Conteo de pan 100% preciso y control de cinta transportadora mediante cámara de video

Resumen

Cliente. Fábrica de panadería en Europa. La empresa produce 60 tipos de pan y productos de panadería. Más de 1000 personas trabajan en la planta. Los productos de la panadería se venden en cadenas minoristas en varias ciudades.

Tarea. Configurar un conteo preciso de productos de panadería en la línea de producción e integrar el contador de video con la automatización de la cinta transportadora para controlarla.

Resultado. CamContador cuenta los productos con un 100% de precisión y controla suavemente el brazo de la cinta transportadora.

Situación

La fábrica ha estado utilizando el conteo de productos con cámaras de video 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 cruasanes se mueve por la línea. La tarea del contador es contar una cierta cantidad de cruasanes, digamos 40 piezas. 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 mercancías al recibirlas.

La tecnología había funcionado durante mucho tiempo, pero el problema era que el contador antiguo cometía errores. Cuando los productos en la línea venían individualmente, el conteo funcionaba bien. Pero si los cruasanes estaban perpendiculares entre sí, o muy juntos, o los paquetes no estaban completamente cortados, el contador los omitía. El número real de cruasanes que pasaba por la cinta transportadora era mayor que el mostrado en el monitor.

Hay 14 tipos de productos que pasan por una línea:

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

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

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

Con tal volumen de producción, a menudo había situaciones con excedentes de mercancías. Como resultado, el cliente comenzó a buscar una nueva forma de contar la producción, una manera 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 la cinta transportadora para controlarlo.

La esencia de la integración: el contador cuenta 40 cruasanes y mueve la paleta del manipulador, dirigiendo los siguientes artículos al siguiente flujo de la cinta transportadora. Después de contar otros 40 artículos, el contador de video mueve la paleta hacia atrás y el ciclo se repite.

En la configuración del contador, debe ser posible cambiar el número de productos que separará la paleta. Dependiendo del tipo de producto, se empaquetan diferentes cantidades de productos en cajas.

Solución

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

Nos enviaron varios videos para probar. Las grabaciones eran complicadas: turbias, borrosas, de baja calidad, con imágenes desvaídas y productos pegados. Estos resultaron ser los casos difíciles en los que el contador antiguo se equivocaba.

Había luces brillantes colgadas sobre la línea que iluminaban el fotograma. El cliente explicó que la luz adicional era necesaria para el contador de video antiguo. (En contraste, CamContador no requiere mucha luz y puede contar productos casi en la oscuridad. El cliente luego retiró las lámparas adicionales).

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 la cinta transportadora.

Los flujos se distribuyeron para ser capturados por diferentes cámaras

Al principio, había una cámara sobre la cinta transportadora, capturando los cuatro flujos. Desde este ángulo, tres carriles eran claramente visibles. El cuarto carril era visible, pero parte de él estaba bloqueado por una pared compartida con el tercero. En ese lugar había un punto ciego. La cámara no podía ver los productos en el cuarto flujo que estaban 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:

Dos cámaras — una a la izquierda:

Una a la derecha:

Cámaras de video mejoradas para imágenes más fluidas

Una línea de cinta transportadora funciona 24 horas al día, con diferentes productos moviéndose a lo largo de ella durante todo el día. A veces, la velocidad de la cinta se acelera, a veces se ralentiza.

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

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

Integramos el contador con el manipulador de la cinta transportadora

Para vincular el contador de video y la paleta de la cinta transportadora, se conectó un dispositivo de salida discreta modular al ordenador. El módulo era necesario para convertir los comandos del contador en una señal comprensible para el actuador, la paleta.

El mecanismo de operación 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 mediante llaves de transistor de salida de 24 voltios → La paleta de la cinta transportadora 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. Tras asegurarse de que todo estaba en orden, el dispositivo se conectó a la cinta transportadora.

La lógica del 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 por 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, a las líneas 3 y 4 (color rojo).

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

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 sea más grande.

Fuentes más grandes en la pantalla:

Resultado

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

La dirección de la panadería decidió escalar el resultado e instalar contadores de video en 6 líneas de producción adicionales. Reemplazar los contadores antiguos con CamContador es rentable: nuestra tecnología cuenta los productos con mayor precisión y cuesta de 2 a 7 veces menos por cámara.

Costo. El cliente no necesitó comprar ordenadores para procesar el flujo de video. Los ordenadores que funcionaban con el contador antiguo eran adecuados. El costo total del proyecto fue estándar, el cliente pagó por configurar 2 zonas de conteo a tarifas habituales.

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

Duración. El proyecto duró 2 meses. Una cantidad considerable de tiempo fue ocupada por problemas técnicos: reemplazo de cámaras de video, entrega del módulo de salida discreta y su integración con el contador de video.

Equipo. De nuestro lado, 2 especialistas trabajaron en el proyecto. Desarrollador: finalizó el programa e hizo la integración con el mecanismo de la cinta transportadora. Ingeniero: entrenó la red neuronal para reconocer productos; para este propósito, recopiló el conjunto de datos más grande entre nuestros proyectos: 2425 imágenes.

Por parte del cliente, había 1 especialista, el gerente de proyecto. Resolvió todos los problemas con gran rapidez: desde técnicos hasta financieros.