專利名稱：基于機(jī)器視覺的方便面面碗自動(dòng)對(duì)正檢測(cè)儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于食品包裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種方便面面碗自動(dòng)對(duì)正的檢測(cè) 方法和儀器。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)的加劇，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)已不僅表現(xiàn)在產(chǎn)品的質(zhì)量和 價(jià)格方面，外包裝的質(zhì)量和款式已經(jīng)成為企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要組成部分。如何提升產(chǎn) 品外包裝的水準(zhǔn)，樹立企業(yè)形象，吸引消費(fèi)者已經(jīng)擺在每個(gè)企業(yè)面前。在方便面包裝過程中，通常紙制面碗隨機(jī)擺放導(dǎo)致碗蓋與面碗圖案不能協(xié)調(diào)一 致。外包裝圖案混亂的產(chǎn)品流入市場(chǎng)后會(huì)直接影響生產(chǎn)廠家的市場(chǎng)形象，逐漸喪失消費(fèi) 者。目前僅有一條面碗為正方形的干拌面生產(chǎn)線使用了面碗自動(dòng)對(duì)正系統(tǒng)。而數(shù)量眾多 的圓形面碗方便面生產(chǎn)線始終沒有實(shí)用的面碗自動(dòng)對(duì)正系統(tǒng)。原因有兩點(diǎn)，一圓形面碗 方便面生產(chǎn)線速度快。方便面生產(chǎn)線最慢的速度為每分鐘300碗，留給面碗自動(dòng)對(duì)正系 統(tǒng)檢測(cè)和對(duì)正的時(shí)間只有不到1秒鐘；二面碗對(duì)正的精度要求高，誤差小于0.5毫米。因 此圓形面碗自動(dòng)對(duì)正系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難度大，目前沒有同類系統(tǒng)投入使用，采用人工檢測(cè)對(duì)正 的方法更是無法實(shí)現(xiàn)，必須依靠精確高速的面碗自動(dòng)對(duì)正系統(tǒng)予以實(shí)現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種可以適應(yīng)快速包裝線的基于機(jī)器 視覺的方便面面碗自動(dòng)對(duì)正儀器。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)和方法實(shí)現(xiàn)一種基于機(jī)器視覺的方便面面碗自動(dòng)對(duì)正檢測(cè)儀器，包括至少一個(gè)攝像頭、光 源、頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、位置傳感器、控制器PLC和計(jì)算機(jī)，其中，每個(gè)攝像頭用于檢測(cè)一 個(gè)工位，每個(gè)工位設(shè)置有一個(gè)用于托起和旋轉(zhuǎn)面碗的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，位置傳感器用來感 知包裝線的工作節(jié)拍；PLC控制器根據(jù)位置傳感器的輸入，控制頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作， 觸發(fā)攝像頭從不同的旋轉(zhuǎn)角度拍攝面碗圖像；計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的面碗圖像，得到方便面 面碗旋轉(zhuǎn)對(duì)正所需要的調(diào)整角度；PLC控制器根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)送來的調(diào)整角度控制頂升旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作，調(diào)整面碗的旋轉(zhuǎn)角度。作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述的光源為條形光源，所述的攝像頭為黑白面陣攝像 頭，排成一排，位于光源下方，光源和攝像頭通過支架固定在包裝線前進(jìn)方向的斜上方。本實(shí)用新型的方便面面碗自動(dòng)對(duì)正檢測(cè)儀器與方法，通過圖像采集處理系統(tǒng)， 檢測(cè)特征點(diǎn)QS標(biāo)志的存在性，并依據(jù)標(biāo)定計(jì)算出QS標(biāo)志的調(diào)整角度，本實(shí)用新型根據(jù) 這個(gè)角度旋轉(zhuǎn)面碗使得面碗和碗蓋的圖案對(duì)正。該方法及儀器應(yīng)用于產(chǎn)品包裝線上，能 夠快速、客觀、準(zhǔn)確地對(duì)面碗位置的角度信息進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)正，大大提高產(chǎn)品外包裝的質(zhì)量。
圖1基于機(jī)器視覺的方便面碗蓋自動(dòng)對(duì)正系統(tǒng)正面視圖；圖2基于機(jī)器視覺的方便面碗蓋自動(dòng)對(duì)正系統(tǒng)側(cè)面視圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。參見圖1和圖2，本實(shí)施例的基于機(jī)器視覺方便面面碗自動(dòng)對(duì)正檢測(cè)儀器，可用 于10個(gè)工位方便面面碗和碗蓋的圖案對(duì)正和檢測(cè)，主要包括10個(gè)工業(yè)攝像頭1、照明光 源2、頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、計(jì)算機(jī)5、PLC控制器6以及一個(gè)位置傳感器7。計(jì)算機(jī)通過圖 像采集卡采集10個(gè)工業(yè)攝像頭1拍攝的圖像，計(jì)算機(jī)內(nèi)部裝有圖像采集控制軟件和圖像 分析檢測(cè)軟件。本實(shí)施例特別適用于圓形桶裝方便面包裝線，光源2采用條形光源、工業(yè)攝像 頭1由一組排成一排的面陣黑白CCD相機(jī)組成，每個(gè)面陣黑白CCD相機(jī)用于檢測(cè)位于 其下方的一個(gè)工位上的面碗3，各個(gè)黑白攝像頭安裝在條形光源側(cè)下方，通過支架將黑白 攝像頭及條形光源固定在包裝線前進(jìn)方向斜上方。位置傳感器放置于包裝線傳動(dòng)軸碼盤 處，用來感知方便面面碗運(yùn)動(dòng)節(jié)拍，PLC控制攝像頭拍攝和頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。攝像 頭，光源和位置傳感器等的供電均通過線纜由機(jī)柜內(nèi)電源完成。實(shí)現(xiàn)的方法1、標(biāo)定操作在檢測(cè)程序開啟之前，用于建立面碗特征點(diǎn)即QS標(biāo) 志的位置與面碗角度之間的關(guān)系。具體方法為相機(jī)鏡頭正對(duì)面碗上QS標(biāo)志，使用標(biāo)定卡 具保證QS標(biāo)志出現(xiàn)在顯示器顯示相框綠色十字架的正中心。以此時(shí)QS標(biāo)志的位置為0 度坐標(biāo)點(diǎn)，電機(jī)向左躍進(jìn)25度，從該位置起電機(jī)向右等間隔躍進(jìn)，總計(jì)50度，間隔內(nèi)進(jìn) 行線性優(yōu)化。2、攝像頭和條形光源架設(shè)在生產(chǎn)線前進(jìn)方向的斜上方，當(dāng)頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將 面碗托起并旋轉(zhuǎn)之后，由PLC控制攝像頭對(duì)面碗等間隔拍攝，間隔30度一共拍攝12張 圖片，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)停止旋轉(zhuǎn)，等待PLC給出調(diào)整指令。計(jì)算機(jī)對(duì)每張圖片實(shí)時(shí)分析處理， 以確定該張圖片是否存在QS標(biāo)志，并通過標(biāo)定獲得調(diào)整角度，發(fā)送給PLC。3，PLC根 據(jù)計(jì)算機(jī)給出的旋轉(zhuǎn)角度，控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)。PLC以180度為界，當(dāng)調(diào)整角度小于180時(shí) 正向旋轉(zhuǎn)，反之反向旋轉(zhuǎn)，最終使得面碗對(duì)正；通過本實(shí)用新型的基于機(jī)器視覺方便面面碗自動(dòng)對(duì)正儀器執(zhí)行QS標(biāo)志檢測(cè)和對(duì) 正的流程步驟1、建立模板，分別選擇10個(gè)工位的QS標(biāo)志作為檢測(cè)模板。2、標(biāo)定，分別對(duì)10個(gè)工位進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定操作在檢測(cè)程序開啟之前，用于建 立面碗QS標(biāo)志的位置與面碗角度之間的關(guān)系。3、選擇產(chǎn)品，自動(dòng)導(dǎo)入各個(gè)工位的模板(QS標(biāo)志)和標(biāo)定；4、通過位置傳感器掌握包裝線的工作節(jié)拍，通過PLC控制攝像頭和頂升旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)的工作節(jié)拍，計(jì)算機(jī)對(duì)每張圖片進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，得到QS標(biāo)志的調(diào)整角度。5、將QS標(biāo)志的調(diào)整角度發(fā)送給PLC，由PLC控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)碗蓋與桶身 圖案對(duì)正。綜上所述，本實(shí)用新型的方便面面碗自動(dòng)對(duì)正檢測(cè)方法及儀器，通過圖像采集 處理系統(tǒng)，檢測(cè)QS標(biāo)志的存在性，并依據(jù)標(biāo)定計(jì)算出QS標(biāo)志的調(diào)整角度，對(duì)正系統(tǒng)根
4據(jù)這個(gè)角度旋轉(zhuǎn)面碗使得碗蓋對(duì)正。該方法及儀器應(yīng)用于產(chǎn)品包裝線上，完全克服了人 工目測(cè)法中主觀因素的干擾，能快速、客觀、準(zhǔn)確地對(duì)面碗位置的角度信息進(jìn)行檢測(cè)， 大大提高產(chǎn)品外包裝的質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種基于機(jī)器視覺的方便面面碗自動(dòng)對(duì)正檢測(cè)儀器，包括至少一個(gè)攝像頭、光 源、頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、位置傳感器、控制器PLC和計(jì)算機(jī)，其特征在于，每個(gè)攝像頭用于 檢測(cè)一個(gè)工位，每個(gè)工位設(shè)置有一個(gè)用于托起和旋轉(zhuǎn)面碗的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，位置傳感器 用來感知包裝線的工作節(jié)拍；PLC控制器根據(jù)位置傳感器的輸入，控制頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 動(dòng)作，觸發(fā)攝像頭從不同的旋轉(zhuǎn)角度拍攝面碗圖像；計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的面碗圖像，得到 方便面面碗旋轉(zhuǎn)對(duì)正所需要的調(diào)整角度；PLC控制器根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)送來的調(diào)整角度控制 頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作，調(diào)整面碗的旋轉(zhuǎn)角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)正檢測(cè)儀器，其特征在于，所述的光源為條形光源， 所述的攝像頭為黑白面陣攝像頭，排成一排，位于光源下方，光源和攝像頭通過支架固 定在包裝線前進(jìn)方向的斜上方。
專利摘要本實(shí)用新型屬于食品包裝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于機(jī)器視覺的方便面面碗自動(dòng)對(duì)正檢測(cè)儀器，包括至少一個(gè)攝像頭、光源、頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、位置傳感器、控制器PLC和計(jì)算機(jī)，每個(gè)攝像頭用于檢測(cè)一個(gè)工位，每個(gè)工位設(shè)置有一個(gè)用于托起和旋轉(zhuǎn)面碗的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，位置傳感器用來感知包裝線的工作節(jié)拍；PLC控制器根據(jù)位置傳感器的輸入，控制頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，觸發(fā)攝像頭從不同的旋轉(zhuǎn)角度拍攝面碗圖像；計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的面碗圖像，得到方便面面碗旋轉(zhuǎn)對(duì)正所需要的調(diào)整角度；PLC控制器根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)送來的調(diào)整角度控制頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作，調(diào)整面碗的旋轉(zhuǎn)角度。本實(shí)用新型能夠快速、客觀、準(zhǔn)確地對(duì)面碗位置的角度信息進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)正。
文檔編號(hào)B65B57/02GK201793049SQ201020525430
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月11日
發(fā)明者任海燕, 南兆龍, 曹金平, 白煜, 馬金旺 申請(qǐng)人:天津普達(dá)軟件技術(shù)有限公司