小小黄人——高速检测极速互联

 汤臣倍健是中国膳食补充剂领导品牌和标杆企业，对产品的生产过程严格把关，对产品的生产质量要求极为严格。

汤臣倍健的产品包装线包括理瓶、塞干燥剂、数粒装瓶、旋盖、封口、贴标、装箱打包、赋码关联等过程。产品信息追溯系统是公司对产品质量和各环节质量把关的重要一部分，汤臣倍健拥有从产品生产、销售到最终用户使用的一套完整的产品信息追溯系统，而康耐视的视觉和条码阅读产品给这套追溯系统提供了良好的解决方案。

产品信息追溯系统包含赋码、读码、信息关联、产品查询4个环节。其中读码好坏是生产成功与否的关键。只有高速精准的读码效果，才能在生产源头刷选出NG产品，从而保证产品质量和产品信息的准确性。

据汤臣倍健的车间生产主任介绍，在未使用康耐视产品和技术之前，他们是用条码枪人工扫描。但是人工扫描效率太低，而且无法进行重码对比。后来也做过一套自动的赋码关联系统，但是读码的识别率较低，对大部分人眼可接受码无法识别，剔除量较多，导致有大量的产品需要返工，并且使用的视觉软件复杂且为全英文版，车间员工不会操作。在不考虑剔除的情况下，生产的稳定速度只能做到200瓶/分。

据分析，赋码关联系统中很关键的一个环节就是读码，只有保证读码的正确率，才能保证整个系统的高速稳定运行。汤臣倍健的产品瓶盖底部光滑平整，OCR码识别率很好，但是瓶底二维码的读取是这个项目的难点(如图1)，主要有三个原因：

1)激光刻码机在动态打印时，由于夹持带的抖动会引起二维码的稍微变形，但这种二维码在人眼看来又在可接受范围，通过手机也能正常读取。

2)瓶底是曲面，而且瓶底有注塑的LOGO，激光刻码时瓶子角度是随机的，如果二维码刚好打印在注塑LOGO上，对二维码的读取是一个挑战。

3)由于此产品包装环节较多，瓶子经过输送带传送的距离较长，瓶子底部跟输送带长时间摩擦，瓶底划痕和污渍较多，对检测效果有一定的影响。

图1 瓶底二维码

当时，为解决读码难题，汤臣倍健找到了合作方广州珐玛珈智能设备股份有限公司(以下简称珐玛珈)。珐玛珈是一家为医药和食品企业定制包装设备的设计生产商，使用过多种视觉和读码品牌，但是效果不尽人意。

“由于赋码关联系统对读码识别率要求较高，识别率低会导致产品返工太多，我们在进行汤臣倍健此技改项目之前，进行了多个品牌的对比和市场调查，并选择了几个品牌的供应商进行前期测试。”珐玛珈的工程师表示，“由于康耐视相机强大的处理能力、简单易学的软件界面、良好的测试数据和强大的通讯功能，最终我们选定了康耐视的In-Sight系列视觉和Dataman系列条码产品，来帮助解决赋码系统中的读码挑战。”

借助康耐视相机和条码阅读器的优越性能和第三方设备强大的通讯功能，珐玛珈的工程师很快为汤臣倍健定制了表面缺陷检测和OCR、二维码以及条形码识别和读取方案，解决了包括：1)激光刻蚀码歪曲变形、可接受缺失;2)检测面不平整;3)检测面污渍;4)高速识别; 5)多设备通讯;6)多个不规则二维码的同时读取;7)瓶底注塑LOGO;8)划伤、麻点在内的大部分生产遇到的问题。

据珐玛珈的工程师介绍，在之前的OCR检测测试中，一般的智能相机检测12个字符的最高速度接近在280瓶/分，但是检测处理时间差异很大，误检率较高。而康耐视的IS7402和IS8402在速度方面表现出色，检测速度最高达到400瓶/分，超出汤臣倍健提出的300瓶/分的速度要求。

“康耐视相机大大降低了剔除率，处理也很快，几乎很少需要人工干预。”汤臣倍健的车间操作员满意的说，“相机处理速度快，数据通讯实时性好，从而完美解决了之前生产所碰到的问题。”

据了解，该项目的赋码系统分为瓶盖赋码关联和瓶底赋码关联两大部分，都应用到了康耐视的视觉系统和条码阅读器产品。

瓶盖赋码关联

首先通过贴标机对瓶盖进行贴标，贴标完成后利用康耐视DM300对瓶盖标签上的条形码进行读取，上传到PC;接着通过PC上位软件将OCR信息发送到激光刻码机，在瓶盖底部打印出OCR码;然后用IS7402相机对OCR码识别和读取，NG的OCR码和重复OCR码在后段剔除，OK的OCR码上传到PC上位软件;最后将OCR和条码进行关联，存入数据库，实现一个瓶盖对应一个OCR码和一个条码。

图2 瓶盖赋码现场

图3 瓶盖赋码关联软件

图4 赋码关联产品

汤臣倍健的车间主任评价说，此系统比之前的人工赋码关联效率快了10倍，并且识别错误率极低。使用的In-Sight Explorer软件为全中文界面，通俗易懂，使用方便，并且识别率高，识别速度快。他们对这套系统非常满意，并且很期待正在进行的瓶底赋码关联系统的使用效果。

瓶底赋码关联系统

瓶底赋码关联系统是对瓶子信息和箱子二位码进行关联，保证一个箱子的条形码对应6个瓶子的二维码信息。保证每箱产品的唯一性，不可复制性和可追溯查询。

工作流程如下：

1)首先通过PC上位软件将二维码信息发送到激光刻码机打印二维码，然后利用IS8402相机对二维码进行预读取，剔除NG(刻码不完成、重码、无码)产品。

2)OK产品上传PC上位机保存，然后通过输送带进行其他包装流程。

3)6个瓶子一组通过机械手抓取到IS5705相机读取位置，同时对6个瓶子底部的二维码进行识别读取，通过电子表格将6个二维码信息上传到PC上位软件，并跟之前IS8402预读取的二维码进行二次验证。

4)NG(读码失败和无预读码信息)产品通过机械手抓取到剔除箱，OK(检测和对比通过)产品通过机械手抓取装箱。

5)装箱完成后，通过输送带输送到后段的即打即印贴标机。

6)PC上位软件将正确的6个瓶底二维码信息生成一个条形码，并将信息发送到即打即印贴标机，将条形码标签贴到箱子上。

7)康耐视DM150条码阅读器对箱子条码标签进行读取识别，识别正确的箱码便生成一箱正确的产品，并通过上位机存入数据库，读取或对比失败箱子执行剔除。

由于该系统的完美检测效果和出色的稳定性，珐玛珈对该系统非常满意，并跟汤臣倍健协商将此系统发到德国进行5月份的工业展展示。

图5 瓶底赋码关联系统应用

图6 IS8402安装位置和识别效果图

图7 IS5705相机安装方式和识别效果图

图8 DM150安装方式

图9 赋码关联软件界面图

此项目利用康耐视的产品作为读码设备，凭借康耐视In-Sight系列视觉系统和Dataman系列产品的强大处理能力和视觉工具，完美解决了生产中单个和多个二维码的动态高速读取;全面易用的连接套件和通信能力，轻松实现与第三方设备的通信，并保证数据的实时性;简单易用的软件界面和稳定性，赢得了汤臣倍健和珐玛珈的一致好评。

康耐视先进的机器视觉技术很好的解决了赋码关联系统在读码上的应用，为医药行业在赋码关联和三级监管码应用上提供了经典案列。