Contrinex semplifica la misurazione del livello di riempimento dei contenitori utilizzando la Smart Camera 3D

Nelle linee automatizzate di confezionamento, lavorazione alimentare e intralogistica, verificare i livelli di riempimento dei contenitori è fondamentale per rispettare le normative sul contenuto netto, prevenire fuoriuscite durante la sigillatura e ridurre al minimo gli sprechi di materiale. I tradizionali sensori a punto singolo, come i dispositivi a ultrasuoni o fotoelettrici, misurano la distanza in un unico punto fisso. Quando i contenitori contengono solidi irregolari, liquidi viscosi o materiali sfusi distribuiti in modo non uniforme, le misurazioni a punto singolo non riescono a rilevare il volume reale né i picchi e gli avvallamenti della superficie. Sebbene la visione artificiale 3D superi questo limite mappando l'intera topografia tridimensionale del contenuto del contenitore, l'implementazione di sistemi di visione 3D ha storicamente richiesto ingegneri specializzati in visione artificiale, PC industriali esterni e codice di elaborazione delle immagini personalizzato.

Per superare il collo di bottiglia ingegneristico legato all'implementazione della visione 3D, Contrinex ha aggiunto una funzione integrata di misurazione del livello di riempimento (Fill Level Measurement) alla Smart Vision App sulla propria Smart Camera 3D. Eseguendo algoritmi di elaborazione delle immagini preconfigurati direttamente sull'hardware della telecamera tramite un'interfaccia guidata, il software consente agli ingegneri di produzione e automazione di configurare ispezioni volumetriche multiparametro senza scrivere software personalizzato.

Profilazione volumetrica e superficiale multiparametro
In che modo la visione 3D migliora la verifica del livello di riempimento dei contenitori rispetto al rilevamento a punto singolo? Anziché basarsi su una singola lettura di profondità, una smart camera 3D acquisisce dati spaziali di altezza sull'intera apertura di un contenitore. All'interno della Contrinex Smart Vision App, il caso d'uso Fill Level Measurement elabora questi dati spaziali per estrarre simultaneamente cinque metriche distinte da una singola acquisizione di immagini:

Tasso di riempimento (Fill rate) espresso in percentuale per determinare l'utilizzo complessivo della capacità del contenitore.

Volume totale del materiale contenuto all'interno del recipiente.

Altezza massima in millimetri per identificare il punto più alto del contenuto e rilevare potenziali condizioni di riempimento eccessivo che potrebbero interferire con la tappatura o la sigillatura.

Altezza minima in millimetri per rilevare il punto più basso o eventuali vuoti all'interno del profilo di riempimento.

Altezza differenziale in millimetri per valutare la planarità della superficie e le variazioni di altezza nella distribuzione del materiale misurato.

Valutando l'altezza differenziale insieme ai punti massimo e minimo, i sistemi di controllo qualità possono rilevare assestamenti irregolari, accumuli (mounding) o superfici di riempimento inclinate che i sensori di livello standard non rilevano. Per l'integrazione nelle linee automatizzate, gli operatori possono assegnare soglie di tolleranza superiori e inferiori a ciascun singolo parametro. La telecamera valuta le misurazioni in tempo reale rispetto a queste regole e invia un segnale binario PASS/FAIL al controllore logico programmabile (PLC) o al meccanismo di scarto.

Configurazione no-code e integrazione nei flussi di lavoro
Uno dei principali ostacoli all'adozione della visione artificiale 3D in fabbrica è l'onere ingegneristico richiesto per la calibrazione, la definizione delle regioni di interesse e la messa a punto degli algoritmi. Contrinex risolve questo problema attraverso un flusso di lavoro integrato basato su browser all'interno della Smart Vision App.

Anziché programmare filtri per nuvole di punti (point-cloud), i tecnici utilizzano una procedura guidata di configurazione passo-passo. Il flusso di lavoro guida l'utente nella definizione della geometria virtuale del contenitore, nell'apprendimento del riferimento dell'oggetto target e nell'impostazione delle soglie numeriche di accettazione/scarto (pass/fail) per volume, percentuale di riempimento e limiti di altezza. Poiché gli algoritmi di elaborazione delle immagini vengono eseguiti direttamente sulla smart camera, il sistema elimina la necessità di unità di elaborazione esterne e riduce la complessità di integrazione sulle linee di trasporto esistenti.

Applicazioni industriali nei settori alimentare, delle bevande e della logistica
Nel settore alimentare e delle bevande, l'ispezione 3D senza contatto del riempimento impedisce che confezioni sottoriempite raggiungano i consumatori, intercettando al contempo i contenitori troppo pieni prima che contaminino le barre saldanti o le teste di tappatura. Per prodotti secchi, prodotti da forno o ingredienti granulari in cui si verificano accumuli di materiale, la misurazione dell'altezza differenziale garantisce porzionature costanti e l'integrità dell'imballaggio.

Nella logistica automatizzata e nell'evasione degli ordini, le stesse funzionalità di ispezione verificano i tassi di riempimento di cassette (tote) e cartoni prima dello stoccaggio automatizzato, dell'applicazione dei coperchi o della spedizione. La misurazione dell'altezza massima assicura che gli articoli sporgenti non inceppino i nastri trasportatori a valle o i veicoli a guida automatica (AGV), mentre il monitoraggio della percentuale di riempimento ottimizza l'utilizzo del volume dei contenitori.

Contesto aggiuntivo
L'annuncio originale del prodotto si concentra sul flusso di lavoro software e sui parametri di output misurabili del caso d'uso Fill Level Measurement, senza dettagliare il metodo di rilevamento ottico 3D sottostante (come il tempo di volo o la visione stereoscopica attiva), le tolleranze di precisione della misurazione, i frame rate o gli specifici protocolli di comunicazione industriale supportati dall'hardware della Contrinex 3D Smart Camera.

Nel più ampio panorama dell'automazione industriale, le smart camera 3D integrate rappresentano un'evoluzione verso l'elaborazione della visione edge-based. Produttori concorrenti di sistemi di visione industriale, tra cui SICK, ifm electronic e Keyence, offrono sensori 3D autonomi comparabili a tempo di volo e a triangolazione dotati di procedure guidate integrate per il monitoraggio di volume e livello. In questa categoria di prodotti, la standardizzazione su strumenti di configurazione grafica no-code consente ai team di manutenzione degli impianti di implementare e ricalibrare le stazioni di ispezione ottica durante i cambi di produzione senza integratori di sistema esterni, allineandosi alle tendenze più ampie del settore verso linee di produzione flessibili e modulari.

A cura di Evgeny Churilov, Induportals Media - Adattato dall'IA.

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