CN110082364A - 一种基于机器视觉的产品包装检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机器视觉的产品包装检测系统，包括支撑防护机构和与支撑防护机构连接的皮带传动机构、传感机构、位置校正机构、图像采集机构和不良品回收机构，传感机构、位置校正机构、图像采集机构和不良品回收机构分别设置在皮带传动机构两侧，皮带传动机构水平设置在支撑防护机构中部，各机构分别与运动控制卡连接，运动控制卡与PC机组件连接。本发明以工业相机和计算机软件检测方式相对于人工目测更加的准确，有效的提高了检测精度，建立统一的检测标准，消除了人工检测存在的主观差异，效率高，能够适应各种生产环境，机器视觉在检测过程中可以实现无损检测，消除了检测后还有缺陷的隐患。
Description
技术领域
本发明属于机器视觉检测技术领域，特别是涉及一种基于机器视觉的产品包装检测系统。
背景技术
包装作为产品不可或缺的一部分，不但可以显示出产品的功能和价值，而且能影响产品的整体形象。美观、无瑕疵的包装可以提升消费者对产品质量的信赖感，而产品包装有缺陷的产品会降低产品的综合竞争力。在相同质量的条件下，那些包装质量好、外观整洁的产品，更深受消费者喜爱，在食品、药品、酒类、化妆品等行业，产品包装对产品质量以及销售量的影响尤为明显，包装检测也已成为产品生产过程中控制包装质量不可或缺的重要环节。在产品的自动化生产线上，包装检测一般具有连续大批量、带有高度重复性和智能性、对检测精度要求高等特点，而实际生产中常采用人工的方法对包装进行检测，人工检测劳动强度大，生产效率低，且人具有主观性，有些如尺寸的精确快速测量、标签有无、标签是否歪斜、包装是否破裂、包装是否有污染、图案印刷是否清晰、包装变形等、颜色辨识等，利用人眼根本无法连续稳定地进行，人工检测在给工厂增加巨大的人工成本和管理成本的同时，准确性和规范化难以保证，无法得到满意的检测效果。所以必须使用更有效、更精确和高速度自动检测手段。而机器视觉系统在检测方面具有检测速度快、分辨能力高、可重复性好的先天优势。因此，随着图像处理技术的日益完善和可靠，成本日益降低，将机器视觉检测技术应用于产品包装检测具有重要的应用价值。
目前已有的基于机器视觉的产品包装检测方法主要是针对某一固定产品包装的其中一个面进行缺陷检测，即使有多面检测也是利用机械手对待检产品进行翻转，在此过程中利用相机完成拍照，不能实现无损检测，所以对于不同产品或是多个面同时进行无损缺陷检测尚无有效的解决技术。
因此，有必要设计一种基于机器视觉的产品包装检测系统，以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于机器视觉的产品包装检测系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于机器视觉的产品包装检测系统，包括支撑防护机构和与支撑防护机构连接的皮带传动机构、传感机构、位置校正机构、图像采集机构和不良品回收机构，传感机构、位置校正机构、图像采集机构和不良品回收机构分别设置在皮带传动机构两侧，皮带传动机构水平设置在支撑防护机构中部，各机构分别与运动控制卡连接，运动控制卡与PC机组件连接。
所述皮带传动机构包括传送带和传送带驱动电机，用于输送产品包装，所述传送带驱动电机连接运动控制卡，运动控制卡与PC机组件连接。
所述支撑防护机构包括机架和分别设置在传送带两侧的前置工业相机固定架、后置工业相机固定架及上置工业相机组件固定架。
所述传感机构包括红外发射器和红外接收器，分别设置在传送带两侧，用于检测是否有产品包装经过。
所述位置校正机构包括分别设置在传送带两侧的第一气缸、第二气缸、位置校正第一推杆和位置校正第二推杆，第一气缸、第二气缸分别设置在位置校正第一推杆、位置校正第二推杆上，位置校正第一推杆和位置校正第二推杆分别与运动控制卡连接。
所述图像采集机构可以同时采集到产品包装五个面的图像发送给计算机，包括安装于前置工业相机固定架的前置工业相机组件、安装于上置工业相机固定架的上置工业相机组件、安装于机架左右两内侧面的左置工业相机组件和右置工业相机组件、安装于后置工业相机固定架的后置工业相机组件，其中：
前置工业相机组件和后置工业相机组件分别包括工业相机、工业镜头和环形LED光源，前置工业相机组件和后置工业相机组件中的工业相机与产品包装表面均呈六十度夹角，
所述上置工业相机组件、左置工业相机组件和右置工业相机组件分别包括工业相机、工业镜头、环形LED光源、相机位置调节驱动电机、滑台和滑块，上置工业相机组件、左置工业相机组件和右置工业相机组件中的工业相机与滑块螺栓连接，滑块又与滑台连接，同时，每个工业相机均分别与计算机连接，所述环形LED光源和相机位置调节驱动电机与运动控制卡连接。
所述不良品回收机构包括第三气缸、不良品推送杆和不良品存储台，所述第三气缸与不良品推送杆连接，所述第三气缸又与运动控制卡连接，计算机检测到有缺陷的产品包装后由不良品推送杆推送有缺陷的产品包装至不良品存储台。
所述PC机组件包括计算机、显示器、数据线和运动控制卡，所述显示器、数据线和运动控制卡均与计算机连接，计算机采用LabVIEW软件编程，为现有技术，用于处理图像采集机构采集到的图像以及发送各种运动控制指令给运动控制卡。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、准确度提高，由于人的视觉受自身与环境方面的限制，本发明以工业相机和计算机软件检测方式相对于人工目测更加的准确，有效的提高了检测精度，建立统一的检测标准，消除了人工检测存在的主观差异。
2、效率高，本发明采用五个工业相机可对产品包装五个表面在相同的环境中长时间高效率完成同样的动作而不出现错误。
3、成本低，本发明成本一次性投入，能够适应各种生产环境，一台自动检测系统能够胜任几个工人的工作，综合分析后其平均成本远小于人工成本。
4、无损检测，机器视觉在检测过程中可以实现无损检测，消除了检测后还有缺陷的隐患。
5、易统计，方便对检测数据进行保存、汇总和分析，根据数据便于对生产问题进行追源，为检测优化提供数据支持。
附图说明
图1为本发明的整机结构示意图；
图2为本发明中上置工业相机组件、左置工业相机组件或右置工业相机组件的结构示意图；
图3为本发明的上位PC机组件示意图；
图中，1-传送带驱动电机 2-机架 3-前置工业相机组件 4-红外接收器 5-位置校正第一推杆 6-第一气缸 7-上置工业相机组件固定架 8-上置工业相机组件 9-左置工业相机组件 10-指示灯 11-传送带 12-产品包装 13-前置工业相机固定架 14-红外发射器 15-第二气缸 16-位置校正第二推杆 17-右置工业相机组件 18-后置工业相机组件 19-后置工业相机固定架 20-第三气缸 21-不良品推送杆 22-不良品存储台 23-相机位置调节驱动电机 24-滑台 25-滑块 26-工业相机 27-工业镜头 28环形LED光源 29-运动控制卡30-计算机 31-数据线 32-显示器。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例及附图，来详细说明本发明的技术方案。
如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种基于机器视觉的产品包装检测系统，包括皮带传动机构、支撑防护机构、传感机构、位置校正机构、图像采集机构、不良品回收机构、指示灯和上位PC机组件，该系统应用于产品包装生产线的下游。
皮带传动机构包括传送带11和传送带驱动电机1，用于输送产品包装12，所述传送带驱动电机连接运动控制卡29，所述运动控制卡又与计算机30连接。
支撑防护机构包括机架2、前置工业相机固定架13、后置工业相机固定架19和上置工业相机组件固定架7。
传感机构用于检测是否有产品包装经过，包括红外发射器14和红外接收器4，红外发射器不断向红外接收器发送红外信号，当有产品包装经过时，红外接收器检测到信号消失，所述红外接收器与计算机连接。
位置校正机构包括第一气缸6、第二气缸15、位置校正第一推杆5和位置校正第二推杆16，所述位置校正第一推杆和位置校正第二推杆与运动控制卡24连接，红外接收器检测到有产品包装经过时，发送给计算机信号，计算机发送信号给运动控制卡控制位置校正第一推杆和位置校正第二推杆将产品包装推送至指定位置。
图像采集机构可以同时采集到产品包装五个面的图像发送给计算机，包括安装于前置工业相机固定架13的前置工业相机组件3、安装于上置工业相机固定架7的上置工业相机组件8、安装于机架2的左置工业相机组件9、安装于机架的右置工业相机组件17、安装于后置工业相机固定架19的后置工业相机组件18，其中前置工业相机组件和后置工业相机组件均包括工业相机26、工业镜头27和环形LED光源28，所述前置工业相机组件和后置工业相机组件中的工业相机与产品包装表面均呈六十度夹角，所述上置工业相机组件、左置工业相机组件和右置工业相机组件均包括工业相机、工业镜头、环形LED光源和相机位置调节驱动电机23、滑台24与滑块25，所述上置工业相机组件、左置工业相机组件和右置工业相机组件中的工业相机与滑块螺栓连接，滑块又与滑台连接，相机位置调节驱动电机可驱动滑块在滑台上移动，通过移动一定距离来调节工业相机视场范围，用于采集不同尺寸的产品包装图片，同时，每台工业相机又与计算机连接，所述环形LED光源和相机位置调节驱动电机又与运动控制卡连接。
不良品回收机构包括第三气缸20、不良品推送杆21和不良品存储台22，所述第三气缸与不良品推送杆连接，所述第三气缸又与运动控制卡连接，计算机检测到有缺陷的产品包装后由不良品推送杆推送有缺陷的产品包装至不良品存储台。
指示灯10用于指示产品包装检测系统的运行状态，所述指示灯与运动控制卡连接。
上位PC机组件包括计算机30、显示器32、数据线31和运动控制卡29，所述显示器、数据线和运动控制卡均与计算机连接，计算机采用LabVIEW软件编程，用于处理图像采集机构采集到的图像以及发送各种运动控制指令给运动控制卡。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
以上所述，仅是对本发明的较佳实施例，并不作为对本发明的限定，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明的原理，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式上所做的任何简单修改、变更等结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于机器视觉的产品包装检测系统，其特征是：包括支撑防护机构和与支撑防护机构连接的皮带传动机构、传感机构、位置校正机构、图像采集机构和不良品回收机构，传感机构、位置校正机构、图像采集机构和不良品回收机构分别设置在皮带传动机构两侧，皮带传动机构水平设置在支撑防护机构中部，各机构分别与运动控制卡连接，运动控制卡与PC机组件连接。
2.根据权利要求1所述的产品包装检测系统，其特征是：所述皮带传动机构包括传送带和传送带驱动电机，用于输送产品包装，所述传送带驱动电机连接运动控制卡，运动控制卡与PC机组件连接。
3.根据权利要求1所述的产品包装检测系统，其特征是：所述支撑防护机构包括机架和分别设置在传送带两侧的前置工业相机固定架、后置工业相机固定架及上置工业相机组件固定架。
4.根据权利要求1所述的产品包装检测系统，其特征是：所述传感机构包括红外发射器和红外接收器，分别设置在传送带两侧，用于检测是否有产品包装经过。
5.根据权利要求1所述的产品包装检测系统，其特征是：所述位置校正机构包括分别设置在传送带两侧的第一气缸、第二气缸、位置校正第一推杆和位置校正第二推杆，第一气缸、第二气缸分别设置在位置校正第一推杆、位置校正第二推杆上，位置校正第一推杆和位置校正第二推杆分别与运动控制卡连接。
6.根据权利要求1所述的产品包装检测系统，其特征是：所述图像采集机构可以同时采集到产品包装五个面的图像发送给计算机，包括安装于前置工业相机固定架的前置工业相机组件、安装于上置工业相机固定架的上置工业相机组件、安装于机架左右两内侧面的左置工业相机组件和右置工业相机组件、安装于后置工业相机固定架的后置工业相机组件，其中：
前置工业相机组件和后置工业相机组件分别包括工业相机、工业镜头和环形LED光源，前置工业相机组件和后置工业相机组件中的工业相机与产品包装表面均呈六十度夹角；
所述上置工业相机组件、左置工业相机组件和右置工业相机组件分别包括工业相机、工业镜头、环形LED光源、相机位置调节驱动电机、滑台和滑块，上置工业相机组件、左置工业相机组件和右置工业相机组件中的工业相机与滑块螺栓连接，滑块又与滑台连接，同时，每个工业相机均分别与计算机连接，所述环形LED光源和相机位置调节驱动电机与运动控制卡连接。
7.根据权利要求1所述的产品包装检测系统，其特征是：所述不良品回收机构包括第三气缸、不良品推送杆和不良品存储台，所述第三气缸与不良品推送杆连接，所述第三气缸又与运动控制卡连接，计算机检测到有缺陷的产品包装后由不良品推送杆推送有缺陷的产品包装至不良品存储台。
8.根据权利要求1所述的产品包装检测系统，其特征是：所述PC机组件包括计算机、显示器、数据线和运动控制卡，所述显示器、数据线和运动控制卡均与计算机连接，用于处理图像采集机构采集到的图像以及发送各种运动控制指令给运动控制卡。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190802 |