專利名稱：一種檢測(cè)容器蓋質(zhì)量的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生產(chǎn)線自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)容器蓋質(zhì)量的檢測(cè) 裝置，在高速自動(dòng)化生產(chǎn)流水線上能夠?qū)θ萜魃w的各種缺陷如容器蓋是否缺失、高蓋、歪 蓋、斷橋、缺失安全環(huán)等密封質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)非間斷檢測(cè)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著人們生活水平的不斷提高，人們?cè)絹?lái)越重視產(chǎn)品質(zhì)量安全，然而，國(guó) 內(nèi)卻頻繁發(fā)生因食品質(zhì)量不合格而導(dǎo)致的各類食品糾紛案件，食品的安全衛(wèi)生問(wèn)題已經(jīng)成 為一個(gè)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。由于啤酒、飲料成分的特殊性，要提高產(chǎn)品的質(zhì)量必須從生產(chǎn) 到包裝都應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)于啤酒、飲料等快速消耗品的生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的密封性的好 壞會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。以PET瓶飲料生產(chǎn)線為例，傳統(tǒng)的生產(chǎn)線瓶蓋的密封性質(zhì) 量檢驗(yàn)是由人工完成，瓶子通過(guò)安裝在輸送鏈道一側(cè)的燈光檢驗(yàn)箱時(shí)，由人工進(jìn)行目測(cè)，發(fā) 現(xiàn)次品瓶要進(jìn)行手工揀出。這種人工檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)模糊，在很大程度上受人為因素的影響，不能 保持恒定的標(biāo)準(zhǔn)，并且檢測(cè)精度低，速度慢。隨著現(xiàn)代高速灌裝線的發(fā)展，人眼在檢測(cè)環(huán)節(jié) 中的劣勢(shì)更加突出，比如由于長(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)工作，人的眼睛容易疲勞會(huì)產(chǎn)生誤差。僅靠傳 統(tǒng)的人工燈光檢測(cè)不能保證產(chǎn)品的可靠性，而且PET飲料瓶的封蓋通常會(huì)有高蓋、歪蓋等 不同的情況，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線上，高蓋和歪蓋很容易漏檢，這樣密封質(zhì)量不合格的產(chǎn)品 就會(huì)流入市場(chǎng)，使消費(fèi)者的利益的不到保障，同時(shí)也損害了企業(yè)信譽(yù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是避免以上存在的技術(shù)問(wèn)題和不足，提供一種檢測(cè)精度高、速 度快的一種檢測(cè)容器蓋質(zhì)量的檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，圖 像采集系統(tǒng)包括光電傳感器、相機(jī)和光源，實(shí)現(xiàn)從120° 360°范圍內(nèi)對(duì)容器蓋進(jìn)行全方 位圖像采集，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由工控機(jī)和基于氣壓的剔除系統(tǒng)組成，工控機(jī)與圖像采集系統(tǒng)、 圖像處理系統(tǒng)和剔除系統(tǒng)相連接，相機(jī)拍攝到的圖像為黑白圖像，圖像處理系統(tǒng)對(duì)拍攝到 的圖像進(jìn)行處理，設(shè)定感興趣區(qū)域判斷容器蓋質(zhì)量。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)采用圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 協(xié)調(diào)一致工作，采用光電觸發(fā)技術(shù)，當(dāng)瓶子經(jīng)過(guò)頻閃時(shí)，此時(shí)頻閃控制器發(fā)出控制信號(hào)，光 源接受到控制信號(hào)后為每一個(gè)經(jīng)過(guò)相機(jī)鏡頭的容器打光，同時(shí)相機(jī)拍照，然后對(duì)拍攝到的 圖像進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析結(jié)果判斷容器蓋是否存在質(zhì)量問(wèn)題。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線上， 對(duì)容器蓋是否缺失、高蓋、歪蓋、斷橋、缺失安全環(huán)等的不合格瓶的正確剔除和合格瓶的保 留，檢測(cè)精度高，檢測(cè)速度快。

圖1為本實(shí)用新型中圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0007]圖2為本實(shí)用新型的框架圖。
具體實(shí)施方式
從圖1和圖2可以看出，本實(shí)用新型包括圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)，圖像采集系統(tǒng)包括光電傳感器、相機(jī)2和光源4，圖像采集系統(tǒng)主要采用了特殊的光 路設(shè)計(jì)，容器設(shè)置在鏈道1上。根據(jù)不同需要實(shí)現(xiàn)從120° 360°范圍內(nèi)對(duì)容器蓋3進(jìn)行 全方位圖像采集，不留檢測(cè)盲區(qū)。相機(jī)2拍攝到的圖像為黑白圖像，圖像處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)拍 攝到的圖像進(jìn)行處理，設(shè)定感興趣區(qū)域以此判斷容器蓋3是否存在質(zhì)量問(wèn)題。圖像采集難點(diǎn)有瓶子的運(yùn)動(dòng)方向與相機(jī)和光源夾角是一定的，保證相機(jī)的視野 范圍內(nèi)只有一個(gè)瓶子；瓶子在傳送帶上晃動(dòng)、抖動(dòng)、滑動(dòng)引起的位置偏移；如何避免緊挨著 通過(guò)檢測(cè)的瓶子多次觸發(fā)光電傳感器導(dǎo)致圖像處理器對(duì)此瓶進(jìn)行多次拍照。光源使用背景 光法照明，可將被測(cè)物的邊緣輪廓清晰地勾勒出來(lái)，在圖像中，容器蓋部分及容器內(nèi)液體部 分為黑色，容器蓋間隙及容器內(nèi)液體以上部分為白色，形成“黑白分明”的便于系統(tǒng)分析處 理的圖像。利用統(tǒng)計(jì)算法來(lái)統(tǒng)計(jì)感興區(qū)域內(nèi)的白像素的個(gè)數(shù)。圖像處理系統(tǒng)設(shè)定圖像定位工具，相機(jī)2可以是智能相機(jī)，相機(jī)、圖像處理器可以 是相機(jī)加圖像采集卡與工控機(jī)組成的系統(tǒng)，可設(shè)定一個(gè)到五個(gè)相機(jī)2拍攝區(qū)域判斷容器蓋 3是否規(guī)整。圖像處理系統(tǒng)的處理步驟如下在保證瓶蓋部分在相機(jī)2視野范圍內(nèi)的條件下，對(duì)圖像跟蹤工具進(jìn)行定位并對(duì)其 范圍進(jìn)行設(shè)定，保證持胚環(huán)要落在圖像定位工具；保證持胚環(huán)在圖像以PET瓶持胚環(huán)為基 準(zhǔn)，根據(jù)持胚環(huán)兩側(cè)邊緣灰度值差異較大的特點(diǎn)，利用跟蹤定位工具的查找邊緣算法找到 持胚環(huán)兩側(cè)邊緣點(diǎn)，利用兩側(cè)邊緣點(diǎn)自動(dòng)擬合藍(lán)色基準(zhǔn)線，并保證此基準(zhǔn)線與持胚環(huán)平行； 以自動(dòng)擬合的藍(lán)色基準(zhǔn)線為準(zhǔn)，在上方定位出三個(gè)矩形感興趣，兩側(cè)小矩形感興區(qū)域主要 針對(duì)歪蓋瓶進(jìn)行檢測(cè)，中間大矩形區(qū)域保證感興區(qū)域主要針對(duì)斷橋瓶、無(wú)蓋瓶進(jìn)行檢測(cè)，在 檢測(cè)時(shí)保證感興區(qū)域的位置要隨瓶口位置變動(dòng)而變動(dòng)；分別對(duì)感興區(qū)域內(nèi)像素進(jìn)行二值化 處理，對(duì)于一幅灰度圖像，如果目標(biāo)物體的灰度值落在某一區(qū)間內(nèi)，并且背景的灰度值在這 一區(qū)間之外，則可以通過(guò)閾值運(yùn)算得到物體的二值圖像，將高于某一灰度值的像素設(shè)置為 255，將低于標(biāo)準(zhǔn)灰度值的像素設(shè)置為0，例如，我們把閾值設(shè)為128，那么感興趣區(qū)域中灰 度值高于128的點(diǎn)的灰度值將變成255 (白像素)，反之，則變?yōu)? (黑像素)，形成了 一幅二 值圖像；設(shè)置某一合格瓶的白像素個(gè)數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，低于此值在為合格瓶，高于此值則判斷為 不合格。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由工控機(jī)和基于氣壓的平穩(wěn)剔除系統(tǒng)組成。工控機(jī)與圖像采集系 統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和剔除系統(tǒng)相連接。當(dāng)容器通過(guò)機(jī)械傳送機(jī)構(gòu)進(jìn)入入口檢測(cè)單元，PLC接 收到瓶口經(jīng)過(guò)激光光電的觸發(fā)信息，由PLC輸出信號(hào)給頻閃控制器觸發(fā)點(diǎn)亮光源，同時(shí)接 收到觸發(fā)信號(hào)的圖像采集卡對(duì)CCD相機(jī)輸出的視頻模擬信號(hào)(VGA)進(jìn)行采集，由圖像采集 卡控制視頻模擬信號(hào)(VGA)轉(zhuǎn)換的數(shù)字陣列的大小，這里提供1024X768和640X480等多 種數(shù)字陣列選擇輸出給工控機(jī)。經(jīng)過(guò)圖像處理單元得到的用于區(qū)別合格與不合格瓶的信號(hào) 輸出給PLC控制剔除系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的剔除操作。如圖2所示，以PET瓶為例，本實(shí)用新型的工作步驟為=(I)PET瓶經(jīng)過(guò)定位傳感 器，檢測(cè)到PET瓶到達(dá)，通過(guò)控制單元記錄瓶子標(biāo)識(shí)號(hào)、記錄當(dāng)前編碼器信號(hào)。(2)定位傳感器通知相機(jī)采集當(dāng)前PET瓶圖像，拍照完成后，由圖像處理器對(duì)該圖像進(jìn)行處理，圖像處理 器將其處理結(jié)果一方面?zhèn)鬟f給人機(jī)界面進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示；另一方面?zhèn)鬟f給控制單元，準(zhǔn)備剔 除不合格瓶。(3)控制單元接受到不合格信號(hào)后，通知剔除系統(tǒng)剔除對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)號(hào)的瓶子。
權(quán)利要求一種檢測(cè)容器蓋質(zhì)量的檢測(cè)裝置，包括圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是所述圖像采集系統(tǒng)包括光電傳感器、相機(jī)(2)和光源(4)，從120°～360°范圍內(nèi)對(duì)容器蓋(3)進(jìn)行全方位圖像采集，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由工控機(jī)和基于氣壓的剔除系統(tǒng)組成，工控機(jī)與圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和剔除系統(tǒng)相連接，相機(jī)(2)拍攝到的圖像為黑白圖像，圖像處理系統(tǒng)對(duì)拍攝到的圖像進(jìn)行處理，設(shè)定感興趣區(qū)域判斷容器蓋質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的檢測(cè)容器蓋質(zhì)量的檢測(cè)裝置，其特征是設(shè)定一個(gè)到五個(gè) 相機(jī)(2)拍攝區(qū)域判斷容器蓋(3)是否規(guī)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的檢測(cè)容器蓋質(zhì)量的檢測(cè)裝置，其特征是所述的相機(jī) (2)為智能相機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的檢測(cè)容器蓋質(zhì)量的檢測(cè)裝置，其特征是所述的相機(jī) (2)、圖像處理器為相機(jī)加圖像采集卡與工控機(jī)組成的系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種檢測(cè)容器蓋質(zhì)量的檢測(cè)裝置，包括圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，圖像采集系統(tǒng)包括光電傳感器、相機(jī)和光源，從120°～360°范圍內(nèi)對(duì)容器蓋進(jìn)行全方位圖像采集，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由工控機(jī)和基于氣壓的剔除系統(tǒng)組成，圖像處理系統(tǒng)對(duì)拍攝到的圖像進(jìn)行處理，設(shè)定感興趣區(qū)域判斷容器蓋質(zhì)量。本實(shí)用新型能夠在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線上，對(duì)容器蓋是否缺失、高蓋、歪蓋、斷橋、缺失安全環(huán)等的不合格瓶的正確剔除和合格瓶的保留，檢測(cè)精度高，檢測(cè)速度快。
文檔編號(hào)G01N21/892GK201707305SQ201020194639
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者國(guó)磊, 姜輝, 張樹(shù)君, 李恒文, 王 忠, 王立偉 申請(qǐng)人:山東明佳包裝檢測(cè)科技有限公司