生產過程中對飲料罐進行可靠的耐壓測試
每分鐘檢測 2,400 罐
當一罐飲料能完美地冒出氣泡時,這絕非偶然。這正是尖端科技以極速運轉的成果。透過探討飲料業中速度最快的品質控制系統之一,我們將了解 AT Sensors 與 EVT Eye Vision Technology 如何共同開發出一套 3D 檢測解決方案,該方案目前在全球範圍內每天可靠地檢測數百萬罐飲料。
渦輪模式下的填充檢測
打開飲料罐時,那決定性的聲音是什麼?正是「嘶」的一聲!這不僅代表新鮮,更重要的是品質的保證。 然而,罐子能否發出正確的嘶嘶聲絕非偶然,這取決於精確的灌裝量與正確的灌裝壓力。為了驗證灌裝量與灌裝壓力是否符合規定標準,AT Sensors(AT)與 EVT Eye Vision Technology GmbH(EVT)攜手合作,為全球領先的灌裝機製造商 FILTEC 開發了一套應用方案,該方案透過 3D 掃描技術對飲料容器進行檢測與評估。 該系統以驚人的速度實現全天候運作:每秒 40 罐、每分鐘 2,400 罐、每日 350 萬罐。
這僅僅是其中一台灌裝機的運作頻率,而這類機器每天都在美國由世界知名的飲料製造商所使用。 然而,讓這款專為飲料產業開發的應用如此特別的,不僅僅是其高頻率。由於多年來運作極為成功,FILTEC 近期再次訂購了數百台 3D 雷射輪廓測量儀,用以配備數百台新的灌裝機;如今,這些設備不僅受到美國飲料製造商的青睞,更已擴及全球市場。
高速掃描
靈活的位置識別
簡單的改編


挑戰:每秒檢測 40 罐
然而,要開發這項應用,首先必須克服多項挑戰。EVT 與 AT Sensors 必須運用創新的影像處理技術,在僅有兩公尺長的輸送帶上,以每秒 40 罐的最高速度進行檢測。這不僅是評估罐體的問題,還必須在罐體的充填壓力與充填量未達指定標準時,將該飲料容器剔除。 「這款罐體檢測系統最突出的特點在於其驚人的速度與極高的精準度。在開發過程中,我們首要的任務是確保數據的準確性,並確保能正確剔除不合格的罐體。畢竟,這台機器是全天候不間斷運轉的,因此可靠性扮演了決定性的角色,」EVT 總經理 Michael Beising 解釋道。在此背景下,EVT 與 FILTEC 隨後推薦 AT Sensors 作為感測器供應商。 「我們自 AT 成立之初便與其相識,當時 AT 便是全球開發出最令人印象深刻的 3D 雷射輪廓感測器的企業之一。因此,我們很快便意識到,這正是罐體檢測的完美解決方案,」貝辛接著說道。
感測器的關鍵抉擇:3D 感測技術作為精準液位控制的基礎
AT 選擇採用 C6-2040CS-23-100 型號的緊湊型 3D 雷射輪廓測量儀來執行此應用。該測量儀每條輪廓具備 2,048 個測量點的分辨率,不僅精度極高,其每秒 25,000 條輪廓的驚人速度更令人印象深刻。 此機型的 100 公釐寬廣視場範圍亦值得一提。這使 3D 雷射輪廓感測器能靈活因應罐體在輸送帶上的位置。「除了採用頂尖技術外,客戶利益始終是我們的首要考量,因為我們在客戶關係中始終致力於建立長期合作。」 AT 銷售總監 Athinodoros Klipfel 博士表示:「2040 緊湊型感測器配備 GigE Vision 和 GenICam 3D 等標準介面。這意味著隨時都能透過即插即用原則,輕鬆且簡單地將此應用整合至任何新型灌裝機中。」 EVT 執行長 Michael Beising 補充道:「AT 在成為感測器製造商之前,曾擔任系統整合商多年。因此,AT 的同仁擁有豐富的專業知識,甚至在當時就確切知道哪些 3D 雷射輪廓儀最適合此應用。這意味著,要可靠地輸出精確的點雲——這始終是良好影像處理的基礎——所有先決條件都已具備。」
順帶一提,品質管理不善是促使該飲料製造商於2013年開發罐體壓力控制系統的關鍵因素。該公司曾多次面臨灌裝過程中因罐體表面出現異常凸起等問題而導致的停機狀況。為了徹底消除這些停機時間、優化檢測流程,並大幅提升罐體產量,該飲料製造商希望透過開發一套罐體印刷檢測系統,從而取得可觀的商業成果。 在交付終端客戶之前,FILTEC 對 AT 感測器進行了為期三個月的全天候運作測試,以確保該技術符合所有必要規格。
軟體解決方案:無需專業知識即可實現即插即用的影像處理
隨後,EVT 為該應用開發了軟體,實現了像素級的精確分析。對這家總部位於卡爾斯魯厄的公司而言,關鍵在於客戶無需具備任何影像處理知識即可使用該系統。相反地,目標是讓使用者只需啟動程式、選取幾個工具,機器便能立即開始運作。 「我們通常必須持續開發軟體,以跟上日益高速的處理器和生產流程。然而,在罐體檢測應用方面,情況恰恰相反。這些 3D 雷射輪廓儀與軟體配合使用多年來一直運行無誤,因此我們不希望對該應用進行任何變更,因為這可能導致整個系統必須重新通過認證,」Michael Beising 表示。
優勢:在 24 小時不間斷運作下,誤判率接近於零
事實上,這套系統運作得相當順暢,在正常運作下,每天最多僅有一罐因壓力問題而被剔除。 [這是指誤判,還是指每天僅有一罐會出現壓力問題?] 輸送帶上特別裝設了用於壓力控制的追蹤器,該裝置又與 3D 雷射輪廓儀相連。若該裝置傳輸的 3D 點雲數據偏離標準值,罐子便會在數毫秒內透過壓縮空氣從輸送帶上移除。
結論:適用於全球飲料產業的可擴展式在線檢測
FILTEC 的罐體檢測系統展現了現代影像處理技術如何在全天候不間斷運作中,將品質保證提升至全新境界。 該應用系統兼具極致速度、絕對可靠性及無縫的即插即用整合能力。這不僅能確保產品品質的一致性並將停機時間降至最低,更為飲料產業打造出可擴展且適用於全球的解決方案。FILTEC 再次下達的大額訂單,充分證明了以永續、穩定夥伴關係為基礎的合作模式成效卓著,如今亦有眾多其他飲料製造商正從這套高效應用系統中獲益。








