CN112763504A - 一种基于不同光源的pet瓶身检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于不同光源的PET瓶身检测系统及方法，属于PET瓶检测技术领域，用于解决快速检测PET空瓶瓶身的缺陷的问题。其包括工作台一、输送带和工作台二，工作台一和工作台二平行放置在地面上，且工作台和工作台二处于同一高度上，输送带固定在工作台一和工作台二上，输送带上固定有PET瓶，工作台一上端面设置有光学模组系统一和光学模组系统二，工作台二上设置有光学模组系统三。本基于不同光源的PET瓶身检测系统及方法采用5个光源两个工位的布局方式，其中三个光源使用平行背光源，用于检测透光度相对低的黑点、冷疤、瘤痕及结晶白化。

Description

一种基于不同光源的PET瓶身检测系统及方法

技术领域

本发明属于PET瓶检测技术领域，涉及一种检测系统，特别是一种基于不同光源的PET瓶身检测系统及方法。

背景技术

PET透明包装产品目前越来越深受消费者追捧，在饮料行业、乳制品行业、调味品行业及高端化妆品行业得到了广泛的应用，由于生产工艺等原因，瓶身经常会出现的异常缺陷，常规检测通过一个人在输送线旁边采用某一个固定角度观察样品，检测人员直接通过肉眼观察检测，光源的亮度及形状都会直接影响到人眼的识别率，容易造成视觉疲劳，检测效率较低，导致部分瓶身存在缺陷而无法检测出来。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种基于不同光源的PET瓶身检测系统及方法，该装置要解决的技术问题是：如何快速检测PET空瓶瓶身的缺陷。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种基于不同光源的PET瓶身检测系统及方法，包括工作台一、输送带和工作台二，工作台一和工作台二平行设置在地面上，且工作台和工作台二处于同一高度上，输送带位于工作台一和工作台二的上方，输送带上放置有PET瓶，工作台一上端面设置有光学模组系统一和光学模组系统二，工作台二上设置有光学模组系统三。

本发明的工作原理是：光学模组系统一和光学模组系统二分别能够对瓶身1/3处的黑点、异物、拉丝及结晶白化等缺陷的拍摄，同时能够对瓶身1/2处的瘤痕、气泡、硬环、冷疤等缺陷的拍摄，光学模组系统三对瓶身剩余的1/3处的黑点、异物、拉丝及结晶白化等缺陷的拍摄。

光学模组系统一包括光源二、光源三、相机一和相机四，光源二固定在工作台一端面上，光源二位于输送带的一侧，且光源二与输送带呈45度夹角，相机四固定在工作台一端面上，相机四位于输送带的另一侧，且相机四的镜头正对光源二，光源三固定在工作台一端面上，光源三位于输送带的另一侧，且光源三与输送带呈45度夹角，相机一固定在工作台一端面上，相机一位于输送带一侧，且相机一的镜头正对光源三。

采用以上结构，光源二和相机四配合使用，对PET瓶的1/3弧面进行拍摄，光源三和相机一配合使用，对PET瓶的1/2弧面进行拍摄。

光源二为高亮平行背光源，光源三为条纹背光源。

采用以上结构，高亮平行背光源用来检测黑点、异物、拉丝及结晶白化等缺陷，条纹背光源用来检测瘤痕、气泡、硬环和冷疤等缺陷的拍摄。

光学模组系统二包括光源一、光源四、相机二和相机三，光源一固定在工作台一端面上，光源一位于输送带一侧，且光源一与输送带呈度夹角，相机三固定在工作台一端面上，相机三位于输送带的另一侧，且相机三的镜头正对光源一，光源四固定在工作台一端面上，光源四位于输送带另一侧，且光源四与输送带呈度夹角，相机二固定在工作台一端面上，相机二位于输送带一侧，且相机二的镜头正对光源四。

采用以上结构，光源一和相机三配合使用，对PET瓶另一面的1/3弧面进行拍摄，光源四和相机二配合使用，对PET瓶另一面的1/2弧面进行拍摄。

光源一为高亮平行背光源，光源四为条纹背光源。

采用以上结构，高亮平行背光源用来检测黑点、异物、拉丝及结晶白化等缺陷，条纹背光源用来检测瘤痕、气泡、硬环和冷疤等缺陷的拍摄。

采用上述的两种光源，其固定条纹光源，其条纹间距、条纹宽度是固定的，而程控条纹光源，可产生横竖交替的条纹图形和其他各种图形图像，光源可自由调节条纹宽度和图像偏移步距，实现图像N帧偏移，还可以自定义编辑条纹颜色以及显现流程，实现自动化执行流程，以及流程单步调试，大大增强了光源的使用范围，在检测物体表面起伏变化时，条纹光源的条纹形状被物体表面调制，利用标定和算法，可以推导出表面三维形态变化，甚至重建物体表面3D信息，条纹光源亦可用于背向照明，即相机和光源位于物体的两侧。此工位适用于检测玻璃等透明或半透明材质的缺陷，常规来说，这种缺陷一般采用普通背光源或者准平行背光源检测，利用缺陷对光的吸收及折射来区分和检测，但是对于小缺陷，类似于波纹、细裂纹等，光的绕射会减弱图像上灰度的对比度，很难检测甚至造成漏检，给这类产品质量带来隐患。而采用条纹光源，可以视为采用若干个条形光源等间距布局，间隔无光源的黑区，条纹光源缩短了发光区域的面积，使得轻微改变光路的缺陷更容易将黑区边界折射，从而在图像上本应该是光源发光带的区域出现暗影，同理，图像上本应该是黑区的区域出现折射的光线，这些都是由于缺陷对光线传播方向的改变引起的。而对于大面积的背光源，轻微改变光路的缺陷即使折射周围，依然还是发光区，所以图像上看灰度变化不大，是很难检测的。

其高亮平行背光源采用特殊封装形式，排布高亮灯珠，光线通过多层特殊的光学膜片层层折射后达到平行输出的效果，高亮平行背光源的发光面积和外形尺寸可以实现自由定制，安装方便，节省空间。高亮平行背光源可以替代普通背光源用于高精度,大面积产品检测.由于光源亮度高，可应用在高速度运动的场合，短曝光时间下的需求检测，高亮平行背光源照射出来的光线为平行光线，只要遇到遮挡光源的物体后光源立即反射，这样通过镜头中的光线具有一定的方向性，图像中的边缘轮廓会清晰，相比于使用普通的背光源条件下光线不具备导向型性，散射到各个方向。当物体遮挡光源时，由于各角度的光线产生绕射，将会导致轮廓不清晰；或者不是实际物体的真实边缘等问题，高亮平行光源应用于检测产品轮廓，曲面细小缺陷的场合下，可以使图像中轮廓或缺陷清晰度更高，对比度更强。

光学模组系统三包括相机五和光源五，光源五固定在工作台二端面的下方，且光源五与输送带相互平行，相机五固定在工作台二端面的上方，且相机五的镜头正对光源五。

采用以上结构，光源五和相机五配合使用，对PET瓶剩下的1/3弧面进行拍摄。

一种使用基于不同光源的PET瓶身检测系统的检测方法，具体步骤如下：

步骤一：将PET瓶放置在输送带上，启动输送带，输送带将PET瓶向检测位置输送，直至到达第一检测位置；

步骤二：点亮光源二，启动相机四，对PET瓶进行拍照，拍摄到PET瓶的1/3弧面，拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤三：点亮光源三，启动相机一，对PET瓶进行拍照，拍摄到PET瓶的1/2弧面，拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤四：PET瓶随着输送带运动，到达第二检测位置，点亮光源一，启动相机三，对PET瓶进行拍照，拍摄到PET瓶另一面的1/3弧面，拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤五：点亮光源四，启动相机二，对PET瓶进行拍照，拍摄到PET瓶的另一面的1/2弧面，拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤六：PET瓶随着输送带运动，到达第三检测位置，点亮光源五，启动相机五，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶剩下的1/3弧面，拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤七：检测人员通过观察电脑屏幕上的照片对PET瓶进行外观检查。

与现有技术相比，本基于不同光源的PET瓶身检测系统及方法具有以下优点：

1、采用5个光源两个工位的布局方式，其中三个光源使用平行背光源，用于检测透光度相对低的缺陷，其中两个光源使用条纹背光源，用来检测生产工艺过程中造成缺陷。

2、通过将两个光源成90度夹角，一个光源与输送线平行摆放，另一工位光源采用两个条纹光源，成90度夹角摆放，完成360度无死角检测缺陷，不同形状及亮度的光源按照5次不同的亮起顺序完成缺陷的照明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的电路系统示意图；

图3是本发明中的条纹背光源检测结果示意图；

图4是本发明中的高亮平行光源检测结果示意图；

图中：1、工作台一；2、输送带；3、PET瓶；4、光源一；5、光源二；6、光源三；7、光源四；8、相机一；9、相机二；10、相机三；11、相机四；12、工作台二；13、相机五；14、光源五。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

请参阅图1-3，本实施例提供了一种基于不同光源的PET瓶身检测系统，包括工作台一1、输送带2和工作台二12，工作台一1和工作台二12平行设置在地面上，且工作台1和工作台二12处于同一高度上，输送带2位于工作台一1和工作台二12的上方，输送带2上放置有PET瓶3，工作台一1上端面设置有光学模组系统一和光学模组系统二，工作台二12上设置有光学模组系统三，在本实施例中，三个光学模组系统相互配合，用来检测用于检测透光度相对低的黑点、杂质、异物、拉丝及结晶白化。

光学模组系统一包括光源二5、光源三6、相机一8和相机四11，光源二5固定在工作台一1端面上，光源二5位于输送带2的一侧，且光源二5与输送带2呈45度夹角，相机四11固定在工作台一1端面上，相机四11位于输送带2的另一侧，且相机四11的镜头正对光源二5，光源三6固定在工作台一1端面上，光源三6位于输送带2的另一侧，且光源三6与输送带2呈45度夹角，相机一8固定在工作台一1端面上，相机一8位于输送带2一侧，且相机一8的镜头正对光源三6，在本实施例中，光源二5和相机四11配合使用，对PET瓶3的1/3弧面进行拍摄，光源三6和相机一8配合使用，对PET瓶3的1/2弧面进行拍摄。

光源二5为高亮平行背光源，光源三6为条纹背光源。

光学模组系统二包括光源一4、光源四7、相机二9和相机三10，光源一4固定在工作台一1端面上，光源一4位于输送带2一侧，且光源一4与输送带2呈135度夹角，相机三10固定在工作台一1端面上，相机三10位于输送带2的另一侧，且相机三10的镜头正对光源一4，光源四7固定在工作台一1端面上，光源四7位于输送带2另一侧，且光源四7与输送带2呈135度夹角，相机二9固定在工作台一1端面上，相机二9位于输送带2一侧，且相机二9的镜头正对光源四7，在本实施例中，光源一4和相机三10配合使用，对PET瓶3另一面的1/3弧面进行拍摄，光源四7和相机二9配合使用，对PET瓶3另一面的1/2弧面进行拍摄。

光源一4为高亮平行背光源，光源四7为条纹背光源。

光学模组系统三包括相机五13和光源五14，光源五14固定在工作台二12端面的下方，且光源五14与输送带2相互平行，相机五13固定在工作台二12端面的上方，且相机五13的镜头正对光源五14，在本实施例中，光源五14和相机五13配合使用，对PET瓶3剩下的1/3弧面进行拍摄。

使用基于不同光源的PET瓶身检测系统的检测方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一：将PET瓶3放置在输送带2上，启动输送带2，输送带2将PET瓶3向检测位置输送，直至到达第一检测位置；

步骤二：点亮光源二5，启动相机四11，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3的1/3弧面；

步骤三：点亮光源三6，启动相机一8，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3的1/2弧面；

步骤四：PET瓶3随着输送带2运动，到达第二检测位置，点亮光源一4，启动相机三10，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3另一面的1/3弧面；

步骤五：点亮光源四7，启动相机二9，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3的另一面的1/2弧面；

步骤六：PET瓶3随着输送带2运动，到达第三检测位置，点亮光源五14，启动相机五13，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3剩下的1/3弧面；

步骤七：检测人员通过观察电脑屏幕上的照片对PET瓶进行外观检查。

本发明的工作原理：将PET瓶3放置在输送带2上，启动输送带2，输送带2将PET瓶3向检测位置输送，直至到达第一检测位置，点亮光源二5，启动相机四11，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3的1/3弧面，点亮光源三6，启动相机一8，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3的1/2弧面，PET瓶3随着输送带2运动，到达第二检测位置，点亮光源一4，启动相机三10，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3另一面的1/3弧面，点亮光源四7，启动相机二9，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3的另一面的1/2弧面，PET瓶3随着输送带2运动，到达第三检测位置，点亮光源五14，启动相机五13，对PET瓶3进行拍照，拍摄到PET瓶3剩下的1/3弧面。

综上，本发明采用5个光源两个工位的布局方式，其中三个光源使用平行背光源，用于检测透光度相对低的缺陷，其中两个光源使用条纹背光源，用来检测生产工艺过程中造成缺陷，并且通过将两个光源成90度夹角，一个光源与输送线平行摆放，另一工位光源采用两个条纹光源，成90度夹角摆放，完成360度无死角检测缺陷，不同形状及亮度的光源按照5次不同的亮起顺序完成缺陷的照明。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种基于不同光源的PET瓶身检测系统，包括工作台一(1)、输送带(2)和工作台二(12)，其特征在于，所述工作台一(1)和工作台二(12)平行设置在地面上，且工作台(1)和工作台二(12)处于同一高度上，输送带(2)位于工作台一(1)和工作台二(12)的上方，输送带(2)上放置有PET瓶(3)，工作台一(1)上端面设置有光学模组系统一和光学模组系统二，工作台二(12)上设置有光学模组系统三。

2.根据权利要求1所述的一种基于不同光源的PET瓶身检测系统，其特征在于，所述光学模组系统一包括光源二(5)、光源三(6)、相机一(8)和相机四(11)，光源二(5)固定在工作台一(1)端面上，光源二(5)位于输送带(2)的一侧，且光源二(5)与输送带(2)呈45度夹角，相机四(11)固定在工作台一(1)端面上，相机四(11)位于输送带(2)的另一侧，且相机四(11)的镜头正对光源二(5)，光源三(6)固定在工作台一(1)端面上，光源三(6)位于输送带(2)的另一侧，且光源三(6)与输送带(2)呈45度夹角，相机一(8)固定在工作台一(1)端面上，相机一(8)位于输送带(2)一侧，且相机一(8)的镜头正对光源三(6)。

3.根据权利要求2所述的一种基于不同光源的PET瓶身检测系统，其特征在于，所述光源二(5)为高亮平行背光源，光源三(6)为条纹背光源。

4.根据权利要求1所述的一种基于不同光源的PET瓶身检测系统，其特征在于，所述光学模组系统二包括光源一(4)、光源四(7)、相机二(9)和相机三(10)，光源一(4)固定在工作台一(1)端面上，光源一(4)位于输送带(2)一侧，且光源一(4)与输送带(2)呈135度夹角，相机三(10)固定在工作台一(1)端面上，相机三(10)位于输送带(2)的另一侧，且相机三(10)的镜头正对光源一(4)，光源四(7)固定在工作台一(1)端面上，光源四(7)位于输送带(2)另一侧，且光源四(7)与输送带(2)呈135度夹角，相机二(9)固定在工作台一(1)端面上，相机二(9)位于输送带(2)一侧，且相机二(9)的镜头正对光源四(7)。

5.根据权利要求4所述的一种基于不同光源的PET瓶身检测系统，其特征在于，所述光源一(4)为高亮平行背光源，光源四(7)为条纹背光源。

6.根据权利要求1所述的一种基于不同光源的PET瓶身检测系统，其特征在于，所述光学模组系统三包括相机五(13)和光源五(14)，光源五(14)固定在工作台二(12)端面的下方，且光源五(14)与输送带(2)相互平行，相机五(13)固定在工作台二(12)端面的上方，且相机五(13)的镜头正对光源五(14)。

7.根据权利要求6所述的一种基于不同光源的PET瓶身检测系统，其特征在于，所述光源五(14)为高亮背光源。

8.一种使用如权利要求1所述的基于不同光源的PET瓶身检测系统的检测方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一：将PET瓶(3)放置在输送带(2)上，启动输送带(2)，输送带(2)将PET瓶(3)向检测位置输送，直至到达第一检测位置；

步骤二：点亮光源二(5)，启动相机四(11)，对PET瓶(3)进行拍照，拍摄到PET瓶(3)的1/3弧面，拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤三：点亮光源三(6)，启动相机一(8)，对PET瓶(3)进行拍照，拍摄到PET瓶(3)的1/2弧面，拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤四：PET瓶(3)随着输送带(2)运动，到达第二检测位置，点亮光源一(4)，启动相机三(10)，对PET瓶(3)进行拍照，拍摄到PET瓶(3)另一面的1/3弧面,拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤五：点亮光源四(7)，启动相机二(9)，对PET瓶(3)进行拍照，拍摄到PET瓶(3)的另一面的1/2弧面,拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤六：PET瓶(3)随着输送带(2)运动，到达第三检测位置，点亮光源五(14)，启动相机五(13)，对PET瓶(3)进行拍照，拍摄到PET瓶(3)剩下的1/3弧面,拍摄到的照片传送至电脑屏幕；

步骤七：检测人员通过观察电脑屏幕上的照片对PET瓶进行外观检查。

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