سیستم کنترل کیفی شیشه مبتنی بر بینایی ماشین

کنترل کیفی شیشه در خطوط تولید این محصول ظریف و حساس، از لحاظ افزایش رقابت پذیری محصول تولیدی در بازار هدف بسیار حائز اهمیت است. وجود هر گونه عیب در سطح و ساختار این محصول، باعث ارائه محصولی با مشخصه های ظاهری نامناسب می شود که باعث کاهش تمایل مشتری در تهیه آن محصول خواهد شد. وجود حباب، جسم خارجی، اعوجاج، شکستگی و … از جمله مواردی است که در فرآیند تولید شیشه امکان رخ دادن آنها وجود دارد. بازرسی چشمی توسط اپراتور برای بررسی این موارد در حین فرآیند تولید همواره دارای مشکلات زیادی از جمله عدم امکان بررسی پیوسته و دائمی محصول، عدم امکان رویت تمامی ایراد توسط چشم انسانی، خستگی اپراتور انسانی و … می باشد که بایستی این روش با یک سیستم خودکار دارای جایگزین شود. در این سیستم با استفاده از تکنیک های هوش مصنوعی و پردازش تصویر، بدون دخالت انسان از سطح شیشه های عبوری تصویر برداری شده و براساس پردازش تصاویر بدست آمده نتیجه وضعیت برخط سطح شیشه به سیستم مرکزی ارسال می شود. سرعت و دقت بازرسی بسیار بالا در حین فرآیند تولید از مهمترین ویژگی های این سیستم می باشد.

ساختار سیستم

این سیستم وظیفه بازرسی برخط و کامل شیشه بر روی خط تولید را بر عهده دارد که این وظیفه را با تصویر برداری از شیشه و استفاده از تکنیک های پردازش تصویر و بینایی ماشین انجام می دهد. این سیستم بدون هیچ گونه دخالتی در روند تولید شیشه، ایرادات موجود بر روی شیشه را شناسایی کرده و آنها را به سیستم کنترل مرکزی گزارش خواهد نمود. سیستم مرکزی بر اساس این گزارشات و بر حسب حجم  و شدت ایرادات موجود در نواحی مختلف شیشه، در ادامه روند تولید (به خصوص در فرایند برش و طبقه بندی محصول بر اساس درجه کیفیت) تصمیمات مناسب اتخاذ می کند. سیستم پیشنهادی قادر خواهد بود ایرادات متداول موجود در روند تولید شیشه را شناسایی نماید. این ایرادات شامل موارد موجود در داخل شیشه (حباب، جسم خارجی، مواد مذاب نشده)، موارد مربوط به سطح شیشه (خراش، لکه، اثر انگشت)، موارد مربوط به کیفیت تولید (اعوجاج،  ream) و همچنین شکستگی کلی خواهد بود. تصویر زیر نمونه ای از این ایرادات را نمایش می دهد.

ارسال گزارش ایرادات به سیستم مرکزی، به صورت برخط و دقیقاً در لحظه مشاهده خطا توسط سیستم، انجام می پذیرد. این گزارشات بر اساس استاندارد ارتباطی موجود در واحد تولیدی خواهد بود و شامل موقعیت، اندازه، نوع و شدت ایرادات می باشد. موقعیت گزارش داده شده به سیستم مرکزی بر اساس اطلاعات موقعیتی دریافتی از سیستم مرکزی خواهد بود. سیستم کنترلی مرکزی، سیگنال های تصویر برداری را به دوربین ارسال می کند. دوربین بر اساس این سیگنال ها به تصویر برداری از شیشه پرداخته و تصاویر گرفته شده را به واحد پردازنده ارسال می کند. بر روی واحد پردازنده، نرم افزار پردازشی پیاده سازی شده تصاویر را دریافت کرده، ایرادات موجود را شناسایی نموده و بر اساس اطلاعات موقعیتی دریافتی از سیستم مرکزی، اطلاعات ایرادات شناسایی شده را به سیستم مرکزی ارسال می کند.

الگوریتم ها و تکنیک های پردازشی متفاوتی در روند شناسایی ایرادات استفاده می شوند که به صورت کلی این تکنیک ها به دو دسته کلی پردازش در حوزه مکان و پردازش در حوزه فرکانس طبقه بندی می شود. پردازش در حوزه مکان توانایی شناسایی دقیق موقعیت ایرادات و پردازش در حوزه فرکانس توانایی شناسایی نوع و شدت ایرادات را دارد.

سیستم نرم افزاری علاوه بر ارسال اطلاعات ایرادات به واحد مرکزی، این اطلاعات را ذخیره می نماید تا بر اساس نیاز واحد تولیدی گزارشات آماری متفاوت از روند بازرسی های انجام شده تولید نماید. نرم افزار پردازشی این امکان را در اختیار اپراتور قرار می دهد که به صورت آنلاین تصاویر دریافتی و ایرادات شناسایی شده را مشاهده نماید. همچنین اپراتور قادر خواهد بود در صورت نیاز پارامترهای مختلف موجود در المان های کیفی مطرح شده را تنظیم نموده تا نرم افزار بر اساس این پارامترها به بررسی کیفی شیشه بپردازد.