Illuminazione per visione artificiale per la logistica e l’e-commerce: smistamento, misurazione volumetrica e lettura di etichette

La gestione degli ordini nella logistica e nell’e-commerce è tra le applicazioni della visione artificiale a più rapida crescita. Lo smistamento, la misurazione volumetrica, la lettura dei codici a barre e i controlli delle etichette sono ormai automatizzati su larga scala. Ciò avviene nei centri di distribuzione e nei hub postali di tutto il mondo. Pertanto, un’illuminazione affidabile è essenziale. Questa pagina spiega i requisiti e elenca gli illuminatori RODER Vision corrispondenti.

L’illuminazione in ambito logistico differisce dall’ispezione di fabbrica. I colli variano per dimensioni, finitura e posizionamento dell’etichetta. Le velocità del nastro trasportatore sono elevate. Inoltre, la luce ambientale del magazzino è variabile e difficile da controllare. Pertanto, il sistema deve funzionare su tutti i colli senza regolazione manuale.

Crescita dell’e-commerce e automazione della visione

I volumi delle spedizioni dell’e-commerce sono cresciuti in modo drammatico nell’ultimo decennio. Singole strutture gestiscono ormai milioni di articoli al giorno. Pertanto, la scansione e la misurazione manuali non riescono a stare al passo. La visione automatizzata è l’unico modo praticabile per mantenere la produttività con la precisione richiesta.

Una tipica cella logistica gestisce diversi compiti contemporaneamente. Legge i codici da più facce del collo. Misura inoltre le dimensioni per calcolare i costi di spedizione. Inoltre, verifica la presenza dell’etichetta e controlla la qualità di stampa. Tutto questo deve completarsi mentre il collo passa attraverso il tunnel in velocità.

Smistamento dei colli: lettura omnidirezionale di codici a barre

Un codice a barre può trovarsi su qualsiasi faccia dell’imballo. L’etichetta può posizionarsi sulla parte superiore, laterale o frontale. Pertanto, il sistema deve leggerla qualunque sia la sua orientazione. Ciò richiede telecamere che coprano più facce contemporaneamente, ciascuna dotata del proprio illuminatore.

La lettura dei codici a barre richiede un alto contrasto tra barre e spazi. L’illuminatore deve anche essere sufficientemente luminoso per un’esposizione breve. A 2 m/s, un elemento del codice a barre da 1 mm si sposta di 2 mm in 1 ms. Pertanto, è in genere richiesta un’esposizione della telecamera pari o inferiore a 0,5 ms. In caso contrario, la sfocatura da movimento rovina il codice.

Questo richiede un’alta intensità, in modalità continua o strobo. Gli illuminatori a matrice di LED ad alta intensità RODER Vision servono entrambe le configurazioni. In modalità strobo, il picco supera di gran lunga il valore nominale in continua. Di conseguenza, esposizioni molto brevi funzionano anche su etichette scure o opache.

Illuminazione a tunnel per la lettura multi-faccia

Un tunnel di lettura dispone di telecamere sulla parte superiore, sui lati e talvolta sulle estremità. Pertanto, la geometria di illuminazione deve illuminare ogni faccia in modo uniforme. Allo stesso tempo, deve evitare riflessi che accechino le telecamere vicine. Le barre di illuminazione a LED che coprono l’intera larghezza del nastro trasportatore si adattano alle posizioni superiore e laterale. Le barre modulari RODER sono configurate per adattarsi alla larghezza del nastro trasportatore.

Misura dimensionale: dimensionamento dei colli

I sistemi di misurazione volumetrica misurano lunghezza, larghezza e altezza. Da questi dati calcolano il peso volumetrico per la fatturazione. Esistono due approcci principali: la proiezione di luce strutturata e la visione stereoscopica basata sulla profondità.

La luce strutturata proietta un pattern noto sul collo. La distorsione di tale pattern rivela la superficie 3D. Pertanto, la luce di fondo deve rimanere bassa accanto al pattern proiettato. La sincronizzazione dello strobo della sorgente garantisce la reiezione della luce ambientale.

La retroilluminazione serve a un altro metodo di misurazione volumetrica. In questo caso la silhouette del collo ne fornisce la superficie d’ingombro. Un retroilluminatore ad alta uniformità si posiziona sotto il nastro trasportatore, con una telecamera rivolta verso il basso. Di conseguenza, i bordi della base appaiono nitidi. I retroilluminatori della serie BL di RODER forniscono l’uniformità necessaria per un accurato rilevamento dei bordi.

Presenza dell’etichetta e qualità di stampa

Ogni collo deve recare un’etichetta corretta e leggibile. Un’etichetta mancante o un codice letto in modo errato attiva uno scarto. Quindi il collo viene deviato per la manipolazione manuale. Nelle operazioni ad alto volume, questo è costoso. Pertanto, i controlli dell’etichetta devono essere affidabili.

La verifica della presenza utilizza la luce riflessa per individuare l’etichetta. La riflettanza dell’etichetta di solito differisce dalla superficie del collo. Pertanto, una buona lunghezza d’onda e un buon angolo massimizzano tale contrasto. L’ispezione della qualità di stampa controlla quindi le barre per valutare la densità dell’inchiostro e i difetti. Per questo, l’illuminatore ad anello o coassiale riduce al minimo le ombre dovute a rilievi o goffrature.

Illuminazione di ampie aree: considerazioni di progettazione

Uniformità su dimensioni variabili dei colli

I colli dell’e-commerce vanno da piccoli pacchi a grandi scatole. Pertanto, l’illuminazione deve rimanere uniforme su tutto questo intervallo. Un illuminatore dimensionato per un piccolo pacco potrebbe essere troppo debole per una grande scatola. Viceversa, un illuminatore ampio potrebbe sporgere rispetto a un piccolo pacco e creare disuniformità. Le configurazioni modulari risolvono questo problema. RODER realizza unità a barra e a matrice su misura in lunghezza per adattarsi al nastro trasportatore e al mix di colli.

Gestione della luce ambientale

L’illuminazione del magazzino varia notevolmente durante la giornata. Lampade per alte quote, lucernari e luci dei carrelli elevatori contribuiscono tutti alla luce diffusa. Pertanto, l’illuminatore deve dominare questa luce ambientale. Il funzionamento strobo con tempi di esposizione brevi è la strategia principale. Il brillante impulso dello strobo si attiva durante la finestra di esposizione. Di conseguenza, la luce ambientale molto più debole ha un effetto trascurabile.

Funzionamento privo di sfarfalli

In modalità continua, l’illuminazione deve essere priva di sfarfallio. Lo sfarfallio causa variazioni di luminosità tra i fotogrammi. Pertanto, produce risultati di ispezione incoerenti. Gli illuminatori RODER utilizzano un’elettronica di pilotaggio con driver a corrente costante. Di conseguenza, funzionano in modo stabile e privo di sfarfallio in modalità continua.

Sincronizzazione del trigger e dell’encoder

Le linee ad alta velocità sincronizzano la telecamera e lo strobo con un encoder del nastro trasportatore. Man mano che il collo si sposta, l’encoder emette impulsi a intervalli di distanza impostati. Pertanto, il sistema si attiva esattamente quando il collo è in posizione. Gli illuminatori RODER accettano un trigger digitale standard, compatibile con logica PNP e NPN. Il loro tempo di risposta da trigger a luce è inferiore a 10 microsecondi, il che mantiene la sincronizzazione precisa anche ad alta velocità.

Famiglie di illuminatori RODER Vision per la logistica

Le famiglie seguenti si adattano alle attività di smistamento, lettura dei codici a barre e gestione degli ordini. Ciascuna supporta la modalità strobo e l’integrazione sul nastro trasportatore. Pertanto, la scelta corretta dipende dal compito e dal settore di applicazione.

La scelta corretta dipende dal compito specifico. Per la lettura dei codici a barre, gli illuminatori a matrice DL5 e DL6 sono la scelta principale. La misurazione volumetrica dell’ingombro si adatta invece al retroilluminatore BL3, che fornisce una silhouette pulita. L’ispezione della stampa di etichette si affida all’illuminatore ad anello DC6, che riduce al minimo le ombre. In ogni caso, RODER Vision fornisce supporto tecnico di ingegneria per dimensionare e gestire il trigger degli illuminatori. Pertanto, definire prima la funzione, la velocità e il mix di colli, e poi scegliere l’illuminatore corrispondente.

Domande frequenti