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Leitor de código de barras fornece taxas de leitura mais altas em selos de impostos de bebidas alcoólicas em condições adversas

Goody Goody Liquors Inc using cognex system inspect jager bottles

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No Estado do Texas, um selo de imposto deve ser aplicado a cada garrafa de bebida alcoólica vendida no nível de atacado, como hotéis e restaurantes. A Goody-Goody Liquors Inc., localizada em Dallas, Texas, queria automatizar o processo de leitura dos selos para garantir que cada garrafa tivesse um selo de imposto e para armazenar seu número em um banco de dados para fins de auditoria. A aplicação apresenta um maior desafio de leitura de código de barras. O sistema processa garrafas na taxa de uma por segundo e as garrafas têm formas diferentes e os rótulos têm planos de fundo diferentes. Além disso, a posição do rótulo varia e a iluminação muda continuamente.

A Cisco-Eagle, a empresa que desenvolveu o sistema automatizado para aplicação dos selos, conseguia atingir apenas cerca de 95% de precisão com o primeiro leitor de código de barras que testou. Isso significou que o leitor apresentava falha de leitura de um código de barras aproximadamente a cada 20 segundos. Em seguida, a Cisco-Eagle testou o leitor de código de barras Cognex DataMan® 500 e descobriu que ele raramente não conseguia ler um código de barras. “O suporte ao cliente da Cognex é extraordinário”, disse Sam Chen, engenheiro sênior de software e robótica da Cisco-Eagle. “Eles trabalharam continuamente conosco para tornar esta aplicação um sucesso".

Quando Joe Jansen comprou a loja de bebidas Goo Goo em janeiro de 1964, decidiu chamá-la de Goody Goody para economizar dinheiro não tendo que comprar uma nova placa. Nesta ocasião, a loja estava situada em um prédio de 4,5 m e um estoque no valor de US$ 2.400. A empresa atingiu um montante de US$ 1 milhão em vendas em 1969. A Goody Goody abriu uma divisão atacadista em 1966 e, em 1974, vendeu para se concentrar no negócio de varejo, iniciando uma nova divisão atacadista em 1995. Atualmente, a Goody Goody Liquors é a maior cadeia de lojas de varejo em volume no mercado e sua divisão atacadista atende a mais de 600 hotéis e restaurantes na área de Dallas.

Quando a Goody Goody Liquors quis automatizar a aplicação de selos de imposto, a gerência começou a conversar com a Cisco-Eagle, por causa de sua experiência, conforme a empresa colocou. “obter a quantidade certa do material certo no local certo, no momento certo, na sequência certa, na posição certa, na condição certa, pelo custo certo, de uma maneira segura”. A Cisco-Eagle foi fundada com a incorporação da Cisco Material Handling em 1953, seguida pela fundação da Eagle Material Handling em Tulsa, Oklahoma, em 1985. As empresas se fundiram em 1995. A Cisco-Eagle oferece soluções para a movimentação, o armazenamento, a recuperação, o controle e a proteção de materiais e produtos em toda a sua fabricação, distribuição, consumo e descarte.

Aplicação desafiante da visão mecânica

A Cisco-Eagle trabalhou com a Goody Goody Liquor para desenvolver um sistema que aplica automaticamente os selos de impostos com códigos de barra 1-D e lê o código de barras para fins de verificação e acompanhamento. As garrafas de bebidas alcoólicas são processadas em altas velocidades nas esteiras transportadoras. Um aplicador coloca automaticamente o selo, mas o sistema deve ser capaz de controlar no caso de falha do aplicador. A visão mecânica é necessária para identificar as garrafas que não têm selo, para que elas possam ser removidas da linha. O leitor baseado em imagem também captura o número do selo de imposto, para que ele possa ser inserido em um banco de dados junto com o número da garrafa no caso de uma auditoria.

“Tentamos vários sistemas de visão mecânica no passado para esta aplicação, mas tivemos problemas de confiabilidade”, disse Chen. “Um dos desafios é que os rótulos passem pelo leitor de código de barras muito rapidamente. As garrafas em si são diferentes, algumas são redondas e outras retangulares, o que afeta a maneira que os códigos de barras são apresentados. A linha processa muitas garrafas de bebidas alcoólicas diferentes, muitas das quais oferecem um plano de fundo que pode ser difícil de ler, por exemplo, embalagem muito escura, muito brilhante ou riscada e conteúdo do líquido transparente ou opaco. Finalmente, a linha é usada em um armazém onde a iluminação muda constantemente conforme as luzes são ligadas e desligadas e o grau da iluminação natural muda com o horário do dia e o clima”.

Seleção do leitor de código de barras

A Cisco-Eagle testou vários leitores de código de barras diferentes. Um leitor conseguiu ler apenas o código de barras nos planos de fundo amplamente variáveis das garrafas cerca de 95% do tempo. Isso resultou em uma falha de leitura de aproximadamente cada 20 segundos, o que negou os principais benefícios da automação. Os engenheiros da Cisco-Eagle tentou outro leitor de código de barras, mas teve dificuldade em integrá-lo ao controlador lógico programável (CLP, Controlador Lógico Programável) Rockwell ControlLogix que controla a linha de engarrafamento. Eles receberam bem pouca ajuda direta do fabricante do leitor de código de barras para resolver este problema crítico.

“Decidimos continuar com o leitor de código de barras Cognex DataMan 500, pois ele tem uma maior profundidade de campo, resolução mais alta e tecnologia de decodificação que tornou possível a leitura confiável dos códigos de barras, apesar dos desafios desta aplicação", disse Chen. O DataMan 500 é o primeiro leitor da indústria de logística a usar a tecnologia de lente líquida com foco automático que aumenta a profundidade de campo para maior confiabilidade em aplicações onde a posição da embalagem varia. O DataMan 500 oferece resolução de imagem 1024 X 768. O DataMan 500 também oferece decodificação avançada, tornando possível a fácil leitura de códigos mal impressos, danificados e distorcidos, códigos em um plano de fundo ruidoso, perspectiva extrema, códigos com altura baixa, desfocados, arranhados, etc.

“Os outros fabricantes de leitor de código de barras nos ofereceram seus manuais e números de suporte técnico e precisamos descobrir como aplicar e integrar os novos produtos amplamente em nosso próprio produto”, disse Chen. “Por outro lado, a Cognex nos disse passo a passo como usar o produtos e nos ajudou a integrar seu leitor de código de barras em nosso sistema. Quando tivemos problemas, eles vieram e trabalharam conosco até a aplicação ser bem-sucedida”. O leitor de código de barras da Cognex é configurado conectando-o a um computador pessoal. Uma interface gráfica de usuário é usada para definir parâmetros, como abertura, ganho, foco, parâmetros de comunicação, etc.

Integração do leitor de código de barras e do sistema do aplicador

O DataMan 500 estabelece a comunicação usando o protocolo EtherNet/IP da Rockwell e tem um driver para CLPs da Rockwell que simplifica a tarefa de integração. Depois que o driver estiver instalado no CLP, a câmera mostra como um componente. Em seguida, o CLP pode ser facilmente programado para emitir comandos à câmera, como capturar uma imagem com programação mínima. Nesta aplicação, a emissão do comando para o leitor do código de barras capturar uma imagem, fornecer comentários se um código de barras foi detectado ou não e enviar o número do código de barras foi realizada com apenas três linhas de código.

Um pouco antes das garrafas serem colocadas na esteira, um operador usa um scanner manual para ler o código de barras no rótulo, inserindo automaticamente o número em um banco de dados. Em seguida, o operador coloca a garrafa na linha. Um sensor fotográfico detecta a garrafa assim que ela começa a se mover na linha. A linha pode se mover em várias velocidades e o CLP controla a posição de cada garrafa elevando os pulsos do codificador que ele detectou quando a garrafa passou no primeiro sensor fotográfico. À medida que a garrafa desce na linha, o selo de imposto é aplicado à garrafa. Outro sensor fotográfico é montado na linha logo antes do leitor de código de barras e fornece um sinal ao CLP toda vez que uma garrafa passa por ele na esteira.

O CLP envia um sinal à câmera para começar a captura imagens. O leitor de código de barras captura imagens até encontrá-la e lê um código de barras. Com base no tempo e percurso decorrido desde que a garrafa foi carregada na linha, o CLP sabe qual garrafa específica foi lida pelo leitor de código de barras e armazena o código de barras do selo de imposto na mesma linha de código de barras que ele armazenou anteriormente o ID do rótulo. Se o DataMan 500 não conseguir localizar um código, enviará um sinal ao CLP. Em seguida, o CLP aciona um mecanismo de rejeição para remover a garrafa da linha em uma estação posicionada adiante no processo.

“A confiabilidade do leitor de código de barras Cognex é significativamente mais alta do que outras câmeras que testamos nesta aplicação”, disse Chen. “Ele raramente falha para detectar o rótulo, mesmo em garrafas com planos de fundo muito confusos e condições de iluminação difíceis. O leitor de código de barras tem uma função muito importante no sucesso desta aplicação que poupa um tempo enorme que anteriormente era gasto na aplicação de rótulos, na varredura manual de rótulo e na entrada de informações do selo de imposto. O cliente está muito feliz com o desempenho do sistema e não recebemos nenhuma chamada de serviço sobre o leitor de código de barras”.

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