To accomplish economical product portioning, manufacturers of food slicing and packaging equipment are incorporating volumetric scanning systems into their products. By doing so, preprogrammed parameters, such as weight and thickness, can be used to determine various slicing configurations from the generated 3-D model of the meat and then provide the highest-yield cuts.

“In the design of these systems,” says Ignazio Piacentini, CEO of ImagingLab (Lodi, Italy; www.imaginglab.it), “a three-dimensional model of the food must be generated before the slicing process can begin.” Piacentini and his colleagues teamed up with Aqsense (Girona, Spain; www.aqsense.com) to build a prototype 3-D scanner that was shown at VISION 2009, held in Stuttgart, Germany in November (see Fig. 1).

FIGURE 1. To accurately determine the volume of food before it is sliced, a prototype system from ImagingLab uses three structured light sources, three CMOS cameras, and 3-D reconstruction software.

To create a 3-D model, structured light is used to illuminate the product as it traverses the scanner’s conveyor belt. By using three ZM-18 laser line emitters from Z-Laser Optoelektronik (Freiburg, Germany; www.z-laser.com) positioned at equal 120° angles around the gantry, the complete 360° surface of the meat is first illuminated. As the light is reflected from the surface of the meat, it is captured by three MV-D1024E-3D01-160-CL Camera Link cameras from Photonfocus (Lachen, Switzerland; www.photonfocus.com) that are also positioned at equal 120° angles around the gantry. Digital output from these three cameras is then transferred to a host PC using three NI-PCIe-1427 Camera Link frame grabbers from National Instruments (Austin, TX, USA; www.ni.com).

To generate a 3-D image, ImagingLab adopted the SAL3D library from Aqsense, which provides a set of tools for laser peak detection, calibration, merging of multiple images, Z-mapping, and geometric computation. By running the Aqsense peak detection algorithm within the FPGA of each Photonfocus camera, the speed of estimating the maximum intensity point of the reflected Gaussian light is increased (see “Reading the Shapes,” Vision Systems Design, March 2008).

After this peak is computed in all three cameras, the data are transferred to the PC and a 3-D image is generated by merging multiple point cloud images. To build the user-interface for the system, Aqsense and ImagingLab integrated the SAL3D library within National Instrument’s LabView software (see Fig. 2). “Because the SAL3D library can now be used within LabView,” says Piacentini, “it can be used with NI’s ImagingLab robotics library by other systems integrators, wishing, for example to build 3-D robotic vision systems.”

FIGURE 2. Running within LabView, the user interface shows a single slice profile of the structured light (left) and the 3-D reconstruction of the meat segmented in portions (right).

Before the 3-D scanner can be used for food processing, however, the system must be calibrated. To achieve this, Aqsense developed a 3-D metal calibration object, accurate to 50 μm that is first imaged by the structured laser light and camera system.

“Imaging and analyzing such a precisely formed object,” says Ramon Palli, general manager of Aqsense, “allows the tools within SAL3D to accurately calibrate the system.” After this calibration process, the system can then compute the volume of food products within 0.1% accuracy. These data are then used by the slicing system to cut portions of the food at a constant volume and, therefore, constant weight.

According to Piacentini, prospective customers in the food industry will benefit from this development because of the increased accuracy and speed it provides in determining constant volume and weight portioning. “Minimizing the waste in these automating portioning machines,” he says, “dramatically increases the yield.”

The original article was published in Vision Systems Design, a PennWell Publishing Co. magazine; READ IT HERE; and was written by Andy Wilson; Editor of Vision Systems Design magazine

Azkar, one of Spain’s leading logistics providers, has installed Vitronic’s Vipac D1 system to measure parcel volume at its new distribution centre in Constanti, Tarragona. The technology allows Azkar to automate invoicing, verify package data provided by customers, and optimise transit space in delivery vehicles.

Goods arrive at Azkar’s Constanti site in vans and lorries. Workers unload the vehicles, and place parcels on a conveyor that feeds the hub’s sorting system. Mounted above the conveyor, Vipac D1 scans items passing underneath using a sensor. It builds a three-dimensional image of each, and measures height, width and length.

Using this acquired data, Vipac D1 calculates a parcel’s volume and the smallest cube that will enclose it. The conveyor runs at speeds of up to 1.2 metres per second, enabling the system to process up to 2,500 objects per hour. The system stores all volume data for future interrogation. Operators can print statistical reports and analyses on demand.

Vipac D1 is certified to provide accurate volume measurements and meets the requirements of the European Measuring Instruments Directive. This means Azkar can produce legally binding invoices automatically and verify customer provided package data, as well as load transit vehicles efficiently. Benefits include reduced costs and increased throughput.

Con el desarrollo de esta iniciativa, que empezará a dar sus primeros pasos durante el primer trimestre del año, se intentará contribuir a paliar, en la medida de lo posible, dos de los grandes problemas que afectan a la denominación vitícola: la falta de relevo generacional y el minifundio.

Grape grading with machine vision

Se pretende para ello involucrar a la gente joven en el mundo de la viticultura ofreciendo desde la bodega asesoramiento, gestión, infraestructura e incluso los trámites necesarios para que se puedan agrupar y afrontar producciones conjuntas.

En las próximas semanas se fijará además un calendario de reuniones en el que la mayor bodega de la denominación repartirá a su personal para informar, por todos aquellos municipios de O Ribeiro en los que la Cooperativa tiene socios, de los pormenores de una propuesta que es pionera y que pide la implicación del sector para que sea un éxito

Cambia así la Cooperativa parte de su filosofía de actuación, ya que hasta ahora lideraba las actuacioens buscando el beneficio de sus asociados y ahora, sin embargo, les pide su implicación en el proyecto «Viticultor 2002».

Una propuesta novedosa e innovadora como muchas de las desarrolladas por esta bodega en los últimos años, que han servido de referente para el mundo del vino. Es el caso de la puesta en marcha de viñas comunitarias que evitó que muchos de los derechos de los socios perdieran su validez al no estar produciendo y que hoy siguen funcionando en Coioblanco, Gomariz, Riobóo y Bouzas.

Mostró también su aspecto más innovador con la instalación, en San Cristobo, de un ventilador contra las heladas o al poner en marcha en 2008 un proyecto de investigación para mejorar la clasificación de la uva y su posterior distribución para la elaboración de los distintos vinos, mediante un sistema de visión artificial, con el que se detectan las características y posibles enfermedades de la uva.

La empresa almeriense Emevision ha aplicado un sistema de visión artificial a la fabricación de mallas de plástico para invernaderos. El sistema comprueba que el tejido resultante esté completo y no falten hilos que den lugar a agujeros por los que se colarían insectos.

El ojo humano es una máquina compleja de la naturaleza, pero no es perfecta. Como si de ciencia ficción se tratara, la informática ha desarrollado sistemas de visión artificial que, aunque no están conectados a un cerebro humano que interprete sensaciones en las imágenes que recibe, puede aplicarse en la detección de imperfecciones en cadenas de producción.

La empresa Emevisión, al frente de la que se encuentra José David García, lleva tres años desarrollando sistemas de visión artificial aplicados, principalmente, al sector agroalimentario almeriense. Dicho así es difícil imaginar qué hacen unos ojos robóticos oteando entre frutas y verduras. Estos ojos no son más que unas cámaras que captan imágenes de las frutas que pasan por la cinta transportadora, y tras enviarlas a una pantalla de ordenador, un programa informático analiza el tamaño, color, diámetro y los defectos superficiales, para clasificarlas y descartar las no válidas o dirigirlas a embalajes distintos según su grado de madurez.

Imagen de una malla a la que le falta un hilo, detectado por visión artificial/EMEVISION

Aplicación a mallas
Los sistemas de visión artificial que desarrolla Emevisión son personalizados en función de las demandas de cada empresa. Así, en la actualidad está trabajando en la implantación de un sistema de visión artificial para controlar la fabricación de mallas de plástico para los invernaderos, que se colocan tanto en el exterior de los invernaderos como en las calles internas.

El software a medida de Emevision detecta si en el tejido de la malla se produce algún desperfecto, como la falta de uno de los hilos. El sistema de visión artificial cuenta los hilos y la distancia entre los hilos. Así se evita que la malla presente agujeros por los que podrían entrar insectos perjudiciales para los cultivos. La cámara se coloca en el rodillo por el que va saliendo la malla y va tomando imágenes digitales para que el ordenador las analice.

El objetivo de la empresa es elaborar un programa informático de fácil manejo, de forma que un operario pueda controlar cómodamente el proceso sin necesidad de conocimientos avanzados. Toda la información va apareciendo en la pantalla del ordenador, avisando al operario con sirenas o sistemas oportunos

Automatización

La visión artificial permite avanzar en los procesos de automatización de las fábricas, de forma que se consigue mayor rapidez en la cadena de producción y se evita exponer a los trabajadores a ambientes peligrosos o incómodos. El gerente, José David García, pone como ejemplo los sistemas aplicados en dos líneas de producción de una conocida empresa fabricante de sanitarios, donde han conseguido hacer una descarga más rápida de las piezas gracias a la rápida identificación proporcionada por la visión artificial.

Más información:

José David García Martínez
EMEVISIÓN
Tel.: 950181738
Email: jdgarcia@emevision.es

Buytrago, a Spanish express delivery and transport services provider, has equipped its Madrid distribution centre with a camera-based identification system. It allows the site to sort parcels for dispatch automatically at high speed, and deliver them to customers on time.

As parcels travel through the system, the Vipac identification system from Vitronic captures images of five sides using five high-resolution line-scan cameras. Integrated software isolates and identifies barcodes within the acquired images, and instructs the sorter to send items to the correct loading bay for dispatch. Unlike conventional laser scanners, Vipac identifies incomplete or damaged barcodes, and achieves a successful read rate of 99 per cent. This allows Buytrago’s Madrid hub to process up to 6,000 parcels per hour.

The system reads barcodes in any orientation on five sides of a package. This solves the problem of random parcel alignment caused by the eight in feed conveyors. Its cameras feature advanced focussing, which allows the software to recognise and separate items travelling closely together.

Daniel Navarro, Buytrago’s technical director, commented: ‘We are very pleased with the technology Vitronic installed in our Madrid hub. Because Vipac identifies barcodes on five sides of parcels and produces extremely high read rates, it has much improved our sorting process.’

In addition to standard barcodes, Vipac reads 2D codes, text, supplier numbers, and even human written address information. Achieved using optical character recognition (OCR) techniques, this is a feature exclusive to camera systems.

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El Road-Show de Hexagon Metrology se llevará a cabo, el día 16 de junio, en CRDsp, Instituto Politécnico de Leiria (Portugal); el 17 de junio en Maquinaria e Ferramenta Marques Santos (MFMS), en Matosinhos (Portugal); y, por último, el 18 de junio en el Centro Tecnológico de Automoción de Galicia (CTAG).

Estas jornadas técnicas, dedicadas a la metrología portátil, mostrarán, en directo, las principales novedades que la compañía ha presentado en los últimos meses, como el calibre tridimensional Romer MultiGage, o las herramientas Romer Sigma y Flex; el láser Leica Absolute Tracker; y la nueva tecnología estereoscópica de luz blanca, Cognitens Optigo.

La primera edición del Hexagon Metrology Road-Show se celebró el pasado mes de noviembre en el Hexagon Precisión Center del Parque Tecnológico del Vallés (Barcelona), y el segundo encuentro tuvo lugar en el mes de febrero en el País Vasco, con dos sesiones que se celebraron en el Instituto de Máquina Herramienta (Elgoibar) y en Vittek Metrology (Vitoria).

Las principales ventajas y prestaciones que ofrece la metrología portátil son la rapidez de las operaciones de medición, ya que no se necesita realizar instalaciones preparadas, ni es necesario mover las piezas de su sitio.

Desde EMVA aseguran que la celebración de esta jornada ha servido para ampliar los contactos comerciales, así como para abordar los actuales retos económicos y la manera de hacerles afrontarlos.

La conferencia se dividió en cuatro bloques de sesiones en las que la visión artificial en Irlanda, sus tecnologías y las tendencias de negocio en estos mercados ocuparon gran parte de las sesiones. Otro de los puntos destacados durante las ponencias fue el análisis de los países BRIC (Brasil, Rusia, India y China) y del potencial que manifiestan estas economías emergentes en la materias que se pusieron en la mesa durante la conferencia. Para ello, los asistentes recibieron las actuales cifras del estado de la tecnología, datos que anteriormente no habían sido presentados.

La séptima edición de la EMVA también acogió la elección del comité ejecutivo de su asamblea general para los próximos tres años, que estará compuesta por Mats Gökstorp, de Sick, en Suecia y Alemania; Gabriele Jansen, consejero delegado de la compañía alemana Jansen; Cor Maas, de LMI Tecgnologies en Países Bajos; Ignazio Piacentini, de la italiana Imaginglab, y Toni Ventura-Traveset, de la compañía Datapixel, en España.

En el encuentro también se acordó que la próxima conferencia de la EMVA, que tendrá lugar en 2010, se celebre en Estambul (Turquía).

I read daily about silicon and semiconductor industries. In the actual situation, with a liquidity squeeze, it seems that technological development will soften the rocketing curve that was following and now we see at our backs. Lower demand and less available money for companies to invest in the latest technology have resulted in the closure of the last silicon fab in Silicon Valley and problems for AMD, Quimonda and many others. Regardless of this, we have lived a buoyant period where Moore’s Law was met rigorously.

Advanced n-generation quality control systems have spread in all sectors because of their increasing capabilities, computing power and reduced price. Caliper and gauges are old fashioned tools, where now we have inspection systems checking thousands of features per second in 100% of the production. Behind, SPC tools provide sound and nice charts in real time about production parameters, and the most competitive organizations feed-back this information to take corrective action and maintain quality standards in product specifications.

CMM machines with the most diverse tip materials, vision systems and smart cameras that can provide 3D measurements to be compared directly against CAD models with accuracies of microns, computer software to evaluate deviation, virtual gauges. All this with the formula more (accuracy, speed, precision, repeatability, flexibility) for less (investment, change-over time, calibration) with some additives like connectivity, screening in portable devices, wireless, the list is long.

Resource optimizing strategies

Unfortunately, the availability and acquisition of technology doesn’t guarantees an advantage over competitors. We know how disastrous would be that a non conforming product reaches our customers, that’s why we invest and put effort in inspecting a certain percentage of the production, or even all manufactured parts. Right, no defective product will pass because the available technology permits checking connectivity, metrology, with all sort of non destructive tests. As I explained before, and in other writings, most companies will use inspection data to feed back the production process when the characteristics are getting out of tolerance, changing tools, modifying temperatures, etc. As a good example of CIM practices, data gathered from inspection, influences in real time other manufacturing operations. If the product results to be out of tolerance will be rejected.

In the best case, this part will be a steel casting, a composite or an assembly of a little number of parts. If the inspection results NOT OK, the part can be re-cycled with a low cost or re-worked. If the inspection is carried at the end or even final stages of a complex assembly process, as many parts of different materials are mounted together, as more expensive results fixing the defect. Anyways, it is evident that this non-conforming product didn’t cost nothing to the company. Materials from our low level inventory were dedicated, machines have been used, tools have been worn, electricity, energy, workers wages dedicated to a failed product, and what is more important, we allocated time and resources of our value-adding stream into building a defective part bringing more investment, while a good part would have returned capital.

The question is again how to keep quality levels while reducing costs (very interesting nowadays), and I don’t have the magic recipe, but I know the strategies from a TQM point of view. The strategy is not to ensure the quality level by inspecting against specifications, but to build quality in our product. Even when this seems a stereotye, by ensuring that all produced parts are conforming from the first stages and processes from the value stream, the probability of finding a defective product at the end is highly reduced, but is not my aim to speak here about the benefits of TQM or design for manufacturing, etc.. If only good parts are produced, is there a need for inspection? Yes, but let’s do it the smart way.

Let’s carry inspection in a smart way to improve TQM

If we take for instance a steel part produced in a foundry, inspecting the finished part for measurements is ok, but inspecting the sand cores used for the casting will give better results because you ensure that no defective part will be produced from this source, and all the operations and machining carried in the part from this point are adding value to a good unit. The same applies to many operations in metal forming, presses, punch dies, etc. And inspection must be performed before adding more value in form of grinding, milling or drilling, because those tools and time are too expensive to waste them in a non conforming product. Besides, those tools and inserts can be also inspected by vision systems or other means to ensure they will perform as expected.

When manufacturing electronic products and devices, where assembly involves many digital and electro-mechanical components, quality control after each operation is crucial. In an SMD process, if inspection is carried after reflow, defects like tombstoning and connectivity are easily identified, but reworking the part because the wrong component was picked&placed by the robot or misalignment, would be prohibitively expensive.

As a conclusion, I suggest that inspection is recommended (not necessary) to ensure quality. If we are addressing a manufacturing process from a TQM strategy the efforts should be in the direction of building quality in the product along the process (from design to manufacturing and all the product life-cyle), and not constraining the strategy to implement inspection at the end of a certain operation or at the end of the production lane.

More and more, when inventory reduction and lean implementations are spreading around, we can not permit the utilization of resources to manufacture a bad part that could have been detected before. In addition, we will be able to address the defect source earlier, because it will be easily identified at an early stage, getting rid of blind fire-fighting-guess-where-the-problem-is time consuming activities.

Two 2009 greetings cards received at the start of this year point the way to a future in which the digital representation may be three dimensional in more and more cases. One, a card, showed the principal of using a laser scanner to record the details of the frontage of a Paris street of great architectural merit. The other, sent in electronic form, had a colour-coded representation of a laser scan of a handwritten message, where the resolution was sufficient to show the height of the ink on the paper! This shows the enormous range of sizes that 3D image capture capabilities can now handle.

It is hardly surprising therefore that the two most popular seminars given by UKIVA members at Photonex 08 were on the subject of 3D vision, and we expect this topic will also feature in our programme for VTX at the end of March. One of our academic members, the Vision Group at the University of the West of England, has recently informed our other members that it has acquired a ‘state-of-the-art’  3D image capture device,

primarily developed for medical applications, but with resolution that will clearly be useful for industrial applications

Su restauración se inició en 2007. Los efectos del clima y de la cal del agua fueron demoledores con el paso de los siglos. Los técnicos se llevaron 11 leones (uno ya estaba restaurado y se expone en el Museo del Palacio de Carlos V, en la Alhambra) a un edificio cercano a los Jardines del Generalife. En la restauración, que concluirá en 2010 y supone una inversión de 550.000 euros, se utilizan las tecnologías más avanzadas. En concreto, el uso del ya célebre escáner láser 3D (tres dimensiones) se ha revelado esencial.

La directora del Patronato de la Alhambra, María del Mar Villafranca, señala que “el empleo de esta técnica innovadora permite un sistema de registro no destructivo y muy descriptivo”. “A través de este sistema se conocen las distintas causas del deterioro. Se han percibido fisuras. Y esta técnica ha sido muy útil para el estudio del moldeado de las cabezas de los leones. El escáner láser ayuda a registrar las tipologías de los daños de la fuente y a conocer las posibilidades de reintegración de aquellas partes que faltan”, comenta Villafranca.

Las partes más afectadas son las orejas y algunas facciones de los rostros de las figuras. Estas nuevas tecnologías han sido aplicadas también en otras zonas de la Alhambra, como la Bóveda de Mocárabes (labor típica del arte musulmán) y la Mazmorra Puerta del Vino.

Los responsables de los trabajos con escáner láser 3D han sido Francisco Lamolda, jefe del Servicio de Conservación del Patronato de la Alhambra, y Pedro Cano, del Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos de la Universidad de Granada.

Las esculturas representan a leones surtidores. La taza y su base se escanearon en el patio. Gracias a este trabajo se consiguió un modelo de las huellas que dejaron las esculturas en su ubicación original. Luego, se llevó a cabo el mismo proceso con los leones. El escáner captó todos los detalles geométricos de los leones, así como las fisuras, grietas, grapas y costra acumuladas. Los modelos tridimensionales abren la posibilidad de llevar a cabo análisis o mediciones sin tocar las esculturas.

La reconstrucción tridimensional se efectuó con un escáner láser Minolta Vivid 910. Este tipo de aparato utiliza un láser de baja intensidad. Su resolución está por debajo de un milímetro. Puede escanear áreas de 40 por 60 centímetros con una densidad de muestras superior a un punto por milímetro cuadrado (300.000 puntos por toma; esto es, alrededor de ocho millones de puntos por figura). Todo es poco, en cuestión de datos tecnológicos, para salvar a los leones de piedra, testigos de siete siglos de Historia.