CN111122597A - 一种包装机烟包缺陷视觉检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种包装机烟包缺陷视觉检测系统及检测方法，前者包括图像采集装置、图像处理装置、剔除装置、控制器、报警器，图像采集装置包括光源、两个相机、图像采集片，相机的镜头朝向经过五号轮的烟包；图像处理装置包括图像处理器、显示器，控制器与图像处理器电连接，报警器与控制器电连接；图像处理器读取图像采集片中的烟包图像，并将烟包图像与标准烟包图像模型作比对，以判断烟包是否合格，若烟包不合格，图像处理器将不合格烟包的烟包图像标红后显示在显示器上，并通过控制器控制报警器报警，控制器控制剔除装置实现对不合格烟包的剔除。本发明能够较好地对通过五号轮包装成形的每盒烟包的缺陷进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟设备技术领域，具体涉及一种包装机烟包缺陷视觉检测系统及检测方法。
背景技术
ZB45硬盒包装机是卷烟包装的重要机型，主要完成硬小盒包装，其工艺流程为：入口及烟支处理、铝箔纸供给、内裹包、外裹包、盒片供给及涂胶、烟包干燥与输出。在生产实践中铝箔纸供给、内裹包、外裹包、盒片供给及涂胶中的任何一个环节发生瑕疵都将造成烟包包装质量缺陷。由于烟包成形后与内框纸一起进入包装机的五号轮，并在此与盒片整合成一体，从第四轮过渡到五号轮期间，烟包与已涂胶的盒片汇合，在通过五号轮时，盒片的各部分会在烟包上折叠。因此，如何设计一种烟包缺陷检测系统，以对通过五号轮包装成形的每盒烟包进行检测，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种包装机烟包缺陷视觉检测系统，以实现对通过五号轮包装成形的每盒烟包进行缺陷检测。本发明的另一目的是提供一种包装机烟包缺陷检测方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种包装机烟包缺陷视觉检测系统，其包括图像采集装置、图像处理装置、剔除装置、控制器以及报警器，所述图像采集装置包括光源、两个相机、图像采集片，两所述相机设置在五号轮的滑架上，所述相机的镜头朝向经过所述五号轮的烟包；所述图像采集片用于存储两所述相机拍摄的烟包图像；所述图像处理装置包括图像处理器、显示器，所述控制器与所述图像处理器电连接，所述报警器与所述控制器电连接；所述图像处理器读取所述图像采集片中的烟包图像，并将所述烟包图像与标准烟包图像模型作比对，以判断所述烟包是否合格，若所述烟包不合格，所述图像处理器将不合格烟包的烟包图像标红后显示在所述显示器上，并通过所述控制器控制所述报警器报警，所述控制器控制所述剔除装置实现对不合格烟包的剔除。
优选地，两所述相机通过支架与所述滑架相连。
优选地，所述图像采集装置还包括补光灯，所述补光灯设置在所述支架上。
优选地，所述图像处理器具有图像检测模块、图像管理模块以及显示模块，所述图像检测模块用于读取所述图像采集片中的烟包图像，所述标准烟包图像存储在所述图像管理模块中，所述显示模块与显示器相连。
优选地，所述控制器为PLC可编程控制器。
优选地，所述光源为LED条形光源。
优选地，所述报警器为报警灯。
一种包装机烟包缺陷检测方法，其包括上述任一项所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，所述包装机烟包缺陷检测方法包括：
运行包装机，观察显示器上的窗口中的图像状态，此时通过五号轮的每盒烟包的图像将与标准烟包图像模型做比对；
若烟包不合格，将不合格烟包的烟包图像标红呈现在显示器的窗口中，并触发报警器报警；
控制器控制所述剔除装置运行，实现对所述不合格烟包的剔除。
优选地，在运行包装机之前，松开相机的光圈调节旋钮处的固定螺栓，调节光圈调节旋钮，实现对相机的光圈的调整，使烟包图像显示亮度合适，同时调节焦距调节旋钮，实现对相机焦距的调整，并调整光源位置，确保拍摄的烟包图像清晰。
优选地，调整补光灯的角度，确保烟包受光均匀无暗区。
本发明的有益效果在于：
本发明的包装机烟包缺陷视觉检测系统，其能够利用两个相机对通过五号轮包装成形的每盒烟包进行拍摄，并将拍摄后的烟包图像储存在图像采集片中，图像处理器将该烟包图像与标准烟包图像模型作比对，以判断烟包是否合格，若烟包不合格，图像处理器将不合格烟包的烟包图像标红后显示在所述显示器上，并通过控制器控制报警器报警，控制器还控制所述剔除装置实现对不合格烟包的剔除。可见，本发明的包装机烟包缺陷视觉检测系统，能够较好地对通过五号轮包装成形的每盒烟包的缺陷进行检测，且在检测到不合格烟包时，能够实现对不合格烟包的剔除，并通过报警器提示操作人员及时处理，从而能够有效地避免不合格烟包出厂引起的投诉问题。本发明的包装机烟包缺陷检测方法也具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中
图1为本发明实施例提供的包装机烟包缺陷视觉检测系统的示意图。
附图中标记：
11、相机 12、图像采集片 21、图像处理器 22、显示器
31、控制器 41、剔除装置 51、报警器
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。
如图1所示，本发明实施例提供了一种包装机烟包缺陷视觉检测系统，其包括图像采集装置、图像处理装置、剔除装置、控制器31以及报警器51，所述图像采集装置包括光源、两个相机11、图像采集片12，两所述相机11设置在五号轮的滑架上，所述相机的镜头朝向经过所述五号轮的烟包；所述图像采集片用于存储两所述相机11拍摄的烟包图像；所述图像处理装置包括图像处理器21、显示器，所述控制器与所述图像处理器电连接，所述报警器与所述控制器电连接；所述图像处理器21读取所述图像采集片中的烟包图像，并将所述烟包图像与标准烟包图像模型作比对，以判断所述烟包是否合格，若所述烟包不合格，所述图像处理器将不合格烟包的烟包图像标红后显示在所述显示器22上，并通过所述控制器控制所述报警器报警，所述控制器控制所述剔除装置41实现对不合格烟包的剔除。
本发明实施例提供的包装机烟包缺陷视觉检测系统，其能够利用两个相机11对通过五号轮包装成形的每盒烟包进行拍摄，并将拍摄后的烟包图像储存在图像采集片中，图像处理器21将该烟包图像与标准烟包图像模型作比对，以判断烟包是否合格，若烟包不合格，图像处理器21将不合格烟包的烟包图像标红后显示在所述显示器上，并通过控制器控制报警器报警，控制器还控制所述剔除装置实现对不合格烟包的剔除。可见，本发明的包装机烟包缺陷视觉检测系统，能够较好地对通过五号轮包装成形的每盒烟包的缺陷进行检测，且在检测到不合格烟包时，能够实现对不合格烟包的剔除，并通过报警器提示操作人员及时处理，从而能够有效地避免不合格烟包出厂引起的投诉问题。本发明实施例提供的包装机烟包缺陷检测方法也具有上述有益效果。
具体地，两所述相机11通过支架与所述滑架相连。可以优选，相机采用超高速微型工业相机。
进一步地，所述图像采集装置还包括补光灯，所述补光灯设置在所述支架上，从而便于保证受光均匀无暗区。可以优选支架可以采用叉形件结构，相机11和补光灯的角度可调节。
具体地，所述图像处理器21具有图像检测模块、图像管理模块以及显示模块，所述图像检测模块用于读取所述图像采集片中的烟包图像，所述标准烟包图像存储在所述图像管理模块中，所述显示模块与显示器相连。
可以优选，所述控制器31为PLC可编程控制器，以便灵活设置标准模型、不合格烟包检测模式和检测算法。
具体地，所述光源为LED条形光源，从而能够提供高质量的光源支持，确保成像质量。可以优选，所述报警器为报警灯，报警灯闪烁即可对操作人员起到提示作用。
本发明实施例还提供了一种包装机烟包缺陷检测方法，其包括上述任一项所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，所述包装机烟包缺陷检测方法包括：
运行包装机，观察显示器上的窗口中的图像状态，此时通过五号轮的每盒烟包的图像将与标准烟包图像模型做比对；
若烟包不合格，将不合格烟包的烟包图像标红呈现在显示器的窗口中，并触发报警器报警；
控制器控制所述剔除装置运行，实现对所述不合格烟包的剔除。剔除装置可以在八号轮的工作位将不合格烟包剔除。
进一步地，在运行包装机之前，松开相机的光圈调节旋钮处的固定螺栓，调节光圈调节旋钮，实现对相机11的光圈的调整，使烟包图像显示亮度合适，同时调节焦距调节旋钮，实现对相机焦距的调整，并调整光源位置，确保拍摄的烟包图像清晰。
具体地，调整补光灯的角度，确保烟包受光均匀无暗区。
本发明实施例提供的另一实施例中，在对烟包缺陷进行检测之前，还具有编程步骤：启动包装机，烟包成形后与内框纸一起进入第五轮并与盒片整合成一体，高精度光纤准确捕捉烟包的相位并触发视觉检测系统，调整外部硬件及设定合适的检测算法、曝光时间等参数，将获取的合格烟包的烟包图像作为标准烟包图像模型保存，此时应分别保存两相机摄制的烟包图像，设置烟包检测窗口位置、提取颜色、检测精度上下限值并保存。其中，改变检测精度上下限值，就能够改变检测灵敏度，以避免误检、漏检。可以理解的是，可以选择一个通过五号轮的合格烟包作为标准烟包摄制下来。
本发明的包装机烟包缺陷视觉检测系统，可以采用光纤实现准确的相位控制，保证剔除准确，不会误检；采用PLC可编程控制器，保证图像检测结果的逻辑准确，可灵活设置标准模型、不合格烟包检测模式和检测算法，支持一机组的多种品牌和每个标准模型的检测与不合格烟包的剔除。同时，本发明的包装机烟包缺陷视觉检测系统还可以具有以下功能：通过显示器清晰显示经过五号轮的每个烟包，自动准确的剔除每个不合格烟包；可以设置八个标准模型包，每个模型包设置八个检测窗口；提供串口通讯，支持生产/调试方式；串口通讯与网络接口通讯可实现联网监控和数据共享。本发明还可以具有如下功能：自动统计包括生产总包数、不合格烟包数等在内的生产数据。本发明的包装机烟包缺陷视觉检测系统还具有以下效果：降低操作人员的劳动强度；提高机组自动化程度与有效作业率。
本发明的包装机烟包缺陷视觉检测系统，能够智能检测与剔除，安装和生产中不影响原生产线，为适应不同铝箔纸和内框纸，在烟包经过五号轮位置时，光源照射时间可以是0.001秒，有效的减少了光源发热，增加了光源的寿命。本发明的两个相机中一个相机的镜头可以聚焦五号轮内包内框纸表面，另一个相机的镜头可以聚焦小盒烟包涂胶点；相机及镜头可以采用超高速的USB3.0接口大靶面工业相机，5Gbps传输带宽具有极高的采集传输速度，全局快门能够精确抓拍运动物体，采用两台相机对烟包表面进行同时拍照，准确捕获所设定表面的细小缺陷。
以上仅是本发明的优选实施方式，需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种包装机烟包缺陷视觉检测系统，其特征在于，其包括图像采集装置、图像处理装置、剔除装置、控制器以及报警器，所述图像采集装置包括光源、两个相机、图像采集片，两所述相机设置在五号轮的滑架上，所述相机的镜头朝向经过所述五号轮的烟包；所述图像采集片用于存储两所述相机拍摄的烟包图像；所述图像处理装置包括图像处理器、显示器，所述控制器与所述图像处理器电连接，所述报警器与所述控制器电连接；所述图像处理器读取所述图像采集片中的烟包图像，并将所述烟包图像与标准烟包图像模型作比对，以判断所述烟包是否合格，若所述烟包不合格，所述图像处理器将不合格烟包的烟包图像标红后显示在所述显示器上，并通过所述控制器控制所述报警器报警，所述控制器控制所述剔除装置实现对不合格烟包的剔除。
2.根据权利要求1所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，其特征在于，两所述相机通过支架与所述滑架相连。
3.根据权利要求2所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括补光灯，所述补光灯设置在所述支架上。
4.根据权利要求1所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，其特征在于，所述图像处理器具有图像检测模块、图像管理模块以及显示模块，所述图像检测模块用于读取所述图像采集片中的烟包图像，所述标准烟包图像存储在所述图像管理模块中，所述显示模块与显示器相连。
5.根据权利要求1所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，其特征在于，所述控制器为PLC可编程控制器。
6.根据权利要求1所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，其特征在于，所述光源为LED条形光源。
7.根据权利要求1至6任一项所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，其特征在于，所述报警器为报警灯。
8.一种包装机烟包缺陷检测方法，其特征在于，其包括权利要求1至7任一项所述的包装机烟包缺陷视觉检测系统，所述包装机烟包缺陷检测方法包括：
运行包装机，观察显示器上的窗口中的图像状态，此时通过五号轮的每盒烟包的图像将与标准烟包图像模型做比对；
若烟包不合格，将不合格烟包的烟包图像标红呈现在显示器的窗口中，并触发报警器报警；
控制器控制所述剔除装置运行，实现对所述不合格烟包的剔除。
9.根据权利要求8所述的包装机烟包缺陷检测方法，其特征在于，在运行包装机之前，松开相机的光圈调节旋钮处的固定螺栓，调节光圈调节旋钮，实现对相机的光圈的调整，使烟包图像显示亮度合适，同时调节焦距调节旋钮，实现对相机焦距的调整，并调整光源位置，确保拍摄的烟包图像清晰。
10.根据权利要求9所述的包装机烟包缺陷检测方法，其特征在于，调整补光灯的角度，确保烟包受光均匀无暗区。
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