GDX2包裝機(jī)內(nèi)包檢測(cè)中機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用淺析

楊勝坤

摘 要：就當(dāng)前而言，GDX2包裝機(jī)內(nèi)包質(zhì)量主要依賴人為檢測(cè)，工人的熟練程度和判斷沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生了一定的影響，為了有效改善這一問題，筆者嘗試在GD包裝機(jī)內(nèi)包檢測(cè)中應(yīng)用基恩士機(jī)器視覺系統(tǒng)，智能學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)樣品，并對(duì)內(nèi)包外觀上的缺陷進(jìn)行在線檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)卷煙小盒內(nèi)包裝質(zhì)量的全面檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺系統(tǒng);GDX2包裝機(jī);內(nèi)包檢測(cè)

在當(dāng)前卷煙行業(yè)設(shè)備技術(shù)快速發(fā)展的背景下，卷煙生產(chǎn)過程中的操作難度逐漸下降，但此時(shí)也出現(xiàn)了一個(gè)全新的問題，高效運(yùn)行的設(shè)備與低效率的人工檢測(cè)相矛盾，制約了我們需要的“又快又好”。在這種情況下，很多卷煙廠為了提升設(shè)備的綜合效率、同時(shí)保證質(zhì)量的可靠，都將機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)利用起來，確保設(shè)備可靠運(yùn)行，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文就對(duì)機(jī)器視覺系統(tǒng)在GDX2包裝機(jī)內(nèi)包檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。

1基恩士機(jī)器視覺系統(tǒng)的工作原理

基恩士機(jī)器視覺系統(tǒng)主要是通過CCD相機(jī)對(duì)需要檢測(cè)的煙包面進(jìn)行圖像采集，根據(jù)包裝機(jī)編碼器的角度值觸發(fā)拍攝圖像，圖像處理單元主要根據(jù)像素的分布和亮度等信息，通過良品學(xué)習(xí)檢測(cè)瑕疵情況，其中的黑白面積就可以檢測(cè)出有無瑕疵，然后根據(jù)辨別以及區(qū)域像素值等算法，對(duì)煙包圖像展開深入的分析[1]。在此過程中，一旦發(fā)現(xiàn)其中的任何一個(gè)圖像參數(shù)超出了預(yù)設(shè)的范圍，就表明煙包表面存在缺陷，此時(shí)就需要及時(shí)做出控制信號(hào)，當(dāng)不合格的煙包通過GD包裝機(jī)8號(hào)輪時(shí)，將其剔除;系統(tǒng)顯示器會(huì)實(shí)時(shí)顯示相應(yīng)的圖像以及檢測(cè)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息?；魇繖C(jī)器視覺系統(tǒng)如圖1所示。

2應(yīng)用效果

就當(dāng)前煙草行業(yè)使用的主流硬盒GDX2包裝機(jī)而言，相關(guān)檢測(cè)功能還不夠完善，只能對(duì)卷煙小盒內(nèi)包裝的內(nèi)襯紙偏移、缺失以及內(nèi)框紙的殘缺情況進(jìn)行檢測(cè);而實(shí)際工作中由于原輔材料、機(jī)械振動(dòng)等原因?qū)е碌膬?nèi)襯紙褶皺、破損等情況不能得到有效的檢測(cè)。基于這一問題，將基恩士機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用到卷煙小盒內(nèi)包缺陷的檢測(cè)上，具體效果如下。

2.1機(jī)器視覺系統(tǒng)在卷煙內(nèi)襯紙缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用

深入分析，機(jī)器視覺系統(tǒng)在卷煙內(nèi)襯紙上的應(yīng)用主要在3輪，如圖2中（2）位置。在檢測(cè)內(nèi)襯紙的破損情況、嚴(yán)重褶皺以及特殊產(chǎn)品的LOGO上有著較好的效果。

在實(shí)際檢測(cè)中，由于內(nèi)襯紙存在著不同的質(zhì)量缺陷，在檢測(cè)時(shí)需要設(shè)定5各不同的檢測(cè)口，在注冊(cè)圖像之后，對(duì)其檢測(cè)范圍進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)，如果輕微的質(zhì)量不良情況被判為不合格，則需要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)高判定條件的上限，或者也可以對(duì)濾波器中二值化的下限值進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)調(diào)高;而當(dāng)情況相反時(shí)，則需要做出相反的調(diào)整。這樣，就可以有效檢測(cè)出內(nèi)襯紙正面和反面的破損、嚴(yán)重褶皺等質(zhì)量上的缺陷。

當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備處于不穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，內(nèi)襯紙就會(huì)出現(xiàn)輕微的不平整情況，反光情況凸顯，此時(shí)，可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行條件進(jìn)行設(shè)定，減少設(shè)備的干擾。

2.2機(jī)器視覺系統(tǒng)在卷煙內(nèi)框紙缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用

基恩士機(jī)器視覺系統(tǒng)在檢測(cè)卷煙內(nèi)框紙的缺陷時(shí)主要集中在5輪上，如圖2中（1）位置，可以有效檢測(cè)出內(nèi)的框紙缺失、臟污以及破損情況，而且，也能將內(nèi)框紙位置的偏移檢測(cè)出來。

對(duì)于內(nèi)框紙中存在的質(zhì)量問題，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可設(shè)定7個(gè)檢測(cè)口，以此分別開展內(nèi)框紙臟污、破損、位移情況的檢測(cè);內(nèi)框紙上下位置的偏移、左右的歪斜;內(nèi)框紙左右耳朵的位置;左右耳朵的破損情況和偏移角度;上邊緣的撕裂情況;表面臟污和撕裂;5輪處有無產(chǎn)品等。檢測(cè)調(diào)整方法與內(nèi)襯紙的調(diào)整方法相同。

2.3檢測(cè)效果測(cè)試

在確定應(yīng)用目標(biāo)并調(diào)整相關(guān)參數(shù)之后，根據(jù)質(zhì)量要求制作存在質(zhì)量缺陷的煙包，并對(duì)該設(shè)備進(jìn)行2周的測(cè)試，每次測(cè)試20盒煙包，具體結(jié)果如表1.

此外，為了進(jìn)一步檢測(cè)設(shè)備的剔除精度，筆者還對(duì)不同類型檢測(cè)中剔除的數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如表2。其中，剔除的數(shù)量主要是由設(shè)備自動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)得出的，所有產(chǎn)品在經(jīng)過設(shè)備檢測(cè)后，都需要展開二次人工檢查，這樣可以有效避免誤檢情況。

測(cè)試結(jié)果：當(dāng)設(shè)備在每分鐘生產(chǎn)400包煙包的狀態(tài)下，經(jīng)過一個(gè)月的測(cè)試，系統(tǒng)在檢測(cè)各類型的缺陷煙包時(shí)，最終檢測(cè)的準(zhǔn)確率最低為93%，系統(tǒng)運(yùn)行良好。

在煙包測(cè)試過程中，檢測(cè)誤差相對(duì)較小，而且，誤差控制范圍也可以進(jìn)行隨意的調(diào)節(jié)，可以很好的滿足卷煙小盒內(nèi)包的質(zhì)量控制要求。

3結(jié)果和討論

（1）將基恩士機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用到GD卷煙包裝機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)過程中，卷煙小盒內(nèi)包裝質(zhì)量可以得到有效的檢測(cè)，而且，相關(guān)操作人員也能實(shí)時(shí)查看內(nèi)包檢測(cè)的實(shí)際情況和剔除情況，工作流程簡化，工作效率得到提升[2]。

（2）將基恩士機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用到GDX2包裝機(jī)上，可以在很大程度上降低GD包裝機(jī)對(duì)人為干預(yù)質(zhì)量的依賴性，相關(guān)操作人員的工作量有效減少，并且也能在一定程度上提升工程師和相關(guān)維修人員分析、判斷和解決問題的能力和效率，設(shè)備性能得以保證，可展開進(jìn)一步的推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟慶濤.機(jī)器視覺系統(tǒng)在GDX2包裝機(jī)內(nèi)包檢測(cè)上的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2020（07）：122-124.

[2]羅彩麗.GDX2包裝機(jī)組CH小包透明紙檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].煙草科技，2013（03）：25-26+30.

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