los productos.
El contador antiguo no contó dos paquetes de productos que se movían lado a lado en la cinta transportadora.
Los errores de conteo también ocurrían cuando los artículos seguían uno detrás de otro sin espacio, como si estuvieran pegados.
Si los productos se volvían y se movían de lado, tampoco se contaban.
Cuando los productos se colocaban cerca de la pared, el contador antiguo no los distinguía y los pasaba por alto.

A pesar de la baja calidad, entrenamos un algoritmo de conteo con los videos enviados. Nuestra tecnología contó correctamente los productos en todos los videos. Al cliente le gustó el resultado y comenzamos a implementar el conteo en la primera línea de transporte.

Los flujos se distribuyeron para ser capturados por diferentes cámaras

Al principio había una cámara encima de la cinta transportadora, capturando los cuatro flujos. Desde este ángulo, se veían claramente tres carriles. El cuarto carril era visible, pero parte de él estaba bloqueado por una pared compartida con el tercero. En este lugar había un punto ciego. La cámara no podía ver los productos en el cuarto flujo, que se desplazaban cerca de la pared, y el contador no podía contarlos.

La solución fue sencilla. El cliente colgó una segunda cámara para cambiar el ángulo de la cámara. Ahora la primera cámara capturaba los carriles 1 y 2, y la segunda cámara capturaba los carriles 3 y 4. De esta manera, todos los productos en todos los flujos se hicieron visibles.

Una cámara para las 4 líneas:

La cámara captura todos los carriles a la vez. Parte del carril 4 está oculto por una pared, por lo que los productos no eran visibles en el cuadro.

Dos cámaras

Una a la izquierda:

Después de instalarse la cámara adicional, la primera cámara comenzó a capturar los carriles 1 y 2.

Una a la derecha:

La segunda cámara comenzó a contar los productos en los carriles 3 y 4.

Cámaras de video mejoradas para imágenes más nítidas

Una línea de cinta transportadora funciona las 24 horas del día, con diferentes productos que se mueven a lo largo de ella durante todo el día. A veces la velocidad de la cinta aumenta, a veces disminuye.

Las cámaras de video del cliente capturaban video a 25 fotogramas por segundo. A alta velocidad de la cinta, los fotogramas se volvían borrosos y era difícil contar los productos, ya que la cámara no tenía tiempo de capturar los productos que pasaban por la cinta.

El problema se resolvió reemplazando las cámaras de video antiguas. Cuando el cliente instaló cámaras con una frecuencia de disparo de 30 fotogramas por segundo, la imagen se volvió más clara y la grabación más suave. Contar la producción se volvió más fácil.

Integramos el contador con el manipulador de la cinta transportadora

Para vincular el contador de video con la paleta de la cinta transportadora, se conectó un dispositivo modular de salida discreta a la computadora. El módulo era necesario para convertir las órdenes del contador en una señal comprensible para el actuador, la paleta.

El mecanismo de funcionamiento es el siguiente:

El programa del contador transmite señales a través del protocolo Modbus TCP → El módulo convierte las señales y las envía a la cinta transportadora a través de teclas de transistor de salida de 24 voltios → La paleta de la cinta se desliza hacia un lado.

Antes de conectar la automatización de la cinta transportadora, el cliente probó el rendimiento del mecanismo con lámparas de 24 V. El contador enviaba señales → El módulo las convertía y las transmitía a las lámparas → Las lámparas se encendían. Después de asegurarse de que todo estaba en orden, el dispositivo se conectó a la cinta transportadora.

La lógica de funcionamiento del contador es la siguiente:

Contar 40 productos en la línea 1 → Transferir la paleta a la línea 2 → Poner a cero el contador en la pantalla del operador → Contar 40 productos en la línea 2 → Transferir la paleta a la línea 1 → Poner a cero el contador en la pantalla del operador.

En la captura de pantalla a continuación, se puede ver cómo las paletas distribuyen los productos entre las líneas. Los productos se mueven a lo largo de la cinta de abajo hacia arriba a través de las entradas 1 y 2 (color azul). Las flechas rojas señalan las paletas. Los productos de la entrada 1 se distribuyen a las líneas 1 y 2 (color rojo). De la entrada 2, se distribuyen a las líneas 3 y 4 (color rojo).

Los productos se mueven de abajo hacia arriba y se distribuyen automáticamente por las palas.
2 flujos en la entrada y 4 flujos en la salida

Se ha añadido la selección de productos en la configuración del contador. El cliente necesita contar diferentes cantidades de productos para distintos productos. El tipo de producto se selecciona desde el menú y el contador entiende qué cantidad de productos debe contar antes de que se mueva la paleta.

Menú de selección de productos en la configuración del contador de video

El contador almacena estadísticas para cualquier período de tiempo. Los datos se pueden descargar en forma de gráficos o tablas de Excel. Sin embargo, para el cliente, este informe juega un papel secundario. La tarea principal del contador en la empresa es ayudar al operador a no cometer errores con la cantidad de productos en la cinta transportadora. Por lo tanto, a solicitud del cliente, mejoramos la interfaz del contador, por ejemplo, haciendo que la numeración en la pantalla del operador fuera más grande.

Nuestro videocontador carga informes para cualquier período de tiempo

Fuentes más grandes en la pantalla:

Hemos hecho el tamaño de la fuente del contador más grande para facilitar que los operadores de la cinta transportadora vean los números

Resultado

Después de instalar el videocontador en la primera línea, el cliente quedó satisfecho con el resultado. La precisión del conteo de productos es del 100%. El Camcontador cuenta los productos de panadería correctamente y no comete errores. La integración con el manipulador de la cinta transportadora funciona perfectamente.

La gestión de la panadería decidió ampliar el resultado e instalar videocontadores en 6 líneas de producción más. Reemplazar los viejos contadores por el CamContador es rentable: nuestra tecnología cuenta los productos con más precisión y cuesta entre 2 y 7 veces menos por cámara.

Hoy en día el contador analiza imágenes de cámaras en blanco y negro. No se necesita iluminación adicional ni otras configuraciones. El diseño y color del empaque pueden cambiarse – esto no afecta la precisión del conteo

Costo. El cliente no necesitó comprar computadoras para procesar el flujo de video. Las computadoras que trabajaban con el antiguo contador eran adecuadas. El costo total del proyecto fue estándar, el cliente pagó por la configuración de 2 zonas de conteo a tarifas habituales.

Se requirió un pago adicional para la integración del videocontador con el manipulador de la cinta transportadora. Tales mejoras requieren mucho esfuerzo: tenemos que averiguar qué y cómo integrar el contador, y cuánto tiempo se necesita. No podemos divulgar el monto total debido al acuerdo de confidencialidad (NDA).

Duración. El proyecto duró 2 meses. Gran parte del tiempo se dedicó a cuestiones técnicas: reemplazo de cámaras de video, entrega del módulo de salida discreta y su integración con el videocontador.

Equipo. De nuestro lado trabajaron 2 especialistas en el proyecto. El desarrollador – finalizó el programa e hizo la integración con el mecanismo de la cinta transportadora. El ingeniero – entrenó la red neuronal para reconocer los productos; para ello recopiló el mayor conjunto de datos de entre nuestros proyectos: 2425 imágenes.

Del lado del cliente había 1 especialista – el gerente de proyecto. Él resolvió todos los problemas rápidamente: desde los técnicos hasta los financieros.