Гамбургский монетный двор, один из старейших монетных дворов Германии, с начала 2000-х годов использует машинное зрение для автоматизации различных этапов производства, таких как выравнивание монет при упаковке или различные задачи контроля качества.
В рамках другого проекта мы столкнулись с проблемой, заключавшейся в том, что точное позиционирование монет в процессе печати занимало очень много времени. В тесном сотрудничестве с заказчиком за последние 10 месяцев была разработана система машинного зрения для автоматизации этого процесса, которая успешно зарекомендовала себя в ежедневной эксплуатации с мая.
Система распознает детали рельефа монеты, подлежащие окрашиванию, и отправляет эти данные на цифровые принтеры, которые затем печатают соответствующие детали. Это приводит к повышению эффективности производства и значительной экономии времени, поскольку на лоток можно одновременно разместить до 250 монет без необходимости трудоемкого ручного выравнивания.
Цель системы — обеспечить точность печати. Если отпечаток не совпадает с рельефным изображением монеты, образуются бракованные экземпляры, количество которых необходимо свести к минимуму любой ценой. Допустимое отклонение при печати не должно превышать 0,2 мм.
Архитектура и функционирование системы
|
Здесь на монетах выгравированы чеканные мотивы (это не является частью решения phil-vision). |
|
|
Монеты вручную помещаются на поднос, затем четыре камеры высокого разрешения фиксируют их положение и вращение, чтобы впоследствии на основе данных измерений (положение и вращение) определить детали цветового рисунка на рельефе монеты и извлечь информацию, необходимую для печати. |
|
|
Специально разработанный алгоритм анализирует полученные данные изображения для определения точного положения и размера деталей изображения, подлежащих печати. Этот алгоритм обеспечивает точное распознавание даже при изменении ориентации монет на подносе. |
|
|
Обнаруженная информация для печати передается на принтер в режиме реального времени для обеспечения необходимой точности. |
|
|
Выбранные детали мотива точно наносятся на рельеф монеты. Процесс печати разработан для обеспечения высочайшей точности и цветопередачи. В данном случае используется принтер Roland, однако в любое время возможна адаптация программного обеспечения для других марок принтеров. |
|
|
После процесса печати монеты автоматически упаковываются и подготавливаются к отправке. |
Система машинного зрения для печати на монетах не только повышает эффективность и позволяет одновременно печатать до 250 монет, но и использует технологию, обеспечивающую чрезвычайно точное распознавание деталей дизайна и гарантирующую идентичный отпечаток с точностью до 50 мкм, что минимизирует брак. Система может обрабатывать различные дизайны монет и легко адаптируется к новым проектам.
Для бесперебойной работы системы потребовалась обширная подготовительная работа и координация. Мы объясняем высокую популярность pvPhotobox среди пользователей прежде всего тем, что с самого начала привлекали к разработке персонал, занимающийся эксплуатацией. Начиная с формулировки требований и заканчивая деталями эксплуатации и использования, все аспекты интенсивно обсуждались не только с руководством, но и с пользователями.
Результат:
- Благодаря использованию этой системы производительность печати монет увеличилась почти вдвое.
- Требуемая точность в 50 мкм обеспечена.
Теоретически к системе можно подключить любое количество принтеров, однако целесообразно использовать максимум 8. Ограничения здесь обусловлены только временем, необходимым для ручной загрузки лотков. Требуемое время обработки составляет 2 секунды на монету, то есть для полного лотка с 250 монетами потребуется примерно 5 минут.
Работая ранее с Гамбургским монетным двором над различными проектами, я уже был осведомлен о потенциальных проблемах и источниках ошибок. В любом случае, мы хотели достичь целевой точности печати в 50 мкм. Для нашего заказчика, конечно, эта цель относилась к готовому изделию, а не к результатам наших измерений. К сожалению, используемые принтеры далеки от того, чтобы поддерживать этот допуск по абсолютному размеру. Принтеры слишком неточны в абсолютном выражении, но при этом обеспечивают очень воспроизводимые результаты, чем мы и воспользовались, чтобы найти приемлемое решение, включив допуски принтера в нашу калибровку.
Hamburgische Münze (Гамбургский монетный двор)
Гамбургский монетный двор — старейший монетный двор Германии. Его история восходит к IX веку. Первая известная гамбургская монета датируется 834 годом. Сегодня Гамбургский монетный двор является юридически зависимым государственным предприятием ганзейского города Гамбурга. Он находится под надзором финансовых властей города. Имея около 40 сотрудников, это один из пяти монетных дворов в Германии, которые производят монеты по заказу Федерального министерства финансов для снабжения населения и торговли.
