高性能的硬件和完善的分析软件帮助设备制造商满足客户的质量控制需要。
要求不断提高的设备制造商们，一直在寻找更适合应用的技术手段。检测系统使用先进的软硬件可以帮助设备制造商获得更好的检验手段。在本文中，我们将探讨在两个完全不同的质量控制应用下两种不同的解决方案。
使用了CompactPCI（CPCI）进行质量控制的公司，对于纸张或金属表面的检查可达每分钟6000英尺。类似的还有保证葡萄酒瓶标签准确无误的分析软件等。
快速检查
排在前十位的冶金企业和15个排在前20位的造纸企业都依靠德国Parsytec公司生产的表面检查系统。Parsytec生产的“espresso SI”表面检测机可以对40英尺宽的纸张或金属表面以每分钟6000英尺的速度进行检测，它的成像系统需要保持同步。
表面检测识别瑕疵时，数码相机的解析度要求达到250m，每秒生成高达1万张图像（1.6GB/s）。独立数字信号处理器或现场可编程门阵列（FPGA）没有足够的性能来获取此数据，因此，设备必须集成具有同步处理能力的计算机。
随着CPCI技术的应用，客户系统的可靠性得到了极大的提升，平均无故障工作时
间（MTBF）
也随之减少。图片来源：MEN Micro公司
“最初将数码相机用于千兆以太网时，检测系统使用的标准工业PC机集成了采集系统和摄像头。这些PC机安装于大型机柜中，硬盘和冷却风扇非常易出故障。直到现在数码相机在工厂中慢慢普及，才逐渐摆脱了不稳定的系统组件。由于减少了图像采集硬件，节省了系统插槽。”MEN Micro公司副总裁斯蒂芬·库哈说道。
处理能力的重要性
当Parsytec公司论证了具有嵌入式板卡的小型CPCI组成同步串行计算机环境的可行性之后，他们选择了MEN Micro 公司的F15 CPCI单板计算机（SBC）作为成像系统的控制部分。这种类型的主板不再需要硬盘驱动器和冷却风扇，降低了影响系统可靠性的因素，且更加便于维修，库哈说道。
Parsytec公司的研发经理杨·埃克斯莱本说道：“MEN Micro公司生产的CompactPCI SBC让我们可以在19寸的4U机箱中安装15块板，而不是像从前那样需要两个大机柜才放得下15台工业计算机。这块主板还配有运算速度最快的英特尔奔腾处理器，频率达到2.0GHz，比一般1.8 GHz主频的要高出一筹。”
“运算能力对于我们的成像元件来说是至关重要的“，埃克斯莱本补充道，“我们需要为客户提供最好、最有效的解决方案。“
MEN Micro公司生产的编号3U F15主板是该公司CPCI系列嵌入式板卡的一员，现在它已可与Intel Core 2 Duo处理器及Intel 945GM Express芯片组配合使用，进行高质量的图形计算。该双核处理器拥有2 MB的L2高速缓存，高达4 GB的DDR2系统内存，总线频率667 MHz，库哈说道。
该主板为了提高灵活性提供了多种输入选择，包括2个串行高级技术附件（SATA）、视频VA接口和2个串行数字视频输出（SDVOs）、2个以太网接口（对于捕捉表面检查需要的图片至关重要）和8个USB 2.0接口。
埃克斯莱本表示，由于CPCI技术的应用，他们客户系统的可靠性得到了极大的提升，平均无故障工作时间（MTBF）增加、维修需求和成本也都随之减少。如果一个单位出现故障，更换电路板也变得更加简单，与传统的工业PC机相比无需昂贵的数据备份和恢复过程。
埃克斯莱本表示Parsytec公司的表面检查系统，因其提供的高质量数据每年可为客户节省约数百万美元。公司正计划引进最新一代的MEN Micro Core 2主板——F18。在功能和可扩展性上领先于F15的F18 SBC主板，采用了Intel T7500 Core 2 Duo处理器，主频为2.2 GHz处理能力更加强大，可以满足不断变化的检验要求。
在Kendall-Jackson酿酒厂，分析软件可将酒瓶的图像“展开”同时检查多个点的准确性。
图片来源：Matrox Imaging公司
酒瓶标签的检查
Kendall-Jackson酿酒厂（富尔顿，加利福尼亚州）在酒瓶的检查上就依赖于相应设备以提高生产效率。该公司需要对粘贴于酒瓶上的标签进行检查。他们选择CI Vision公司的360 Full View软件——葡萄酒瓶检查系统，能灵活地将位于传送带上酒瓶的标签准确无误的予以检测。
CI Vision公司（奥罗拉，伊利诺斯州）利用基于迈创公司影像库（MIL）的分析软件执行例行计算，如瓶子的坐标来确定标签是否粘贴正确。
由于酒厂需要同时进行许多项检查，CI Vision公司决定使用多个摄像机拍摄瓶子的整个表面。360 Full View的铝合金外壳围绕着传送带，其侧面有一块触摸屏操作界面。 当瓶子通过其外壳内部时，就会触发四个摄影机进行拍摄。
“由于瓶子离开贴标机时的方向是不确定的，那么拍摄瓶子的整个表面就是核查标签和位置的最好方式”，CI Vision公司的高级软件工程师里克·科瓦利解释道。这两项工作包含几个步骤，它们都依赖于MIL图像处理功能。该系统拥有8个荧光灯管安装在定制夹具中，4个视角120°的Basler以太网摄像机，以及用户PC（Intel主板）和迈创公司的MIL软件。在不久的将来，该系统还将使用MIL以太网驱动程序。
视觉展开
瓶子出现触发相机，每台相机获得一张单一图像。之后MIL的测量模块确定出瓶子的空间位置。当瓶子的位置知道了以后，系统的下一任务就是探测瓶子正面和背面的标签，只有背部标签正好位于正面标签之后才算通过检查。通过将图像参数转换为二维值，系统的翘曲函数和自定义对照表可展示瓶子上的标签图像。
360 Full View成像系统可以兼容现有输送系统，尽管酒瓶在传送带上运送时朝向不同。
图片来源：Matrox Imaging公司
通过瓶子的二维图像，MIL注册模块检测其相似领域（重叠部分的图像），将标签的边缘精确定位并重新
标签的位置由它们在复合图像中的坐标所确定。换句话说，如果标签是放置在正确的高度，他们的Y坐标都是平等的。同样，如果标签之间的距离都符合要求，那么他们应当两两对应。此外，复合图像还可以满足用户执行其他检查任务，如检查倾斜角度及校正标签等。如果因任何原因酒瓶未能通过检查，它就会被记录下来并作为不合格回收。
所有CI Vision系统都使用了迈创成像软硬件。“我们之所以喜欢迈创影像库，是因为它简单易用。其C接口能为我们的前端软件提供良好支持，在MIL背后有一个强大的团队在支持，这些非常适合我们，科瓦利说道。
视觉系统使用先进嵌入式板卡结构使制造商能够保持高质量标准。
图片来源：MEN Micro
CI Vision面临的主要挑战是对“展开”功能数学模型的开发，考虑到用户产品的属性是经常变化的，玻璃器具在制造时往往略有偏差，其形状影响光线的折射也影响标签在瓶上的位置。
虽然瓶子初始位置的多变性对系统来说是一个挑战，但这未尝是一件坏事。“用现有的技术建设新系统的好处是，我们可以利用这些我们早已经熟悉的设备”，科瓦利说道。
360 Full View系统只是Kendall Jackson酒厂利用在其生产线上众多系列设备中的一种而已。CI Vision公司的营销总监斯科特·斯通补充道：“灵活性和可用性是我们目标所在。为了使我们客户的应用修改变得更加简便，我们曾经要把非常复杂的程序纳入一个系统接口。”培训是另一个重要手段。“我们为客户提供一系列详细说明，如怎样在屏幕上检查图像、怎样分析结果以及如何对被检查的样品进行修改，”他说道。
婴儿食品罐加工厂、酒瓶厂和药品厂等都可能是这种先进的检测系统的潜在客户，斯通说道。他还预测有朝一日，自动化瓶检系统将从空瓶检查阶段发展为整批包装箱检查阶段。
与此同时，无论用户检查的是金属卷板还是精致的婴儿食品罐，对于质检设备高速、高品质检验质量的要求仍然不变。机器层面的软硬件将继续发展，设备制造商之间的竞争也将继续下去。
翻译：石磊
更多信息请访问：
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www.menmicro.com
www.parsytec.de
