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关于包装检测过程中的机器视觉应用研究

发布时间: 2019/12/17 17:26:22
机器视觉为视觉检测提供了基础技术支持,在相应传感装置的支持下,机器视觉系统获得了非常强大的检测能力,而且这种检测系统扥构成非常简单,在现场检测、在线检测、非接触检测等领域可以发挥自身优势。为了促进机器视觉检测的发展,本文从包装检测的角度对其展开了分析。 
我国经济的发展离不开现代制造业的推动,而对现代制造业而言,外观和质量与其发展有非常密切的关系,因此很多企业都对检测工作非常重视。随着科学技术的发展,检测技术获得了非常明显的进步,尤其是机器视觉检测系统的出现,令检测水平和检测质量都得到了显著提升,推动了现代制造业的发展。 
一、视觉检测系统概述 
(一)工作原理 
生产制造的柔性和自动化程度在机器视觉的推动下可得到明显提升,在工业生产中,有些环节的危险性和要求都比较高,因此为了提升生产效率和质量,人工视觉被替换为了机器视觉。另外机器视觉也有着远超人工的精度和效率,在大批量、高要求的生产中比人工更加适用。[1]机器视觉检测系统建立在重复印刷原理的基础上,为检测系统设定了一个模板,然后利用高速摄像头检测目标,将其和模板多进行对比,可快速发现和模板不同的目标(例如缺损、色差等),从而使目标质量的保持一致。 
(二)影响因素 
机器视觉检测系统在运行的过程中,检测目标会因为持续振动等原因表现出不同的运动方向,可能会在纵向或横向上产生偏移,这为检测和分析目标信息造成了一定困难。另外在实际应用的过程中,模板的设定不是固定的,而且全部检测行为的准确性受初始模板影响,系统无法自行对单个目标进行分析,因此如果在设定模板的过程中出现了偏差,将导致整个检测行为也随之出现偏差。 
二、包装检测过程中的机器视觉应用 
(一)实际应用 
随着技术的不断完善,机器视觉检测的可靠性也获得了显著提升,人们发现,将其和包装生产线结合在一起可有效提升生产效率和生产质量。机器视觉检测系统在科技的推动下获得了极其迅速的发展,在包装生产也因此获得了更多用于对质量进行控制的工具。以某来自日本的快速消费品为例,该产品的包装生产的最后阶段,生产企业会通过機器视觉检测系统对每一个产品包装进行检查,然后将保护存在缺陷的产品直接从生产线上剔除,有效提升了产品包装质量。该企业为了保证产品包装质量,共应用了20产品包装信息采集系统,相较于早期的包装信息采集系统,机器视觉检测系统下的包装信息采集系统额对空间的要求更低,而且运行稳定、维护简单、成本低,对包装生产效率有着明显的提升。该企业通过对视觉检测的应用,不仅让其生产的产品在行业内获得了认可,更明显降低了企业运营成本、提升了经效益,因此笔者觉得,应加强这种系统在我国包装生产中的推广应用,从而为我国的包装生产提供动力。 
(二)检测流程 
机器视觉检测系统中具有可编程逻辑控制器(PLC),当其中的包装信息采集系统获取包装信息以后,可将传输给PLC,接收包装信息的可编程逻辑控制已经预先植入了编制好模板信息。然后通过对比就可以发现包装是否存在异常。当包装的异常状态得到确认以后,机器视觉检测系统会上传并储存结果,然后跟踪包装到其进入丢弃状态为止。当包装进入丢弃状态以后,机器视觉检测系统会向丢弃装置发送信号,然后将异常包装剔除。 
机器视觉检测系统有着非常简单的操作界面,为工作人员提供了很多便利,而且通过连接网络对收集数据的功能进行强化,推动了包装生产向着自动化和集成化发展。在机器视觉检测系统的发展中,读码照相机的应用使采集信息的精确度得到了显著提升,以某眼镜生产企业为例,其机器视觉检测系统的镜头在阳光下可以改变颜色,提升了包装检测的性能。[2]当前很多企业都开始着手开发新型机器视觉检测系统,以提升镜头采集目标信息的精确性。传统的机器视觉检测系统在自动化能力上有所欠缺,当前比较先进的机器视觉检测系统都应用了Cognex lnsight 4001高清图像采集装置,可实现对包装二维码的读取,盒状标签机的末端状态可因此得到明确指示。 
当前最先进的机器视觉检测系统可获取包装的二维蚀刻模型,二维蚀刻模型和条形码近似,但不同的是这种模型上没有设置垂直的线,只是组合在一起点。二维蚀刻模型的优势为数字比较多,利用这些数字可以在包装上进行标记,从而形成包装的数字模型,但其他类型的数字图像可能会对二维蚀刻模型的数字造成影响。通过数字模型可将机器视觉检测系统限制在标准框架内,令系统以标准步骤对包装进行检测,并明确采集目标信息的方式、清晰度以及色彩还原度。前文提到的高清图像采集装置分辨率为1024×768,设置在机器视觉检测系统的闭合室,高级别分辨率可提升包装检测的水平,为企业提供更清晰、更全面的包装图像。应用这种高清图像采集装置机器视觉检测系统以每分钟20镜头速度运行,将目标图像送到闭合室内,这种系统使用的软件来自Rauscher,可实现对二维蚀刻模型的精确定位,定位并获取的信息后将信息送往系统内的PLC,通过和PLC储存的模板信息进行对比,即可实现对包装的检测。 
三、结语 
综上所述,现代制造业是我国发展经济的重要手段之一,因此提升现代制造业的发展效率非常重要。随着科技的不断进步,现代制造业迎来了更好的发展契机,同时随着生产规模的不断扩大,产品质量检测也越来越重要。在产品质量检测中,包装检测是非常重要的一项,和产品质量有非常密切的关系。在当前的包装检中,机器视觉检测系统获得了十分广泛的应用,促进了包装生产自动化和集成化,有效提升了现代制造业的质量和效率,因此应对这种检测系统进行大范围推广,为我国的经济建设注入强大动力。 

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