機器視覺在PET飲料瓶缺陷檢測中的應(yīng)用

1、機器視覺在PET飲料瓶缺陷檢測中的應(yīng)用楊軍 （杭州華峰自動化系統(tǒng)有限公司，杭州 00001）摘要 吹瓶、灌裝、套標(biāo)、噴碼是影響PET飲料瓶質(zhì)量的四道關(guān)鍵工序。為了實現(xiàn)在這幾道工序中的PET飲料瓶外觀缺陷檢測自動化，本文研究了用西門子機器視覺1技術(shù)結(jié)合西門子自動化2設(shè)備在線檢測PET飲料瓶的外觀缺陷并自動剔除不合格產(chǎn)品的方法。在實際生產(chǎn)過程的運用中，杭州華峰自動化系統(tǒng)公司的PET飲料瓶檢測系統(tǒng)得到了多家飲料廠商的好評。關(guān)鍵詞 PET飲料瓶 缺陷檢測 西門子機器視覺 自動化Abstract The blowing bottle, the filling bottle, the attaching

2、labels to bottles, and the spray-code are four pivotal working procedures to affect quality of belly-wash in PET bottle. To realize defect inspection automatically for the defect on the appearance of the belly-wash in PET bottle, some defect inspecting methods for the belly-wash in PET bottle by SIM

3、ATIC machine vision combine with SIMATIC automatic equipment are studied in this article. In actual project, the equipment of Hangzhou Huafeng automatic company obtained good effect from many belly-wash manufacturers. Key Words belly-wash in PET bottle, defect inspection, SIMATIC machine vision , au

4、tomation1 引言隨著人民生活水平的提高，飲料的市場需求量也不斷增加，產(chǎn)品的質(zhì)量就成為了生產(chǎn)廠商和消費者關(guān)注的問題。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，需要增加檢測工序。手工外觀檢驗和產(chǎn)品標(biāo)記昂貴和不可靠。同時又意味著不近人情的單調(diào)工作。這里，自動化機器視覺系統(tǒng)提供了解決這些問題的方案。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)過特定模具的壓制成為瓶子，在這個過程中瓶子可能出現(xiàn)變形、歪脖子等情況；在灌裝工序，PET瓶會出現(xiàn)漏灌、少灌、蓋擰松和擰歪等情況；在套標(biāo)和

5、貼標(biāo)工序，標(biāo)簽會被套歪、漏套等情況；在噴碼工序，由于噴碼機的偶然故障，導(dǎo)致碼的漏噴和錯噴等情況。這些情況中輕微的會導(dǎo)致產(chǎn)品外觀的不美觀，嚴(yán)重的會導(dǎo)致飲料內(nèi)部質(zhì)量發(fā)生變化，特別象茶飲料和乳類飲料。影響飲料瓶質(zhì)量的幾個缺陷為：高蓋、歪蓋、破蓋、無蓋、淺量、錯標(biāo)、無噴碼。如圖1：好蓋 高蓋 歪蓋 錯標(biāo)破蓋 無蓋 淺量 漏碼圖13 利用機器視覺實現(xiàn)PET飲料瓶的外觀缺陷的自動化檢測隨著飲料需求的不斷增大，以及客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，越來越多的飲料生產(chǎn)廠商采用自動化PET瓶缺陷檢測系統(tǒng)，對PET瓶的外觀缺陷進行綜合檢測。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

6、及受檢測人員主觀性制約等不確定因素帶來的誤檢及漏檢，實現(xiàn)更好的100%產(chǎn)品在線檢測。3.1機器視覺系統(tǒng)概述機器視覺系統(tǒng)是指通過圖像攝取裝置（分CMOS相機和CCD相機兩種）把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單元，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進行尺寸、形狀、顏色等的判別。進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。3.2機器視覺實現(xiàn)PET飲料瓶的外觀缺陷的自動化檢測方案本文采用了杭州華峰自動化系統(tǒng)有限公司開發(fā)的PET飲料瓶檢測系統(tǒng)用于PET飲料瓶的外觀缺陷檢測。該系統(tǒng)以西門子圖像處理器3為核心，并結(jié)合西門子自動化設(shè)備，形成了既有簡單的數(shù)字信號接口又有復(fù)雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口的系統(tǒng)，

7、讓用戶能選擇適合自己工況的系統(tǒng)，既方便又節(jié)省投資。其基本檢測處理流程如圖2，簡易系統(tǒng)框架如圖3： 啟動系統(tǒng)圖像攝取圖像分析PLC處理驅(qū)動剔除裝置圖2 基本檢測流程圖 圖3為系統(tǒng)簡易圖工作原理：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，并進行圖像分析處理，最后驅(qū)動剔除裝置。3.3杭州華峰的PET瓶視覺檢測系統(tǒng)功能簡介、能在線完成對象的存在性檢測、模型比較、形狀檢驗、位置和方向識別、工件的測量、ID/2D代碼的計算、OCR/OCV。、該系統(tǒng)目前的實際檢測速度達(dá)到1500瓶/分鐘。、能通過剔除裝置準(zhǔn)確剔除檢測出的次品 （通過加裝速度編碼器自動跟蹤傳送帶速度）。、能實現(xiàn)以下統(tǒng)計功能并在現(xiàn)場

8、觸摸屏上顯示（安裝打印機可打?。簡挝划a(chǎn)品通過時的不合格品數(shù)量和比例，單位時間內(nèi)通過產(chǎn)品的不合格品數(shù)量和比例，各班次生產(chǎn)的產(chǎn)品總量及檢測出的次品數(shù)量、每月累計生產(chǎn)產(chǎn)品的總量及檢測出的次品數(shù)量。、能存儲生產(chǎn)線上各種產(chǎn)品的檢測程序并能方便地通過現(xiàn)場觸摸屏加以選擇。、能通過以太網(wǎng)接口和計算機通訊，實現(xiàn)在線監(jiān)控、在線修改檢測程序、在線記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)、在線保存用戶所需的實時圖像（合格產(chǎn)品的圖像和不合格產(chǎn)品的圖像）。、能根據(jù)生產(chǎn)線上所需檢測的不同產(chǎn)品方便地調(diào)節(jié)視覺檢測裝置的高度。、機器視覺檢測系統(tǒng)為獨立系統(tǒng)，可方便地接入或退出使用，所需各種硬件、軟件由廠家提供。、機器視覺檢測系統(tǒng)安裝、維護、拆卸方便。4 結(jié)論該系統(tǒng)現(xiàn)已成功運用于國內(nèi)幾家知名飲料企業(yè)的生產(chǎn)線上，效果非常好。不僅滿足用戶的現(xiàn)有需求，而且還為用戶預(yù)留很多的功能和升級空間，這些功能在今后的檢測任務(wù)中將會發(fā)揮更多的作用，為用戶解決更多的問題，節(jié)省很多的升級費用。如：打印接口、上位機通訊接口、報警接口、標(biāo)簽檢測功能、提速功能等。更重要的是該系統(tǒng)能嚴(yán)格的控制用戶產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了很多的人工成本。隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高，人工費用的增長，該系統(tǒng)的應(yīng)用前景將會更加廣闊。參考文獻(xiàn)（Reference）1 SIMATIC machine vision introduce 2004,102 SIMATIC TIA 200