Vigilancia de tracking y generación de etiquetado

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"La potencia del software de LabVIEW junto con el equipo de soporte de National Instruments han sido dos puntos clave para el desarrollo y finalización de este proyecto. "

- Diego Laquidain Maquirriain, Automatización y Gestión de Activos lndustriales

The Challenge:
Desarrollar un sistema de visión para la vigilancia del tracking de pallets en una fábrica de envasado para estos se generen en la base de datos de la planta y se realicen etiquetados con los datos correctos.

The Solution:
Se optó por desarrollar un sistema basado en reconocimiento OCR para verificar los datos de trazabilidad que llegan desde un autómata. Se optó por desarrollar una aplicación en LabVIEW que cubra todas las necesidades técnicas del proyecto: captura y tratamiento de tratamiento de imágenes, bases de datos, OPC, Comunicación serie.

Author(s):
Diego Laquidain Maquirriain - Automatización y Gestión de Activos lndustriales

Introducción


La aplicación desarrollada casi en su totalidad bajo el software de National Instruments, se implanta en una fábrica de envasado con varias líneas de producción con el fin de verificar el código impreso en los pallets mediante reconocimiento OCR, actualizar el stock del almacén y generar el etiquetado de los pallets con los datos creados por la base de datos de la planta. Cada una de estas líneas puede envasar productos diferentes que acaban apilándose en pallets al final de cada línea.
Al salir de la línea de envasado, cada pallet queda marcado con un código numérico para poder identificar el producto que contiene el pallet y la línea donde se ha fabricado. Todos los pallets de las líneas convergen en una cinta transportadora común que lleva dichos pallets al almacén. Un autómata industrial, controla los pallets que van entrando en la cinta guardando en un buffer interno los códigos de cada pallet con el orden en el que van a ir entrando al almacén. La aplicación lee continuamente este buffer para poder comparar el código leído con las cámaras y el código que llega del buffer del autómata.
Justo en la entrada del almacén es el lugar donde se ha integrado la aplicación.



Imagen 1. Distribución de las líneas de envasado y localización de la aplicación desarrollada


El principal objetivo de esta aplicación es el de verificar que el código impreso en el pallet es correcto y legible. Para ello, cada vez que un pallet se para en el puesto de la aplicación se inicia un proceso de captura y tratamiento de imagen para realizar un reconocimiento OCR sobre las imágenes capturas por las cámaras de visión. Una vez que la aplicación ha reconocido el código impreso en el pallet, comunica a la base de datos de planta la entrada a almacén de un nuevo pallet pasándole como información el código leído y el número cajas que conforman el pallet (dato con origen en el PLC). Si la aplicación no consigue reconocer el código inscrito en la pallet, se cuenta con un formulario en la aplicación para poder introducir los datos de manera manual por un operario de planta.
Una vez que la base de datos de planta ha generado un nuevo registro en sus tablas, la aplicación recoge los datos necesarios de este nuevo registro para realizar el etiquetado del pallet.
Dependiendo del tipo de producto o la zona donde se vaya a exportar el pallet, cada etiqueta tiene un formato e información diferentes. La aplicación debe realizar consultas dinámicas a la base de datos para obtener los datos de etiquetado necesarios en cada caso. El etiquetado se realiza con una impresora industrial sita en el mismo puesto que la aplicación. Dicha impresora, se comunica con la aplicación a través de un interfaz RS232 y mediante un protocolo propio de la impresora e implementado dentro de la aplicación para enviar y recibir los comandos necesarios.
La aplicación genera informes para tener un histórico de las lecturas realizadas, tanto correctas como incorrectas. Esto permite a los responsables hacer análisis en tiempo real y realizar acciones correctivas en los marcadores de código de los pallets.
Datos técnicos y funcionalidades
La aplicación cuenta con 4 cámaras que soportan PoE y conectadas a través de protocolo GigE. Cuando llega un pallet, la aplicación realiza una captura y reconocimiento OCR secuencial de cada una de las cámaras deteniendo el proceso en el momento que una cámara ha reconocido el código del pallet. La comunicación y capturas de las imágenes se realizan a través de librerías del fabricante integradas dentro de la aplicación de LabVIEW.
Las cámaras están colocadas en ambos lados del pallet (detrás y adelante) y en dos alturas. El motivo de colocar dos alturas fue por el hecho de que no todos los pallets tienen la misma altura lo cual hace que el código pueda estar desplazado en altura y quedar fuera del campo de visión de las cámaras. Lo mismo pasa con el lado del código, no siempre viene en el mismo frontal del pallet y es por ello que se han colocado cámaras en la parte trasera y delantera.


                                   

 

             Imagen 2. Distribución de las cámaras instaladas para la lectura de los códigos impresos en los pallets

Para el tratamiento de las imágenes se han usado las funciones de la librería IMAQ y para el reconocimiento OCR se ha usado el modulo de visión  generando de manera automática el desarrollo hecho en la herramienta Vision Builder  a código LabVIEW. Esta herramienta ha permitido comprobar las distintas estrategias de tratamiento de imagen así como poder modificar el aprendizaje de sombras de la aplicación a partir de sus archivos de configuración.
La aplicación comunica con el autómata de la cinta transportadora a través de un servidor OPC DA instalado en el propio PC donde corre la aplicación. Esta comunicación entre la aplicación y OPC se realiza a través de DataSockets.
La base de datos de planta es un sistema basado en Oracle. La comunicación entre la aplicación y la base de datos se realiza a través de un conector ODBC usando la herramienta NI Database Connectivity Toolkit. Mediante este enlace la aplicación hace llamadas a procedimientos almacenados y consultas a tablas y vistas de la base de datos.
La comunicación entre la etiquetadora y la aplicación se hace a través del puerto serie y mediante interface RS232. A pesar de haber tenido que desarrollar dentro de LabVIEW el protocolo de la impresora, se utilizaron los drivers de NI-VISA.
                           
                                                                        Imagen 3. Arquitectura completa de la integración


Conclusiones
La potencia del software de LabVIEW junto con el equipo de soporte de National Instruments han sido dos puntos clave para el desarrollo y finalización de este proyecto. Esta modularidad del software ha demostrado que no solo pueden utilizarse hardware, herramientas y/o  librerías propias de NI sino que también permite integrar en su propio código software de terceros o comunicarse con otro hardware

Author Information:
Diego Laquidain Maquirriain
Automatización y Gestión de Activos lndustriales
Pol. Ind. Noain-Esquiroz0la n2
Noain
Spain
Tel: +34948300614
Fax: +34848849892
d.laquidain@againsl.com

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