GDX2包裝機內(nèi)包檢測中機器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用淺析

楊勝坤

摘 要：就當前而言，GDX2包裝機內(nèi)包質(zhì)量主要依賴人為檢測，工人的熟練程度和判斷沒有一個統(tǒng)一的標準，對后續(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包裝機內(nèi)包檢測中應(yīng)用基恩士機器視覺系統(tǒng)，智能學(xué)習(xí)標準樣品，并對內(nèi)包外觀上的缺陷進行在線檢測，從而實現(xiàn)對卷煙小盒內(nèi)包裝質(zhì)量的全面檢測。

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

在當前卷煙行業(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，但此時也出現(xiàn)了一個全新的問題，高效運行的設(shè)備與低效率的人工檢測相矛盾，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、同時保證質(zhì)量的可靠，都將機器視覺檢測系統(tǒng)利用起來，確保設(shè)備可靠運行，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，本文就對機器視覺系統(tǒng)在GDX2包裝機內(nèi)包檢測中的應(yīng)用進行了深入研究。

1基恩士機器視覺系統(tǒng)的工作原理

基恩士機器視覺系統(tǒng)主要是通過CCD相機對需要檢測的煙包面進行圖像采集，根據(jù)包裝機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)檢測瑕疵情況，其中的黑白面積就可以檢測出有無瑕疵，然后根據(jù)辨別以及區(qū)域像素值等算法，對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，此時就需要及時做出控制信號，當不合格的煙包通過GD包裝機8號輪時，將其剔除;系統(tǒng)顯示器會實時顯示相應(yīng)的圖像以及檢測結(jié)果，統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)信息。基恩士機器視覺系統(tǒng)如圖1所示。

2應(yīng)用效果

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

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

深入分析，機器視覺系統(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。在檢測內(nèi)襯紙的破損情況、嚴重褶皺以及特殊產(chǎn)品的LOGO上有著較好的效果。

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

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

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

基恩士機器視覺系統(tǒng)在檢測卷煙內(nèi)框紙的缺陷時主要集中在5輪上，如圖2中（1）位置，可以有效檢測出內(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出來。

對于內(nèi)框紙中存在的質(zhì)量問題，在進行檢測時可設(shè)定7個檢測口，以此分別開展內(nèi)框紙臟污、破損、位移情況的檢測;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。檢測調(diào)整方法與內(nèi)襯紙的調(diào)整方法相同。

2.3檢測效果測試

在確定應(yīng)用目標并調(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，并對該設(shè)備進行2周的測試，每次測試20盒煙包，具體結(jié)果如表1.

此外，為了進一步檢測設(shè)備的剔除精度，筆者還對不同類型檢測中剔除的數(shù)量進行了統(tǒng)計，如表2。其中，剔除的數(shù)量主要是由設(shè)備自動系統(tǒng)統(tǒng)計得出的，所有產(chǎn)品在經(jīng)過設(shè)備檢測后，都需要展開二次人工檢查，這樣可以有效避免誤檢情況。

測試結(jié)果：當設(shè)備在每分鐘生產(chǎn)400包煙包的狀態(tài)下，經(jīng)過一個月的測試，系統(tǒng)在檢測各類型的缺陷煙包時，最終檢測的準確率最低為93%，系統(tǒng)運行良好。

在煙包測試過程中，檢測誤差相對較小，而且，誤差控制范圍也可以進行隨意的調(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）將基恩士機器視覺系統(tǒng)應(yīng)用到GD卷煙包裝機的實際生產(chǎn)過程中，卷煙小盒內(nèi)包裝質(zhì)量可以得到有效的檢測，而且，相關(guān)操作人員也能實時查看內(nèi)包檢測的實際情況和剔除情況，工作流程簡化，工作效率得到提升[2]。

（2）將基恩士機器視覺系統(tǒng)應(yīng)用到GDX2包裝機上，可以在很大程度上降低GD包裝機對人為干預(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，可展開進一步的推廣。

參考文獻：

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

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

（貴州中煙工業(yè)有限責任公司? 554300）