CN114486914A - 一种复合薄膜气泡快速检测的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合薄膜气泡快速检测的装置及方法，用于对复合薄膜上的气泡进行检测，该装置包括视觉检测平台、相机模组和处理模块，所述视觉检测平台用于固定或限位复合薄膜，并为相机模组提供支撑，所述相机模组用于多角度获取单张或成卷复合薄膜的图像，所述处理模块用于获取并处理复合薄膜图像，得到所述复合薄膜气泡数量和大小，并进行显示。本发明通过采用视觉检测技术替代人目检测，降低了错误率，提高了检测效率；针对整卷膜材料气泡检测的同时，实现了重量的同步测量，进而提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及印刷包装技术领域，更具体的说是涉及一种复合薄膜气泡快速检测的装置及方法。
背景技术
软包装在我国具有非常大的市场，涉及日常生活的方方面面，其主要包括食品、医疗、化妆品等行业。包装袋的制备主要包括薄膜制备、印刷、复合、熟化、分切、热封及制袋等环节。在食品医药领域，对包装袋的要求非常高，包装袋的质量对被包装的食品、医药的保质期具有重要的影响。
而复合和熟化是影响包装袋质量的关键工艺环节。其中，复合薄膜在复合熟化过程中最常见的缺陷是气泡，即在复合之后，复合基材1和基材2没有完全贴合，在某些地方形成气泡。这些气泡会降低复合薄膜的性能指标，如阻隔性能、透明度等，不能满足实际包装袋产品的成型标准。对复合后的薄膜产品进行质量检测，可以提前发现产品存在的问题，避免进入到后续的分切、制袋环节，减少资源的浪费。
目前对复合薄膜的质量检测是通过质检人员在特定的环境下通过眼睛分辨的，效率较低，且检测受光照、天气环境、质检人员主观因素的影响较大，此外花费时间较长、检测过程繁琐，成卷薄膜放置时，内部的缺陷问题更是难以发现。
因此，设计研发一种复合薄膜气泡快速检测方法，以满足实际生产的需要，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种一种复合薄膜气泡快速检测的装置及方法，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合薄膜气泡快速检测的装置，用于对复合薄膜上的气泡进行检测，包括：视觉检测平台、相机模组、处理模块，
所述视觉检测平台包括：弹簧挡片、载物台及底座，所述载物台用于支撑所述相机模组，所述弹簧挡片位于所述载物台上，用于固定或限位复合薄膜；
所述相机模组包括：固定在所述载物台上的XYZ轴移动机构，所述相机安装在所述XYZ轴移动机构上，用于带动所述相机沿XYZ轴移动；
所述处理模块与相机电连接，用于获取图像，对图像使用规定的逻辑程序与数据算法进行处理，以得到所述复合薄膜气泡的数量和大小并进行显示。
优选的，所述复合薄膜包括单张复合薄膜或成卷复合薄膜。
优选的，所述弹簧挡片位于所述载物台的两端，当检测单张复合薄膜时，所述单张复合薄膜位于所述弹簧挡片的下部，当检测成卷复合薄膜时，所述成卷复合薄膜位于所述弹簧挡片的中间。
优选的，所述所述视觉检测平台还包括弹簧测重计，所述弹簧测重计安装于载物台和底座之间，用于测量成卷薄膜的重量。
优选的，所述XYZ轴移动机构具体包括：相机连接杆、转动杆、转动杆、电机、相机、伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定在所述载物台上，另一端依次连接所述相机连接杆、转动杆、转动杆、电机、相机，所述伸缩杆用于实现相机在Z轴上的移动，所述转动杆与转动杆通过转动副相连，用于实现相机在ZOY平面内的转动，所述电机与相机相连，用于驱动相机实现在在XOZ平面内的转动。
优选的，所述转动副与另一电机相连，用于驱动转动杆带动相机在ZOY平面内的转动。
一种复合薄膜气泡快速检测的方法，具体包括如下步骤：
通过相机模组获取复合薄膜图像；
对复合薄膜图像进行预处理，得到预处理后的复合薄膜图像；
使用边缘识别算法识别预处理后的复合薄膜图像中的边缘轮廓；
识别所述边缘轮廓中的封闭连通区域，并作为气泡进行标记；
统计标记的气泡的数量和气泡的大小。
优选的，所述步骤二中，对图像进行预处理包括对图像降噪，所述降噪方法包括高斯滤波或双边滤波；
优选的，所述步骤三中，所述边缘识别算法包括Canny算子、Sobel算子或Roberts算子；
优选的，所述步骤四中，判断所述边缘轮廓中的每个节点是否至少有一个相连的出节点和一个相连的入节点，若是，所述节点组成的边缘轮廓，作为所述封闭连通区域。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种复合薄膜气泡快速检测的装置及方法，通过装置中的相机模组实现多个自由度采集单张或成卷复合薄膜的图像，然后由处理模块运行本发明公开的复合薄膜气泡快速检测的方法，实现对单张或成卷复合薄膜中气泡的数量及大小的检测；本发明采用视觉检测技术替代人目检测，降低了错误率，提高了检测效率；针对整卷膜材料气泡检测的同时，实现了重量的同步测量，同时还便于熟化工艺参数的额优化，进而提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为复合薄膜气泡快速检测装置的结构示意图；
图2附图为复合薄膜气泡快速检测装置的XYZ轴移动机构的示意图；
图3附图为复合薄膜气泡快速检测方法的流程图；
图4附图为复合薄膜熟化工艺优化流程图。
附图标记说明：1--相机连接杆、2--转动杆、3--转动杆、4--电机、5--相机、6--伸缩杆、7--弹簧挡片、8--载物台、9--弹簧测重计、10--底座
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一方面，本发明实施例公开了一种复合薄膜气泡快速检测的装置，用于对复合薄膜上的气泡进行检测，包括：视觉检测平台、相机模组、处理模块，如图1，
所述视觉检测平台包括：弹簧挡片7、载物台8及底座10，所述载物台8用于支撑所述相机模组，所述弹簧挡片7位于所述载物台8上，用于固定或限位复合薄膜；
所述复合薄膜包括单张复合薄膜或成卷复合薄膜；
所述弹簧挡片7位于所述载物台8的两端，当检测单张复合薄膜时，所述单张复合薄膜位于所述弹簧挡片7的下部，当检测成卷复合薄膜时，所述成卷复合薄膜位于所述弹簧挡片7的中间；
当由单张复合薄膜检测切换到成卷复合薄膜检测时，相机需要沿着Z轴正方向移动，调整到合适的焦距范围，或者更换镜头，以保证相机模组采集到清晰的复合薄膜图像。
所述所述视觉检测平台还包括弹簧测重计9，所述弹簧测重计9安装于载物台8和底座10之间，用于测量成卷薄膜的重量。
所述相机模组包括：固定在所述载物台8上的XYZ轴移动机构，所述相机5安装在所述XYZ轴移动机构上，用于带动所述相机5沿XYZ轴移动；
具体的，所述XYZ轴移动机构包括：相机连接杆1、转动杆2、转动杆3、电机4、相机5、伸缩杆6，如图2，所述伸缩杆6的一端固定在所述承载台8上，另一端依次连接所述相机连接杆1、转动杆2、转动杆3、电机4、相机5，所述伸缩杆6用于实现相机在Z轴上的移动，所述转动杆2与转动杆3通过转动副相连，用于实现相机在ZOY平面内的转动，所述电机4与相机5相连，用于驱动相机实现在XOZ平面内的转动；
其中，所述转动副与另一电机相连，用于驱动转动杆3带动相机在ZOY平面内的转动。
所述处理模块与相机5电连接，用于获取图像，对图像使用规定的逻辑程序与数据算法进行处理，以得到所述复合薄膜气泡的数量和大小，并进行显示。
另一方面，本发明实施例还公开了一种复合薄膜气泡快速检测的方法，具体包括如下步骤：
通过相机模组获取复合薄膜图像；
对复合薄膜图像进行预处理，得到预处理后的复合薄膜图像，所述预处理具体包括但不限于对图像降噪，所述降噪方法包括高斯滤波或双边滤波。
使用边缘识别算法识别预处理后的复合薄膜图像中的边缘轮廓，所述边缘识别算法包括但不限于Canny算子、Sobel算子或Roberts算子；
识别标记轮廓中的封闭连通区域，并作为气泡进行标记，如果每个节点至少有一个相连的出节点和一个入节点，该节点组成的区域，作为所述封闭连通区域；
统计标记的气泡的数量和气泡的大小。
具体的，以单张复合薄膜检测为例，如图3：
将待检测的单张复合薄膜放在检测平台上，通过相机模组采集单张复合薄膜图像，
然后将采集到的单张复合薄膜图像进行图像预处理，得到预处理后的复合薄膜图像。由于在图像采集的过程中，图像可能存在折痕、划伤等噪声，这些噪声对边缘轮廓的检测可能会造成一定的影响，故预处理中非常重要的一个步骤是图像降噪，每种滤波降噪方法各有优点，高斯滤波的效果较好，但是高斯滤波可能会造成边缘模糊，双边滤波在保持高斯滤波降噪效果的同时可以保持较好的边缘特征，因此可根据不同工艺和实际生产中的情况，选择合适的滤波方式；
预处理之后，使用边缘识别算法识别预处理后的复合薄膜图像中的边缘轮廓，可以根据实际情况选择Canny算子、Sobel算子或Roberts算子等识别图像的边缘轮廓区域；
然后对识别到的边缘轮廓进行图像增强，突出轮廓信息，便于检测；
在所述边缘轮廓区域中，如果其中的每一个节点，至少有一个相连的出节点，也至少有一个入节点，那么该轮廓图形是封闭的。根据这一原理对识别边缘轮廓中的封闭连通区域并标记，该区域就是气泡所在的位置，然后统计气泡的数量和检测气泡的大小。
同时，在背景技术中提到，熟化也是影响包装袋质量的关键工艺环节。它为复合的紧后环节，即将复合好的膜放进熟化室，熟化室是一个环境条件均衡的密闭空间，使聚合物胶黏剂与复合基材表面相互作用，去除低沸点残留溶剂，消除气泡，达到最佳复合强度。影响复合效果的主要工艺参数是温湿度、风速和熟化时间等，不恰当的熟化工艺参数会严重影响复合薄膜产品的质量，造成巨大的经济损失。
因此，通过本发明公开的复合薄膜气泡快速检测的装置及方法，可以快速的对熟化工艺参数进行优化，具体优化流程如图4所示，需要在复合后和熟化后分别对气泡数量进行检测，假如复合后大约有气泡1000个，在一定的条件下熟化后，气泡量减小了，但是还是存在少量气泡，属于不合格的产品，记录这两次检测的气泡的数量、大小、形状等特征，然后根据经验，调节熟化参数中的某一参数，然后再次记录熟化结果，通过分析对比这几次复合薄膜气泡的数量、大小、形状等特征变化，确定每一个熟化工艺条件变化对气泡的特征的影响，针对不同类型、不同气泡特征的薄膜，根据对比分析的结果，选择合适的熟化工艺参数。
对于不同类型的薄膜、不同的溶剂类型，需分别检测其气泡的大小和气泡的数量，通过复合后和熟化后的测量结果的差值来定量的对熟化的工艺进行分析优化，进而合理规划熟化温度、湿度、风速、熟化时间等参数。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种复合薄膜气泡快速检测的装置，其特征在于，用于对复合薄膜上的气泡进行检测，包括：视觉检测平台、相机模组、处理模块，
所述视觉检测平台包括：弹簧挡片(7)、载物台(8)及底座(10)，所述载物台(8)用于支撑所述相机模组，所述弹簧挡片(7)位于所述载物台(8)上，用于固定或限位复合薄膜；
所述相机模组包括：固定在所述载物台(8)上的XYZ轴移动机构，所述相机(5)安装在所述XYZ轴移动机构上，用于带动所述相机(5)沿XYZ轴移动；
所述处理模块与相机(5)电连接，用于获取图像，对图像使用规定的逻辑程序与数据算法进行处理，以得到所述复合薄膜气泡的数量和大小并进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种复合薄膜气泡快速检测的装置，其特征在于，所述复合薄膜包括单张复合薄膜或成卷复合薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种复合薄膜气泡快速检测的装置，其特征在于，所述弹簧挡片(7)位于所述载物台(8)的两端，当检测单张复合薄膜时，所述单张复合薄膜位于所述弹簧挡片(7)的下部，当检测成卷复合薄膜时，所述成卷复合薄膜位于所述弹簧挡片(7)的中间。
4.根据权利要求1或3所述的一种复合薄膜气泡快速检测的装置，其特征在于，所述视觉检测平台还包括弹簧测重计(9)，所述弹簧测重计(9)安装于所述载物台(8)和所述底座(10)之间，用于测量成卷薄膜的重量。
5.根据权利要求1所述的一种复合薄膜气泡快速检测的装置，其特征在于，所述XYZ轴移动机构具体包括：相机连接杆(1)、转动杆(2)、转动杆(3)、电机(4)、相机(5)和伸缩杆(6)，所述伸缩杆(6)的一端固定在所述载物台(8)上，另一端依次连接所述相机连接杆(1)、转动杆(2)、转动杆(3)、电机(4)、相机(5)，所述伸缩杆(6)用于实现相机在Z轴上的移动，所述转动杆(2)与转动杆(3)通过转动副相连，用于实现相机在ZOY平面内的转动，所述电机(4)与相机(5)相连，用于驱动相机实现在XOZ平面内的转动。
6.根据权利要求5所述的一种复合薄膜气泡快速检测的装置，其特征在于，所述转动副与另一电机相连，用于驱动转动杆(3)带动相机(5)ZOY平面内的转动。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的复合薄膜气泡快速检测装置的检测方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
通过相机模组获取复合薄膜图像；
对复合薄膜图像进行预处理，得到预处理后的复合薄膜图像；
使用边缘识别算法识别预处理后的复合薄膜图像中的边缘轮廓；
识别所述边缘轮廓中的封闭连通区域，并作为气泡进行标记；
统计标记的气泡的数量和气泡的大小。
8.根据权利要求7所述的一种复合薄膜气泡快速检测的方法，其特征在于：所述步骤二中，对图像进行预处理包括对图像降噪，所述降噪方法包括高斯滤波或双边滤波。
9.根据权利要求7所述的一种复合薄膜气泡快速检测的方法，其特征在于：所述步骤三中，所述边缘识别算法包括Canny算子、Sobel算子或Roberts算子。
10.根据权利要求7所述的一种复合薄膜气泡快速检测的方法，其特征在于：所述步骤四中，判断所述边缘轮廓中的每个节点是否至少有一个相连的出节点和一个相连的入节点，若是，所述节点组成的边缘轮廓，作为所述封闭连通区域。
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- 2022-01-24 CN CN202210077872.2A patent/CN114486914A/zh active Pending
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