CN201555560U - 烟包内衫纸五轮成像检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟包内衫纸五轮成像检测系统，该检测系统包括视觉传感器(1)、工控机(2)和剔除器(3)，工控机(2)上联接视觉传感器(1)和剔除器(3)构成检测系统，视觉传感器(1)安装在包装机的第五轮上位于十二点处，剔除器(3)安装在包装机的第六轮上。该检测系统基于机器视觉，检测铝箔纸上的标志、铝箔纸的完好程度及其他缺陷，具有通用性，适合任何类型的包装机。

Description

烟包内衫纸五轮成像检测系统

技术领域

本实用新型涉及检测系统，具体涉及适用于烟包机的一种烟包内衫纸五轮成像检测系统。

背景技术

众所周知，为了降低生产成本，并使原材料更符合环保的要求，现今烟厂已采用了一种新型铝纸作为小包的内衫纸。这种铝箔纸有两个特点：其一，它的上部1/3部分采用新型铝箔纸，其金属含量极低，约为原来铝纸的1/200，用万用表欧姆档测其阻值无穷大；其二，其余2/3部分为不含任何金属的白皮纸。

新型铝纸的节能降耗及环保优势给烟厂带来了良好经济效益和社会效益。但同时也带来一个新的问题：由于现行小包烟内衫纸的材料含量及位置均发生了变化，所以在包装过程中，原来采用电感原理来检测烟包的传感器就会因为内衫纸金属含量极低而失效，由此导致缺铝纸烟包流入市场，这将严重影响企业的产品质量和声誉。因此，对于使用新型铝纸的包装机，如何检测烟包是否有铝纸已迫在眉睫。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种烟包内衫纸五轮成像检测系统，该检测系统基于机器视觉，可以检测铝箔纸上的标志、铝箔纸的完好程度及其他缺陷，具有通用性，适合任何类型的包装机。

本实用新型的技术解决方案是：该检测系统包括视觉传感器、工控机和剔除器，工控机上联接视觉传感器和剔除器构成检测系统，视觉传感器安装在包装机的第五轮上位于十二点处，剔除器安装在包装机的第六轮上。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，在包装机的第五轮上位于视觉传感器处安装位置传感器，位置传感器联接工控机上。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，在包装机的第五轮上位于视觉传感器处安装LED照明灯，LED照明灯联接工控机上。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，在包装机的第六轮上位于剔除器处安装位置传感器，位置传感器联接工控机上。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，视觉传感器上联接计算机。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，计算机上联接液晶屏。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，各部件的作用如下：

1、视觉传感器，也即带处理器的智能相机，拍摄包装机上经过第五轮的烟包内衫纸，依据设定的检测条件进行图像的处理并输出；

2、LED照明灯，该照明灯由多条高亮度LED光源组成，从烟包的不同角度打光，有效消除阴影以及铝箔纸的反光；

3、位置传感器，为高精度的激光传感器，传感器固定在包装机的第五轮和第六轮上；当烟包经过第五轮时，传感器发出信号，启动智能相机进行图像捕捉，并开始进行图像处理；当烟包经过第六轮时，传感器发出信号，启动剔除器剔除不合格烟包；

4、工控机，控制智能相机、剔除器按程序设计要求工作；

5、计算机，配备触摸式液晶屏，为用户提供友好的人机界面进行系统配置统计查询；

6、剔除器，为高速气缸击打装置，用来把缺失铝箔纸、铝箔纸有缺陷的烟包从流水线上剔除。

本实用新型的工作原理如下：该系统使用智能视觉传感器(智能相机)来完成检测任务和逻辑运算工作，视觉传感器在0.4毫秒内捕捉图像并将其发送到内部处理器中，经处理器数字化后，就可以评估其颜色、表面和尺寸等，根据其计算结果，实现对条包的自动检测和剔除。

在此系统中，使用一个智能视觉传感器(智能相机)对烟包的铝箔纸部分进行图像捕捉，用定位分析“软传感器”(VS720系列软件Spectation功能)确定边缘，根据确定边缘后的实际位置来进行检测任务；例如，对于图像，采用诸如密度、特征值计数、模板匹配、测量等“软传感器”来实现检测任务；检测结果输出到工控机PLC，该工控机完成对剔除器的控制，即输出信号到执行气阀来剔除不合格品；同时检测结果也输出到计算机，在显示区显示当前捕捉的图像，并统计检测数量、不合格数、合格率以及缺陷部位的数量统计，同时监控软件后台将不合格品的图像及以上数据予以保存，以备后续分析、统计。

本实用新型具有以下优点：

1、该系统以智能相机为核心器件，采用模块化设计理念，运用视觉技术、自动化技术、计算机技术、网络技术，集智能化、信息化、可扩展性于一体，有较高的稳定可靠性。

2、该系统所有硬件采用优质进口产品，如V720系列相机，PLC逻辑控制器，工业PC，在根本上保证了极高的稳定性、优质性、可靠性。

3、该系统配合烟机的高自动化，在检测过程中，该系统无需人工干预便可自动完成检测任务，人为要做的只是在需要的时候更换品牌，在触摸屏点击触摸相应软按钮即可，智能化、模块化、数字化、信息化，操作简便，可靠性高，扩展性强，运行成本低。

4、该系统由出众的硬件加上健壮的软件构成，强力保证系统的成功实施，VS720系列软件Spectation，集成I/O配置、结果图表、检测算法等众多功能，使得系统得心应手、准确可靠；单就检测算法来说，在Spectation组织中称作“软传感器”检测工具，诸如有/无判断、表面/缺陷检查、尺寸测量、边缘提取、Blob、灰度直方图、OCR/OCV、条码阅读等，算法丰富，在检测需求中无一遗漏；监控软件配合图像处理，以客户为导向，前后台运行，直接面向用户，人机接口友好，采用中文界面，功能齐全，以使用便捷为主导，任何操作都不会给系统带来灾难；主要功能为图像、数据信息的实时显示、自动保存，相关参数设定，数据统计等；另外预留与现有信息的整合接口以及提供客户的特定需求定制。

附图说明

图1为本实用新型的结构联接示意图

图中：1、视觉传感器，2、工控机，3、剔除器，4、5、位置传感器，6、LED照明灯，7、计算机，8、液晶屏。

具体实施方式

如图1所示，该检测系统包括视觉传感器1、工控机2和剔除器3，工控机2上联接视觉传感器1和剔除器3构成检测系统，视觉传感器1安装在包装机的第五轮上位于十二点处，剔除器3安装在包装机的第六轮上。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，在包装机的第五轮上位于视觉传感器1处安装位置传感器4，位置传感器4联接工控机2上。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，在包装机的第五轮上位于视觉传感器1处安装LED照明灯5，LED照明灯5联接工控机2上。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，在包装机的第六轮上位于剔除器3处安装位置传感器5，位置传感器5联接工控机2上。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，视觉传感器1上联接计算机7。

本实用新型的烟包内衫纸五轮成像检测系统中，计算机7上联接液晶屏8。

在此系统中，使用一个智能视觉传感器1(智能相机)对烟包的铝箔纸部分进行图像捕捉，用定位分析“软传感器”(VS720系列软件Spectation功能)确定边缘，根据确定边缘后的实际位置来进行检测任务；例如，对于图像，采用诸如密度、特征值计数、模板匹配、测量等“软传感器”来实现检测任务；检测结果输出到工控机PLC2，该工控机2完成对剔除器3的控制，即输出信号到执行气阀来剔除不合格品；同时检测结果也输出到计算机7，在显示区显示当前捕捉的图像，并统计检测数量、不合格数、合格率以及缺陷部位的数量统计，同时监控软件后台将不合格品的图像及以上数据予以保存，以备后续分析、统计。

1、视觉传感器(vision sensor)：

西门子VS720系列智能视觉传感器，是该系统的重要核心部件，采用智能全面的VS720视觉传感器，可轻易、完美地满足具体要求以及苛刻的任务。；在紧凑外壳内，组合了全部重要功能，如图像采集、图像处理、结果预处理和通讯等；该相机以其高精度和响应速度而著称，其硬件体系结构速度快，性能好，依据常驻内存的检测程序，可直接分析采集到的显示信息；所有机器视觉最终就是看它对图象信号的处理效果，这一点西门子做得很好，这正是该系统能做得准确可靠的核心基础，常驻相机内存的称作软传感器的检测工具可以对被检测产品不同区域部位进行点、线、面的检测，也可以逐点扫描检测，根据已设定的图象标准，相机直接输出0、1信号，判别出该产品是否合格。

VS720特点：摄像头功能；调试/停止检测；电子快门(光源控制)；即使对于快速移动的部件也可获得非常清晰的图像；采集整体或部分图像(像素可自由选择)；快速成像、图像扫描以及图像处理；图像记录的内部或外部(中断)触发；通过使用以太网通讯将几个照相镜头的结果相连接以完成多照相镜头检验；通过以太网输出警告性和错误图像；永久存储各种检验目标的检验程序；有选择性地选择各种检验程序。

2、LED照明灯：光源采用LED光源，寿命长、稳定性高、一致性好、维护成本非常低。

3、工控机PLC：

工控机为进口可编程逻辑控制器，将智能相机输出的信号、光电开关等信号进行逻辑处理，驱动剔除器。

4、计算机：

计算机为高速控制工业计算机，作为本系统的信息中心，人机接口(HMI)，除运行系统软件，如检测任务的设定软件、实时监控软件；还用来实时显示、保存信息；操作参数设定；数据统计，质量分析，数据采集和上位机联网等作用。

5、剔除器：一套高速进口气缸击打装置。

6、技术参数：

●工控机工作电压：24VDC

●智能相机分辨率：640*480分辨率，彩色、黑白皆可

●曝光速率：快门时间：10ms~1s(电子快门)

●图像方式检测速度：900包/分钟

●通讯方式：以太网，便于数据采集统计

●检出率：对严重存在的质量问题检出率100％

●误剔率：误剔率≤4.5％(检测装置剔除的缺陷烟包中)。

7、工作条件：

●安装位置：检测装置：五轮处；剔除装置：六轮处

●环境温度：0-75℃

●工作电压：AC220V±10％

●气源：正压＞5.0kg负压＜0.6kg

●设备尺寸(长×宽×高)：--(根据客户现场情况确定)。

Claims (6)

1.烟包内衫纸五轮成像检测系统，其特征在于：该检测系统包括视觉传感器(1)、工控机(2)和剔除器(3)，工控机(2)上联接视觉传感器(1)和剔除器(3)构成检测系统，视觉传感器(1)安装在包装机的第五轮上位于十二点处，剔除器(3)安装在包装机的第六轮上。

2.根据权利要求1所述的烟包内衫纸五轮成像检测系统，其特征在于：在包装机的第五轮上位于视觉传感器(1)处安装位置传感器(4)，位置传感器(4)联接工控机(2)上。

3.根据权利要求1所述的烟包内衫纸五轮成像检测系统，其特征在于：在包装机的第五轮上位于视觉传感器(1)处安装LED照明灯(5)，LED照明灯(5)联接工控机(2)上。

4.根据权利要求1所述的烟包内衫纸五轮成像检测系统，其特征在于：在包装机的第六轮上位于剔除器(3)处安装位置传感器(5)，位置传感器(5)联接工控机(2)上。

5.根据权利要求1所述的烟包内衫纸五轮成像检测系统，其特征在于：视觉传感器(1)上联接计算机(7)。

6.根据权利要求5所述的烟包内衫纸五轮成像检测系统，其特征在于：计算机(7)上联接液晶屏(8)。