Czujnik laserowy dla linii produkcyjnej puszek z aerozolem

Integrator systemów adaptuje dla wytwórcy produktów czyszczących specjalny model lasera do celów wykrywania uszkodzeń produktów umieszczonych w kontenerach na puszki z aerozolem. Skuteczność w wykrywaniu uszkodzeń osiąga 99%.
Firma PDM TECHNOLOGY, integrator systemów z zakresu automatyzacji z Detroit, stanęła przed trudnym wyzwaniem. Główny wytwórca produktów czyszczących poszukiwał wszechstronnego systemu testującego i kontrolnego dla linii produkcyjnej pakującej różne rodzaje produktów w puszkach aerozolowych. Dużym problemem były różnice między poszczególnymi rodzajami pojemników i zamknięć, a także surowe warunki środowiskowe. Ponadto, nowy system miał zmniejszać czasy przestoju i programowania. System kontrolujący zastąpiłby system wizyjny w odcieniach szarości umieszczony w miejscu gdzie ładowane są puszki do otwartego kontenera transportowego. Musiał on wykrywać uszkodzenia i wady takie jak brakujące puszki, wypaczone nasadki, puszki odwrócone do góry dnem, czy puszki wysunięte lub nieprawidłowo umieszczone w kontenerze.

Poprzedni system czasami pracował prawidłowo. Jednakże, problemy zaczynały się wtedy, gdy zmieniały się rozmiary lub kolory produktów lub nasadek, czasem tylko dlatego, że sposób produkcji nieznacznie się różnił. Jako, że system ten był podatny na zmiany w środowisku w jakim pracował, czyli przykładowo na zmianę światła naturalnego, często działał nieprawidłowo. Prowadziło to do kilkugodzinnych okresów przestoju przeznaczonych na przeprogramowanie urządzeń.

Firma PDM zwróciła się do korporacji LASER MEASUREMENT INTL. (mającej swoją siedzibę w Southfield), gdyż korzystała już wcześniej z czujników tejże firmy. Korporacja LMI zaleciła zastosowanie lasera liniowego L1, trójwymiarowego, bezkontaktowego urządzenia umożliwiającego produkcję 60 różnych profili pojemników na sekundę. "Gdy tylko zakończyliśmy testowanie tego detektora wiedzieliśmy, że złagodzi to większość problemów poprzedniego systemu kontrolującego", mówi David Baker, przewodniczący firmy PDM. "Nasz zestaw oprogramowania współpracuje bardzo dobrze z czujnikami LMI. Może to być wielkie wyzwanie dla producentów czujników". Główną zaletą czujników laserowych L1 jak i elementów, które zwykle utrudniały prawidłową pracę systemu wizyjnego jest ich stabilność niezależna od zmian w środowisku pracy. Ta zwiększona precyzja współgra ze skróceniem czasu przestoju przeznaczanego na ponowne programowanie urządzenia. System L1 jest nie tylko prostszy ale także szybciej można go przeprogramować. Operator systemu po prostu wybiera zaprogramowaną wcześniej kategorię produktu i kalibruje przyrządy przepuszczając trzy prawidłowo ułożone kontenery puszek przez czujnik. System sam oblicza wymagane parametry i rozpoczyna rzeczywistą kontrolę braków przy czwartym kontenerze. Czujnik, umieszczony tuż nad przenośnikiem kontenerów, dokonuje ich skanowania. Odrzucone kontenery są przesuwane na bok, aby problemy mogły zostać usunięte i aby można było umieścić wadliwą wcześniej partię produktów ponownie na linii produkcyjnej. Jednocześnie system zmniejsza ryzyko uszkodzenia zgrzewarki kontenerów, jak również zapobiega wysłaniu wybrakowanych kontenerów, a co za tym idzie - skarg i zażaleń potencjalnych odbiorców. Czujnik zaprojektowano dla kształtów o wysokiej rozdzielczości w różnych konfiguracjach. Każda z trzech głowic skanujących posiada 120-stopniowy kąt widzenia umożliwiający uzyskanie optymalnego wyniku pomiaru. Trzy głowice skanujące tworzą razem trójwymiarowy obraz, który podlega dalszym pomiarom. W praktyce, z czujnika w kierunku badanej powierzchni wysyłany jest stały strumień światła. Kiedy światło dociera do powierzchni - rozprasza się we wszystkich kierunkach. Czujnik odbiera część rozproszonego światła i odwzorowuje kształt skanowanego obrazu. Pozwala to na wygenerowanie kształtu, który jest następnie porównywany ze wzorcem zapamiętanym wcześniej podczas procesu kalibracji.

W rezultacie, jak mówi Baker, jest to system, który wykrywa 99% braków i uszkodzeń, przy jednoczesnym drastycznym obniżeniu czasu przestoju potrzebnego na ponowne programowanie systemu.