1 引言
隨著人民生活水平的提高，飲料的市場(chǎng)需求量也不斷增加，產(chǎn)品的質(zhì)量就成為了生產(chǎn)廠(chǎng)商和消費(fèi)者關(guān)注的問(wèn)題。而飲料瓶外觀的好壞直接或間接影響到其內(nèi)部飲料的質(zhì)量，所以為了減少不合格品的數(shù)量，需要增加檢測(cè)工序。手工外觀檢驗(yàn)和產(chǎn)品標(biāo)記昂貴和不可靠。同時(shí)又意味著不近人情的單調(diào)工作。這里，自動(dòng)化機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)提供了解決這些問(wèn)題的方案。
2 PET飲料瓶的缺陷
吹瓶、灌裝、套標(biāo)和貼標(biāo)、噴碼是影響PET飲料瓶質(zhì)量的四道關(guān)鍵工序。首先在吹瓶工序，高溫氣體被吹入瓶胚并經(jīng)過(guò)特定模具的壓制成為瓶子，在這個(gè)過(guò)程中瓶子可能出現(xiàn)變形、歪脖子等情況；在灌裝工序，PET瓶會(huì)出現(xiàn)漏灌、少灌、蓋擰松和擰歪等情況；在套標(biāo)和貼標(biāo)工序，標(biāo)簽會(huì)被套歪、漏套等情況；在噴碼工序，由于噴碼機(jī)的偶然故障，導(dǎo)致碼的漏噴和錯(cuò)噴等情況。這些情況中輕微的會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品外觀的不美觀，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致飲料內(nèi)部質(zhì)量發(fā)生變化，特別象茶飲料和乳類(lèi)飲料。影響飲料瓶質(zhì)量的幾個(gè)缺陷為：高蓋、歪蓋、破蓋、無(wú)蓋、淺量、錯(cuò)標(biāo)、無(wú)噴碼。如圖1：
3 利用機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)PET飲料瓶的外觀缺陷的自動(dòng)化檢測(cè)
隨著飲料需求的不斷增大，以及客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求，越來(lái)越多的飲料生產(chǎn)廠(chǎng)商采用自動(dòng)化PET瓶缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)PET瓶的外觀缺陷進(jìn)行綜合檢測(cè)。這種方法代替了傳統(tǒng)的人工方法以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，解決了人工方法效率低、速度慢，以及受檢測(cè)人員主觀性制約等不確定因素帶來(lái)的誤檢及漏檢，實(shí)現(xiàn)更好的100%產(chǎn)品在線(xiàn)檢測(cè)。
3.1 機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)概述
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指通過(guò)圖像攝取裝置（分CMOS相機(jī)和CCD相機(jī)兩種）把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單元，通過(guò)數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來(lái)進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。
3.2 機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)PET飲料瓶的外觀缺陷的自動(dòng)化檢測(cè)方案
本文采用了杭州華峰自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司開(kāi)發(fā)的PET飲料瓶檢測(cè)系統(tǒng)用于PET飲料瓶的外觀缺陷檢測(cè)。該系統(tǒng)以西門(mén)子圖像處理器為核心，并結(jié)合西門(mén)子自動(dòng)化設(shè)備，形成了既有簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)接口又有復(fù)雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口的系統(tǒng)，讓用戶(hù)能選擇適合自己工況的系統(tǒng)，既方便又節(jié)省投資。
其基本檢測(cè)處理流程如圖2，簡(jiǎn)易系統(tǒng)框架如圖3：
圖2 基本檢測(cè)流程圖
圖3 系統(tǒng)簡(jiǎn)易圖
工作原理：首先光纖傳感器感應(yīng)到瓶子，然后觸發(fā)圖像處理器拍攝圖片，并進(jìn)行圖像分析處理，最后驅(qū)動(dòng)剔除裝置。
3.3 杭州華峰的PET瓶視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介
①、能在線(xiàn)完成對(duì)象的存在性檢測(cè)、模型比較、形狀檢驗(yàn)、位置和方向識(shí)別、工件的測(cè)量、1D/2D代碼的計(jì)算、OCR/OCV。
②、該系統(tǒng)目前的實(shí)際檢測(cè)速度達(dá)到1500瓶/分鐘。
③、能通過(guò)剔除裝置準(zhǔn)確剔除檢測(cè)出的次品 （通過(guò)加裝速度編碼器自動(dòng)跟蹤傳送帶速度）。
④、能實(shí)現(xiàn)以下統(tǒng)計(jì)功能并在現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏上顯示（安裝打印機(jī)可打印）：?jiǎn)挝划a(chǎn)品通過(guò)時(shí)的不合格品數(shù)量和比例，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)產(chǎn)品的不合格品數(shù)量和比例，各班次生產(chǎn)的產(chǎn)品總量及檢測(cè)出的次品數(shù)量、每月累計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品的總量及檢測(cè)出的次品數(shù)量。
⑤、能存儲(chǔ)生產(chǎn)線(xiàn)上各種產(chǎn)品的檢測(cè)程序并能方便地通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏加以選擇。
⑥、能通過(guò)以太網(wǎng)接口和計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)控、在線(xiàn)修改檢測(cè)程序、在線(xiàn)記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)、在線(xiàn)保存用戶(hù)所需的實(shí)時(shí)圖像（合格產(chǎn)品的圖像和不合格產(chǎn)品的圖像）。
⑦、能根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)上所需檢測(cè)的不同產(chǎn)品方便地調(diào)節(jié)視覺(jué)檢測(cè)裝置的高度。
⑧、機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng)，可方便地接入或退出使用，所需各種硬件、軟件由廠(chǎng)家提供。
⑨、機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)安裝、維護(hù)、拆卸方便。
4 結(jié)論
該系統(tǒng)現(xiàn)已成功運(yùn)用于國(guó)內(nèi)幾家知名飲料企業(yè)的生產(chǎn)線(xiàn)上，效果非常好。不僅滿(mǎn)足用戶(hù)的現(xiàn)有需求，而且還為用戶(hù)預(yù)留很多的功能和升級(jí)空間，這些功能在今后的檢測(cè)任務(wù)中將會(huì)發(fā)揮更多的作用，為用戶(hù)解決更多的問(wèn)題，節(jié)省很多的升級(jí)費(fèi)用。如：打印接口、上位機(jī)通訊接口、報(bào)警接口、標(biāo)簽檢測(cè)功能、提速功能等。更重要的是該系統(tǒng)能?chē)?yán)格的控制用戶(hù)產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了很多的人工成本。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，人工費(fèi)用的增長(zhǎng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊。
