CN106706654A - 一种塑料瓶质量视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料瓶质量视觉检测系统，其包括检测箱和服务器，检测箱内设有输送导轨、分离机构和检测机构，分离机构包括两个传动件，两个所述传动件用于将待检塑料瓶逐个分离使其有序的进入到检测工位；检测机构包括相机和光源，相机的数量为三个，三个相机呈正三角形布置于所述输送导轨的两侧。本发明通过设置分离机构可带动下一待检塑料瓶向前移动，同时可对下一待检塑料瓶与检测塑料瓶之间的距离进行控制，避免影响检测结果的准确性以及产生检测速度较慢问题；本发明还可实现检测塑料瓶的全方位图像采集，使检测结果更加可靠。

Description

一种塑料瓶质量视觉检测系统

技术领域

本发明涉及塑料瓶的质量检测技术，特别涉及一种塑料瓶质量视觉检测系统。

背景技术

随着计算机与机器视觉技术的迅速发展，用户对产品的质量要求越来越高。然而目前大多数生产企业对塑料瓶缺陷的检测仍然使用人工观察方式，人工检测方法存在以下缺点：(1)长时间检测单一产品，检测工人眼睛容易疲劳，并且容易受情绪的影响，检测结果难以保证。(2)每个检测工人对同种被检测产品的标准有轻微的浮动，检测标准不一致，因此很难保证高质量的产品。(3)人工检测的速度相对比较慢，短时间内很难检测完成大量生产任务。(4)人工检测的精度低，人眼可以发现的最小的缺陷是对比度明显、相对比较大的缺陷,但依靠人的能力很难保持持续的、稳定的视觉效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种塑料瓶质量视觉检测系统，解决现有的人工检测塑料瓶缺陷存在检测结果不可靠以及检测速度较慢的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种塑料瓶质量视觉检测系统，包括检测箱和服务器，所述检测箱内设有输送导轨、分离机构和检测机构，所述输送导轨、分离机构和检测机构均与所述服务器连接；所述分离机构包括两个传动件，两个所述传动件对称设置在所述输送导轨的两侧，两个所述传动件用于将待检塑料瓶逐个分离使其有序的进入到检测工位；所述检测机构包括用于对检测塑料瓶进行全方位拍摄的相机和和用于对检测塑料瓶进行全方位照明的光源。

本发明的有益效果是：采用视觉检测系统不但克服了人工检测方法的缺点，同时具有检测速度快、精度高、质量可靠等优越性，给生产企业带来了质量管理的巨大帮助；同时通过在检测机构的前端设置分离机构可实现待检塑料瓶的逐个分离，并使分离待检塑料瓶在输送导轨上继续向前移动进入到检测环节，同时可对分离待检塑料瓶与检测塑料瓶之间的距离进行控制，避免距离过近时相机同时采集到检测塑料瓶和分离待检塑料瓶的图像，影响检测结果的准确性以及距离过远时检测速度较慢的问题；采用对塑料瓶进行全方位拍摄和照明的相机和光源，可实现检测塑料瓶的全方位图像采集，使检测结果更加准确可靠。

进一步：所述相机的数量为三个，三个所述相机呈正三角形布置于所述输送导轨的两侧。

上述进一步方案的有益效果是：采用呈正三角形布置的三个相机，可实现检测塑料瓶的全方位图像采集，检测结果更加准确可靠。

进一步：所述检测机构还包括用于固定所述相机的安装架，所述安装架包括立柱、水平杆和竖直杆，所述立柱的底端固定于所述检测箱上，所述立柱的顶端与所述水平杆可移动连接，所述竖直杆与所述水平杆之间可移动连接，所述相机固定于所述竖直杆上。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置可移动的水平杆和竖直杆，使相机的安装位置可以灵活调整，提高检测结果的可靠性。

进一步：所述光源的数量为三个，三个所述光源分别设于每两个所述相机之间。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置三个光源可全方位的照亮被检塑料瓶，使相机采集到清晰图像，确保检测结果的准确。

进一步：所述检测机构还包括用于检测待检塑料瓶是否到达拍照位置的第一检测装置。

上述进一步方案的有益效果是：当第一检测装置检测到塑料瓶时，输送导轨将停止运动，检测单元开始运转，实现对塑料瓶的质量检测。

进一步：所述第一检测装置包括用于发射信号的第一光纤和用于接收信号的第二光纤，所述第一光纤和所述第二光纤对称设于所述输送导轨的两侧。

上述进一步方案的有益效果是：当第二光纤接收到第一光纤发射的信号时，说明二者之间无遮挡，此时判别为无塑料瓶。当第二光纤接收不到第一光纤发送的信号时，说明二者之间被遮挡，此时判别为有塑料瓶，进而控制相机进行拍照。

进一步：所述传动件包括第一传动轮、第二传动轮以及套设于所述第一传动轮和所述第二传动轮上的输送带；所述第一传动轮和所述第二传动轮所在直线与塑料瓶的输送方向平行，且两个所述第一传动轮之间的间距和两个所述第二传动轮之间的间距均与塑料瓶的外径相等。

进一步：所述检测箱内还设有用于将检测出的缺陷塑料瓶进行剔除的剔除机构，所述剔除机构设于所述输送导轨的一侧。

上述进一步方案的有益效果是：将检测出的缺陷塑料瓶自动剔除，准确高效，且减轻工作人员的工作量。

进一步：所述剔除机构包括气缸、推板和用于检测已检塑料瓶是否到达剔除位置的第二检测装置，所述推板与所述气缸的输出轴连接。

上述进一步方案的有益效果是：当第二检测装置检测到缺陷塑料瓶时，气缸将启动，并带动推板将缺陷塑料瓶推出输送导轨，准确高效。

进一步：所述剔除机构还包括用于对剔除的缺陷塑料瓶进行收集的收集箱，所述收集箱设于所述输送导轨远离所述剔除机构的一侧。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置回收箱，便于对缺陷塑料瓶进行集中回收处理。

附图说明

图1为本发明中一种塑料瓶质量视觉检测系统结构的俯视图；

图2为本发明中一种塑料瓶质量视觉检测系统局部结构的左视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种塑料瓶质量视觉检测系统，包括检测箱和服务器，所述检测箱内设有输送导轨1、分离机构2和检测机构3，所述输送导轨1、分离机构2和检测机构3均与所述服务器连接；所述分离机构2包括两个传动件21，两个所述传动件21对称设置在所述输送导轨1的两侧，两个所述传动件21用于将待检塑料瓶52逐个分离使其有序的进入到检测工位；所述检测机构3包括用于对检测塑料瓶51进行全方位拍摄的相机31和用于对检测塑料瓶51进行全方位照明的光源32。所述相机31的数量为三个，三个所述相机31呈正三角形布置于所述输送导轨1的两侧。采用视觉检测系统不但克服了人工检测方法的缺点，同时具有检测速度快、精度高、质量可靠等优越性，给生产企业带来了质量管理的巨大帮助；同时通过在检测机构3的前端设置分离机构2可实现待检塑料瓶52的逐个分离，并使分离待检塑料瓶521在输送导轨1上继续向前移动进入到检测环节；同时可对分离待检塑料瓶521与检测塑料瓶51之间的距离进行控制，避免距离过近时相机31同时采集到检测塑料瓶51和分离待检塑料瓶521的图像，影响检测结果的准确性以及距离过远时检测速度较慢的问题；采用呈正三角形布置的三个相机31，可实现检测塑料瓶51的全方位图像采集，使检测结果更加准确可靠。

所述一种塑料瓶质量视觉检测系统主要用于检测瓶身黑点和瓶身外观缺陷，其检测速度高达达每分钟100个。

所述一种塑料瓶质量视觉检测系统还包括显示器和控制柜，所述服务器的输入端分别与三个所述相机31连接，用于对所述相机31采集到的图像进行处理，所述服务器的输出端与所述显示器连接；所述服务器设于所述控制柜内，所述控制柜上固定有连接杆，所述显示器与所述连接杆之间可360度旋转连接。方便操作人员在任意角度均能观察到显示屏上显示的数据。当检测到不合格塑料瓶后显示器上将实时显示其缺陷图片和缺陷类别；通过缺陷类别比例图，可以清晰了解各类缺陷的所占比例。所述服务器可实现不合格塑料瓶相关信息的记录，用户可对不合格塑料瓶相关信息进行查询、删除以及以不同格式导出。

所述显示器的显示界面包括菜单区、实时图区、缺陷图片墙和缺陷类别统计图；所述菜单区为主要的控制区域，可对所检产品设置各项检测参数；所述实时图区用于实时显示正在监测的产品图像(彩色、二值图可更替)，方便随时做出检测参数或硬件的调整；所述缺陷图片墙用于实时显示缺陷图片及信息(编号、时间、类别等)，可以对比缺陷检测值和偏差值，更清晰直观；所述缺陷类别统计图用于显示各类别缺陷的数量，并统计其在总缺陷数量所占比例，有利于生产环节针对性的调整。

如图2所示，所述检测机构3还包括用于固定所述相机31的安装架33，所述安装架33包括立柱331、水平杆332和竖直杆333，所述立柱331的底端固定于所述检测箱上，所述立柱331的顶端与所述水平杆332可移动连接，所述竖直杆333与所述水平杆332之间可移动连接，所述相机31固定于所述竖直杆333上。通过设置可移动的水平杆332和竖直杆333，使相机31的安装位置可以灵活调整，提高检测结果的可靠性。所述安装架33的数量为三个，每一个安装架33均对应的用于安装一个相机31。

如图1所示，所述光源32的数量为三个，三个所述光源32分别设于每两个所述相机31之间。通过设置三个光源32可全方位的照亮被检塑料瓶，使相机31采集到清晰图像，确保检测结果的准确。三个所述光源32均选用LED条形光源，LED光具有高亮度、使用稳定、寿命长、易定制和扩展等多种优点，只要在做好相关温度控制措施后，其寿命可达到数万小时。采用LED光源利用相机进行白平衡矫正后，可满足系统设计需求。

如图1所示，所述检测机构3还包括用于检测待检塑料瓶52是否到达拍照位置的第一检测装置34。当第一检测装置34检测到待检塑料瓶52时，输送导轨1将停止运动，检测单元开始运转，实现对待检塑料瓶52的质量检测。

所述第一检测装置34包括用于发射信号的第一光纤和用于接收信号的第二光纤，所述第一光纤和所述第二光纤对称设于所述输送导轨1的两侧。当第二光纤接收到第一光纤发射的信号时，说明二者之间无遮挡，此时判别为无待检塑料瓶52。当第二光纤接收不到第一光纤发送的信号时，说明二者之间被遮挡，此时判别为有待检塑料瓶52，进而控制相机31进行拍照。

如图1所示，所述传动件21包括第一传动轮211、第二传动轮212以及套设于所述第一传动轮211和所述第二传动轮212上的输送带213；所述第一传动轮211和所述第二传动轮212所在直线与塑料瓶的输送方向平行，且两个所述第一传动轮211之间的间距h₁和两个所述第二传动轮212之间的间距h₂均与塑料瓶的外径h₃相等。所述第一传动轮211和所述第二传动轮212均可选为皮带轮，所述输送带213可选为齿形皮带，所述传动件21还包括齿轮减速电机，用于控制皮带轮的转动速度；两个所述传动件21配合使用，在机器输送导轨1两边对称布置，两边的齿形皮带的运动方向与输送导轨1的运动方向一致，但速度要低于输送导轨1的移动速度，该齿形皮带的具体速度可根据每个塑料瓶51之间距离大小进行调整。当塑料瓶51处于分离机构2处时，其移动速度要比输送导轨1上的其他塑料瓶51慢，从而达到将塑料瓶51与待检塑料瓶52分开的目的，且经过两条齿形皮带后，待检塑料瓶52能始终处于输送导轨1的中间位置。

如图1所示，所述检测箱内还设有用于将检测出的缺陷塑料瓶进行剔除的剔除机构4，所述剔除机构4设于所述输送导轨1的一侧。将检测出的缺陷塑料瓶自动剔除，准确高效，且减轻工作人员的工作量。

如图1所示，所述剔除机构4包括气缸41、推板42和用于检测已检塑料瓶是否到达剔除位置的第二检测装置43，所述推板42与所述气缸41的输出轴连接。服务器还用于在检测到缺陷塑料瓶时发出剔除控制信号，并在第二检测装置43检测到缺陷塑料瓶时，启动气缸41，带动推板42将缺陷塑料瓶推出输送导轨1，准确高效。所述第二检测装置43为反射式光纤，即发射和接收为一体。当光纤前部被遮挡时，可接收反射信号，此时判别为有塑料瓶，否则为无塑料瓶，从而控制气缸41是否动作。

如图1所示，所述剔除机构4还包括用于对剔除的缺陷塑料瓶进行收集的收集箱44，所述收集箱44设于所述输送导轨1远离所述剔除机构4的一侧。通过设置回收箱，便于对缺陷塑料瓶进行集中回收处理。

所述一种帘子布质量视觉检测系统的工作原理为：系统进入检测状态后，相机将实时采集产品图像。采集的图像数据，通过每台相机对应的图像采集卡传输到检测端系统中，系统软件根据预先设定的参数标准对产品图像进行一系列分析和处理，识别出产品缺陷后，将缺陷图像、缺陷类型、缺陷大小、缺陷位置等所有信息通过高速局域网传送到服务器。服务器将所有的缺陷信息存入到数据库，并且实时显示缺陷图像和缺陷相关信息，同时通过信号处理系统来输出报警信号和废品剔除信号等。

所述一种帘子布质量视觉检测系统包括图像采集子系统、图像处理子系统、信号控制子系统和数据存储管理子系统。所述图像采集子系统包括相机、镜头、光源、图像卡、编码器等；负责触发相机的采图，图像数据的获取和传输；所述图像处理子系统包括工控机、EasyView公司图像处理软件等；负责对图像数据的分析和处理，检测和识别产品的缺陷；所述信号控制子系统包括单片机、I/O信号处理卡、编码器等；负责系统所需信号的输入输出、信号滤波除噪及屏蔽异常干扰信号等；所述数据存储管理子系统包括工控机、数据库、EasyView公司相关软件等；负责对所有缺陷图像和数据的管理和统计分析。

所述一种帘子布质量视觉检测系统具有以下功能特点：(1)建模：检测使用的模板可以保存到计算机中，数量不限制，随时可以调出模板进行检测；简单登记产品相关信息设置检测区域；设置检测参数；完成产品建模；产品模板可以根据需要更名，删除和切换；使用标准流程化建模方式，一步一步提示用户操作，方便快捷；系统本身拥有特殊缺陷检测模块，可以根据客户需求随时调用。(2)显示：实时显示缺陷图像及其在产品上的具体位置，并标示；随时可以放大显示，以便及时发现问题；缺陷图片区实时记录缺陷；缺陷分布区宏观显示缺陷的分布情况；界面显示当前检测速度，产品缺陷的类别、面积、时间、严重程度；出现位置等信息。(3)多检测级别设置：系统检测参数分为多个级别、多种类型，用户可以针对于某一类缺陷进行检测级别调整，以保证可以有不同质量标准的产品输出；重复缺陷自动判断，并在界面显示，以此判断周期性故障，并提示操作人员检测设备。(4)数据管理：系统实时存储缺陷结果信息，并可以对历史记录进行查询；数据信息可以根据客户需求定制清理时间，自动清理。(5)多种统计方式：可以统计某种产品的产量、废品率、好品率；废品中每种缺陷的数量和百分比等；生产Excel或Html报表，以及打印功能。(6)权限管理：本系统具有普通和高级两种用户模式，只有高级用户才能设置系统检测相关的参数信息，防止普通用户误操作。(7)可定制化：可以根据用户需求，添加删除某一功能模块，满足用户的生产要求。(8)远程维护：系统常见问题可通过远程协助进行解决。(9)开放式数据库：系统数据存储的数据库开放，数据可供用户进行二次开发利用。

所述一种帘子布质量视觉检测系统的安装环境要求如下：1)尽量避免有干扰光源处，比如照明强光、频闪仪等(如实在不能避免，则需采用遮光罩)；2)尽量避免相机和光源处震动和被碰撞；3)环境温度：-10摄氏度--50摄氏度；4)空气湿度：90％RH以下(非结露)；5)电子干扰：防止其它设备的电磁辐射，如有干扰则进行隔离和接地(防止大地回路)；6)粉尘及油污：检测设备附近应尽量避免粉尘及油污；7)电源：交流220V，50Hz，耗电<5KVA。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：包括检测箱和服务器，所述检测箱内设有输送导轨(1)、分离机构(2)和检测机构(3)，所述输送导轨(1)、分离机构(2)和检测机构(3)均与所述服务器连接；所述分离机构(2)包括两个传动件(21)，两个传动件(21)对称设置在所述输送导轨(1)的两侧；两个所述传动件(21)用于将待检塑料瓶(52)逐个分离使其有序的进入到检测工位；所述检测机构(3)包括用于对检测塑料瓶(51)进行全方位拍摄的相机(31)和用于对检测塑料瓶(51)进行全方位照明的光源(32)。

2.根据权利要求1所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述相机(31)的数量为三个，三个所述相机(31)呈正三角形布置于所述输送导轨(1)的两侧。

3.根据权利要求2所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述检测机构(3)还包括用于固定所述相机(31)的安装架(33)，所述安装架(33)包括立柱(331)、水平杆(332)和竖直杆(333)，所述立柱(331)的底端固定于所述检测箱上，所述立柱(331)的顶端与所述水平杆(332)可移动连接，所述竖直杆(333)与所述水平杆(332)之间可移动连接，所述相机(31)固定于所述竖直杆(333)上。

4.根据权利要求2所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述光源(32)的数量为三个，三个所述光源(32)分别设于每两个所述相机(31)之间。

5.根据权利要求1所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述检测机构(3)还包括用于检测待检塑料瓶(52)是否到达拍照位置的第一检测装置(34)。

6.根据权利要求5所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述第一检测装置(34)包括用于发射信号的第一光纤和用于接收信号的第二光纤，所述第一光纤和所述第二光纤对称设于所述输送导轨(1)的两侧。

7.根据权利要求1所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述传动件(21)包括第一传动轮(211)、第二传动轮(212)以及套设于所述第一传动轮(211)和所述第二传动轮(212)上的输送带(213)；所述第一传动轮(211)和所述第二传动轮(212)所在直线与塑料瓶的输送方向平行，且两个所述第一传动轮(211)之间的间距和两个所述第二传动轮(212)之间的间距均与塑料瓶的外径相等。

8.根据权利要求1至7中任一所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述检测箱内还设有用于将检测出的缺陷塑料瓶进行剔除的剔除机构(4)，所述剔除机构(4)设于所述输送导轨(1)的一侧。

9.根据权利要求8所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述剔除机构(4)包括气缸(41)、推板(42)和用于检测已检塑料瓶是否到达剔除位置的第二检测装置(43)，所述推板(42)与所述气缸(41)的输出轴连接。

10.根据权利要求9所述一种塑料瓶质量视觉检测系统，其特征在于：所述剔除机构(4)还包括用于对剔除的缺陷塑料瓶进行收集的收集箱(44)，所述收集箱(44)设于所述输送导轨(1)远离所述剔除机构(4)的一侧。