康耐視DataMan讀碼器在首飾盒上條碼讀取的應(yīng)用

在一家大型首飾直銷公司的倉庫里，拾防機(jī)正在首飾盒放置到兩條輸送帶上，由輸送帶將它們輸送到包裝站。安裝在輸送帶上方的讀碼器讀取每個(gè)首飾盒上的一維條碼，然后，根據(jù)此識(shí)別結(jié)果，每個(gè)首飾盒將被轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的包裝站。該首飾盒以前安裝的是激光掃描儀，用于讀取原計(jì)劃張貼到首飾盒上的A質(zhì)量與B質(zhì)量條碼。然而，該公司無法從其生產(chǎn)商那里獲取A質(zhì)量與B質(zhì)量條碼，而且安裝的激光掃描儀無法讀取C質(zhì)量與D質(zhì)量條碼。英雌，這些掃描儀僅可讀取96.5%的條碼，該公司需要安排兩名全職工人專門處理讀取失敗的情況。

系統(tǒng)集成商Cornerstone Automation公司參與了這個(gè)項(xiàng)目，其收集了一天內(nèi)無法讀取的所有首飾盒，要求康耐視提供解決方案?？的鸵旸ataMan讀碼器能夠讀取掃描儀無法讀取的所有條碼。集成有DataMan讀碼器的全新系統(tǒng)將讀取率提高到了99.9%以上，每周節(jié)省了75小時(shí)處理讀取失敗的時(shí)間。

條碼讀取挑戰(zhàn)

首飾盒的尺寸約為7.62厘米×7.62厘米×3.81厘米。生產(chǎn)商將尺寸為1.27厘米×2.54厘米、質(zhì)量不佳的一維條碼張貼到了首飾盒蓋的前端，因此，條碼是面向前方的。裝有體積較大的產(chǎn)品的首飾盒存放在輸送帶任意一側(cè)安裝的2.13米自動(dòng)訂單選擇配送機(jī)的存儲(chǔ)箱里。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一波訂單時(shí)，配送機(jī)會(huì)會(huì)自動(dòng)彈出所需的首飾盒，將首飾盒放置到輸送帶上。而體積較小的產(chǎn)品則會(huì)存儲(chǔ)到常規(guī)貨架上。這部分訂單被傳送給拾放機(jī)，其將人工收集這些產(chǎn)品，并將它們放置到輸送帶上。首飾盒的高度略有不同，因此，將它們蓋朝下放置到輸送帶上，以便******限度地減少輸送帶上方條碼的高度變化。系統(tǒng)不會(huì)使條碼朝向任何特定方向。當(dāng)條碼到達(dá)包裝區(qū)域時(shí)，轉(zhuǎn)向機(jī)會(huì)將每個(gè)首飾盒推離輸送帶，進(jìn)入負(fù)責(zé)該首飾盒訂單的包裝站。

這套自動(dòng)化系統(tǒng)非高效。但在很大程度上依賴讀碼器賭氣以每分鐘60個(gè)首飾盒的速度從輸送帶上傳輸下來的每個(gè)首飾盒上條碼的能力。當(dāng)條碼被讀取后，貼標(biāo)機(jī)將印刷7.62厘米×7.62厘米的較大標(biāo)簽，并將其張貼到首飾盒底部。激光掃描儀用于控制將首飾盒轉(zhuǎn)向相應(yīng)包裝張貼站的轉(zhuǎn)向機(jī)，其可輕松讀取這種尺寸較大的標(biāo)簽。過去，掃描通道被定位在包裝貼的上游。包裝站采用4臺(tái)激光掃描儀，每臺(tái)指向首飾盒的一個(gè)側(cè)面，以讀取尺寸較小的標(biāo)簽。

然而，激光掃描儀很難讀取質(zhì)量下降、角度變化、位置不同的條碼，這是應(yīng)為它們每次只能看到一條掃描線，其讀取非理想形狀的條碼的能力非常有限。結(jié)果，這種激光掃描儀無法讀取的條碼達(dá)到約3.5%，即每天有2000多個(gè)首飾盒上的條碼會(huì)讀取失敗。該公司必須安排人工來處理這些無法讀取的條碼，他們需要手動(dòng)將特別印刷的標(biāo)簽張貼到每個(gè)首飾盒上。即使當(dāng)激光掃描儀運(yùn)行非常好時(shí)，兩名工人也需要做好處理任何讀取失敗的準(zhǔn)備，因?yàn)榫哂胁豢勺x條碼的產(chǎn)品將不會(huì)到達(dá)包裝站。這會(huì)阻止包裝機(jī)完成訂單，指導(dǎo)人工處理好讀取失敗。

轉(zhuǎn)向基于視覺的技術(shù)

該首飾公司要求Cornerstone Automation公司幫助提高他們生產(chǎn)線上質(zhì)量較差條碼的讀取率?？党床四鸵暪镜淖x碼器提供了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的全新解決方案，成功解決了這一挑戰(zhàn)。條碼讀取技術(shù)背后的基本原理是，讀碼器采集圖像，并使用一系列算法處理圖像，使其更易于讀取。經(jīng)典的算法會(huì)搜索整個(gè)代碼圖案，并確定其位置和方向，以便輕松讀取。其他算法會(huì)處理由于材料類型和表面差異而導(dǎo)致的條碼質(zhì)量下降。另外，基于圖像的讀碼器還可以讀取含有更大量數(shù)據(jù)的二維碼，如DataMatrix碼，從而提供冗余，這樣，即使在代碼受到損壞的情況下，也能夠讀取代碼。

“我們找到了康耐視公司。詢問他們是否能夠幫助解決讀取失敗的問題”，”Cornerstone Automation公司的一位合作伙伴Michael Doke說道，“康耐視要求我們收集激光掃描儀一天內(nèi)無法讀取的所有條碼?？的鸵曁峁┝嘶谝曈X的讀碼器，設(shè)置好之后，它能夠讀取激光掃描儀讀取失敗的每個(gè)條碼?！笨的鸵曂扑]了一款DataMan固定式讀碼器來解決此應(yīng)用。這款DataMan讀碼器的分辨率為1280×1024像素，并提供可變焦液態(tài)鏡頭和自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)，非常適合這種需要較大景深的應(yīng)用。該液態(tài)鏡頭使用兩種等密度液體，其中，油為絕緣體，水為導(dǎo)電體。液-液界面的電壓變化導(dǎo)致曲率發(fā)生變化，其反應(yīng)過來會(huì)改變所安裝的光學(xué)鏡頭的焦距。即使當(dāng)相機(jī)與代碼的距離出現(xiàn)變化時(shí)（出現(xiàn)變化的原因在于，條碼可能張貼在產(chǎn)品上的任意位置），液態(tài)鏡頭也能夠?qū)⒋a始終保持在焦距內(nèi)。

采用基于圖像的技術(shù)讀取條碼時(shí)，共需四個(gè)步驟：采集條碼的圖像；定位圖像中的條碼；生成一個(gè)信號(hào)；解碼該信號(hào)。直到現(xiàn)在，基于圖像的讀碼器一直受到一些因素的限制，包括保真度較差及用于定位條碼和提取一維信號(hào)以供解碼的圖像分析方法的速度低下?？的鸵旸ataMan讀碼器中使用的Hotbars技術(shù)重新定義了讀碼過程的信號(hào)生產(chǎn)階段。軟件解碼算法必須向解碼器提供質(zhì)量良好的“信號(hào)”，以確保其能夠被讀取。Hotbars技術(shù)專注于信號(hào)生產(chǎn)，以使解碼變得效果更佳、速度更快。其提高了信號(hào)質(zhì)量，并極大地提高了信號(hào)采集速度。

Hotbars技術(shù)的速度比用于生產(chǎn)信號(hào)的傳統(tǒng)方法快約20倍。由于速度提高，解碼算法擁有了更多時(shí)間來進(jìn)行解碼，其反過來又使DataMan能夠快讀讀取嚴(yán)重?fù)p壞的條碼，且無需特殊的硬件技術(shù)。當(dāng)Hotbars技術(shù)與成像領(lǐng)域內(nèi)的一些技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合時(shí)，包括高強(qiáng)度LED、液態(tài)鏡頭和百萬像素傳感器，將產(chǎn)生一臺(tái)先進(jìn)的讀碼器，在提供固態(tài)數(shù)字技術(shù)的同時(shí)，性能也不亞于光電機(jī)械激光掃描儀。

實(shí)施解決方案

將四臺(tái)康耐視讀碼器設(shè)置在四個(gè)不同的方向，每臺(tái)與首飾盒保持30.48至40.64厘米的距離，并與輸送帶呈20°角。將四臺(tái)讀碼器配置為群組觸發(fā)模式，以確保四臺(tái)讀碼器同時(shí)采集圖像，然后將它們各自的讀取結(jié)果組合在一起，構(gòu)成一個(gè)綜合結(jié)果。這四臺(tái)讀碼器連續(xù)開啟，并配置為自觸發(fā)模式，以便一旦它們探測(cè)到一個(gè)代碼，就能夠自觸發(fā)讀取。每當(dāng)任何讀碼器檢測(cè)到一個(gè)代碼，主讀碼器就會(huì)生成一個(gè)讀碼結(jié)果，并將其傳輸?shù)焦I(yè)PC，從而簡化了收集和處理多臺(tái)讀碼器讀取結(jié)果的任務(wù)。

全新的讀碼器提供99.9%以上的讀取率。讀取率顯著提高后，以前經(jīng)安排專門手動(dòng)處理標(biāo)簽讀取失敗的兩名員工現(xiàn)在可以執(zhí)行更多其他生產(chǎn)任務(wù)了。最終的效果是，該首飾直銷公司順利解決了一大難題，并顯著降低了分銷成本。