專利名稱：封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煙草機(jī)械，尤其是一種香煙包裝機(jī)中的煙箱裝箱質(zhì)量檢測裝置，具體地說是一種利用CCD相機(jī)攝取煙箱信號(hào)進(jìn)行比對(duì)判別封箱機(jī)箱裝質(zhì)量是否合格的視覺在線檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前使用的封箱機(jī)沒有箱裝質(zhì)量和煙箱外觀質(zhì)量檢測裝置，所生產(chǎn)的成品煙箱的內(nèi)外質(zhì)量，一般靠人工抽檢來把質(zhì)量關(guān)，在封箱機(jī)對(duì)條煙進(jìn)行裝箱時(shí)，可能會(huì)因某種原因?qū)е鲁善窡熛涑霈F(xiàn)不合格的成品煙箱(如煙條錯(cuò)牌、爛條、缺損缺條、兩端膠帶破損、條碼缺損、無條碼、條碼錯(cuò)誤、紙箱錯(cuò)牌、紙箱變形等箱裝質(zhì)量問題)。這會(huì)造成生產(chǎn)廠、商家和消費(fèi)者之間不必要的糾紛，甚至嚴(yán)重影響品牌聲譽(yù)。現(xiàn)有的設(shè)備達(dá)不到我們追求質(zhì)量零缺陷目標(biāo)的要求，因此，杜絕上述問題的出現(xiàn)就成了全國各卷煙廠十分重視和決心解決的問題。針對(duì)上述問題，目前有采用稱重檢測及放射檢測或其它檢測方法作為箱缺條的檢測手段，而其它缺陷一般不作檢測。但稱重檢測由于煙條、煙箱重量的波動(dòng)性較大，使得箱與箱之間的重量差異很容易就超過了一條煙的重量，因此無法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)箱缺條的準(zhǔn)確檢測。放射性檢測方法由于檢測算法復(fù)雜而且其安全性存在隱患也不適宜。其它的檢測方法 (如金屬感應(yīng)等)又受包裝材料等因素的影響，效果也不十分理想。與此同時(shí)，目前CXD傳感器、計(jì)算機(jī)圖像處理等技術(shù)已十分成熟，為問題的解決提供了一種全新的手段。安裝在設(shè)備上的傳感器用于實(shí)時(shí)捕捉封箱機(jī)的裝箱動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)煙條的圖像采集觸發(fā)和裝封箱機(jī)的裝箱過程的邏輯監(jiān)控，當(dāng)滿足規(guī)定相位后會(huì)立即觸發(fā)相機(jī)拍照，CXD相機(jī)便將條煙的成像信息通過以太網(wǎng)傳送到工控機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。控制臺(tái)中的工控機(jī)根據(jù)用戶所設(shè)定的相關(guān)參數(shù)，對(duì)實(shí)際采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何邊緣提取、Blob、灰度直方圖等軟件算法的綜合運(yùn)用做出判斷，合格煙箱將在生產(chǎn)線上順利通過，遇有缺陷煙箱將被發(fā)出報(bào)警、停機(jī)或在線剔除。由此可以看出，使用綜合運(yùn)用CCD傳感器、計(jì)算機(jī)圖像處理等先進(jìn)技術(shù)作為檢測手段是一種十分理想的解決方案，而據(jù)申請(qǐng)人所知，目前尚無相關(guān)的檢測系統(tǒng)可供使用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的封箱檢測手段落后，不能滿足生產(chǎn)需要的問題， 設(shè)計(jì)一種基于CCD圖像處理技術(shù)的封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是它包括1號(hào)工位檢測裝置1、2 號(hào)工位檢測裝置2和3號(hào)工位檢測裝置3，它們的檢測信號(hào)的輸入端均與I/O控制板5對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入端相連，它們的檢測信號(hào)的輸出端均與計(jì)算機(jī)4的信號(hào)輸入端相連，計(jì)算機(jī)4的報(bào)警、剔除信號(hào)通過數(shù)據(jù)線與I/O控制板5對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)輸入端相連，I/O控制板5對(duì)應(yīng)的報(bào)警、剔除信號(hào)輸出端與相應(yīng)的報(bào)警、剔除裝置的信號(hào)輸入端相連；所述的1號(hào)工位檢測裝置1、2號(hào)工位檢測裝置2和3號(hào)工位檢測裝置3均包含有CXD相機(jī)。所述的1號(hào)工位檢測裝置1、2號(hào)工位檢測裝置2和3號(hào)工位檢測裝置3的信號(hào)輸出端連接有數(shù)據(jù)線，各數(shù)據(jù)線與HUB6的輸入端相連，HUB6的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)4的信號(hào)輸入端相連，所述的信號(hào)包括CCD相機(jī)提供的視頻信號(hào)和條碼讀取機(jī)提供的脈沖信號(hào)。所述的1號(hào)工位檢測裝置1主要由煙箱前部1號(hào)CXD相機(jī)101、煙箱后部2號(hào)CXD 相機(jī)102、煙箱頂部CXD相機(jī)103、煙箱條碼讀取器(此處也可以使用CXD相機(jī))104及相應(yīng)的照明光源105組成，所述的煙箱前部1號(hào)CCD相機(jī)101用于對(duì)成品煙箱前部端面搭扣封貼的封膠帶進(jìn)行拍攝檢測，所述的煙箱后部2號(hào)相機(jī)CCD相機(jī)102用于對(duì)成品煙箱后部端面搭扣封貼的封膠帶進(jìn)行拍攝檢測；煙箱頂部CCD相機(jī)103用于對(duì)條形碼質(zhì)量、成品煙箱的錯(cuò)箱及上部端面的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢測，煙箱條碼讀取器(此處也可以使用CCD相機(jī))104用于對(duì)條形錯(cuò)碼，條形碼缺失，無條碼等進(jìn)行檢測。所述的煙箱頂部CCD相機(jī)103的數(shù)量為三個(gè)，其是一個(gè)用于對(duì)條形碼質(zhì)量進(jìn)行檢測，一個(gè)用于對(duì)成品煙箱的錯(cuò)箱進(jìn)行拍攝檢測，另一個(gè)用于對(duì)成品煙箱上部端面的外觀質(zhì)量進(jìn)行拍攝檢測。所述的照明光源105包括為煙箱前部1號(hào)CCD相機(jī)101提供照明光源的前部光源、 為煙箱后部2號(hào)CCD相機(jī)102提供照明的后部光源及為煙箱頂部CCD相機(jī)103提供照明的頂部光源。所述的2號(hào)工位檢測裝置2由用于對(duì)煙箱內(nèi)底部的煙垛進(jìn)行缺條、煙條錯(cuò)牌的6 號(hào)CXD相機(jī)201及照明光源201組成。所述的3號(hào)工位檢測裝置3由用于對(duì)煙箱內(nèi)頂部煙垛進(jìn)行缺條、煙條錯(cuò)牌的拍攝檢測的7號(hào)CXD相機(jī)301及照明光源302組成。本實(shí)用新型的有益效果1、檢測能力強(qiáng)，通過3個(gè)工位多個(gè)相機(jī)的合理布局，可以檢測裝箱過程中出現(xiàn)的各種內(nèi)部缺陷(缺條、錯(cuò)牌、撞爛、擠爛)、和外部缺陷(條碼錯(cuò)誤、紙箱錯(cuò)牌、紙箱變形等)。做到煙條牌號(hào)、紙箱牌號(hào)和煙形碼一一對(duì)應(yīng)。杜絕箱裝過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題。2、無接觸方式檢測，使用簡單，安全可靠，檢測器在整個(gè)檢測過程不與煙條接觸， 不影響封箱機(jī)的原有功能。3、系統(tǒng)穩(wěn)定性好，壽命長、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)。4、安全性好，本實(shí)用新型采用的是基于圖像檢測原理，無任何不良輻射，不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響。

圖1是本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1所示。一種封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，它包括1號(hào)工位檢測裝置1、2號(hào)工位檢測裝置2和3號(hào)工位檢測裝置3，它們的檢測信號(hào)的輸入端均與I/O控制板5對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入端相連，它們的檢測信號(hào)的輸出端與計(jì)算機(jī)4的信號(hào)輸入端相連，計(jì)算機(jī)4的報(bào)警、剔除信號(hào)通過數(shù)據(jù)線(如RS232接口)與I/O控制板5對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)輸入端相連，I/O控制板5 對(duì)應(yīng)的報(bào)警、剔除信號(hào)輸出端與相應(yīng)的報(bào)警、剔除裝置的信號(hào)輸入端相連；所述的1號(hào)工位檢測裝置1、2號(hào)工位檢測裝置2和3號(hào)工位檢測裝置3均包含有CXD相機(jī)。所述的1號(hào)工位檢測裝置1、2號(hào)工位檢測裝置2和3號(hào)工位檢測裝置3的信號(hào)輸出端連接有數(shù)據(jù)線，各數(shù)據(jù)線與HUB6的輸入端相連，HUB6的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)4的信號(hào)輸入端相連，所述的信號(hào)包括CCD相機(jī)提供的視頻信號(hào)和條碼讀取機(jī)提供的脈沖信號(hào)。其中1號(hào)工位檢測裝置1 主要由煙箱前部1號(hào)CXD相機(jī)101、煙箱后部2號(hào)CXD相機(jī)102、煙箱頂部CXD相機(jī)103、煙箱條碼讀取器(此處也可以使用CCD相機(jī))104及相應(yīng)的照明光源105組成，所述的煙箱前部1號(hào)CCD相機(jī)101用于對(duì)成品煙箱前部端面搭扣封貼的封膠帶進(jìn)行拍攝檢測，所述的煙箱后部2號(hào)相機(jī)CCD相機(jī)102用于對(duì)成品煙箱后部端面搭扣封貼的封膠帶進(jìn)行拍攝檢測； 煙箱頂部CCD相機(jī)103用于對(duì)條形碼質(zhì)量、成品煙箱的錯(cuò)箱及上部端面的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢測。煙箱頂部CCD相機(jī)103的數(shù)量為三個(gè)，分別為3號(hào)相機(jī)、4號(hào)相機(jī)和5號(hào)相機(jī)，其是3號(hào)相機(jī)用于對(duì)條形碼質(zhì)量進(jìn)行檢測，4號(hào)相機(jī)用于對(duì)成品煙箱的錯(cuò)箱進(jìn)行拍攝檢測，5號(hào)相機(jī)用于對(duì)成品煙箱7上部端面的外觀質(zhì)量進(jìn)行拍攝檢測。1-5號(hào)相機(jī)分別有相應(yīng)的照明光源 105，它們是為煙箱前部1號(hào)CXD相機(jī)101提供照明光源的前部光源、為煙箱后部2號(hào)CXD 相機(jī)102提供照明的后部光源及為煙箱頂部CCD相機(jī)103 (3、4、5號(hào)相機(jī)共用一個(gè)光源)提供照明的頂部光源。條碼讀取器(此處也可以使用CCD相機(jī))104用于讀取箱體上的條碼以便與存儲(chǔ)的信息進(jìn)行核對(duì)并為后續(xù)工位提供正確的條碼。1號(hào)工位檢測裝置必要時(shí)還可配備光電檢測器106。2號(hào)工位檢測裝置2由用于對(duì)煙箱內(nèi)底部的煙垛進(jìn)行缺條、煙條錯(cuò)牌的 6號(hào)CXD相機(jī)201及照明光源201組成。3號(hào)工位檢測裝置3由用于對(duì)煙箱內(nèi)頂部煙垛進(jìn)行缺條、煙條錯(cuò)牌的拍攝檢測的7號(hào)CCD相機(jī)301及照明光源302組成。如圖1所示。具體實(shí)施時(shí)電氣硬件方面全部硬件按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，核心硬件包括高速高品質(zhì)的工業(yè)相機(jī)(根據(jù)實(shí)際情況選配)；高速完全無風(fēng)扇機(jī)構(gòu)工業(yè)計(jì)算機(jī)，電源，光源；硬件系統(tǒng)能夠保證長期使用的穩(wěn)定性。軟件方面，檢測算法專業(yè)、穩(wěn)定，軟件系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)校正功能，自動(dòng)適應(yīng)各種反光特性的煙條，人機(jī)界面按用戶要求多次改良，具備快速建模和自動(dòng)校正功能，簡單易用。本實(shí)用新型的工作原理是首先系統(tǒng)對(duì)每一箱煙的裝箱過程都進(jìn)行1次完整性檢測，此過程可檢測出缺失和嚴(yán)重破損的條煙；然后，對(duì)煙箱兩端搭扣進(jìn)行檢測，此過程可檢測出膠帶破損、凸起、紙箱變形缺陷；最后再對(duì)煙箱條碼、紙箱錯(cuò)牌、紙箱變形進(jìn)行檢測，此過程可檢測出條碼缺失、紙箱錯(cuò)牌破損等質(zhì)量問題。從圖1可以看出，該系統(tǒng)使用多套工業(yè)相機(jī)，通過對(duì)多套相機(jī)獲取的圖像進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煙條裝箱全過程的完整性檢測。安裝在設(shè)備上的傳感器用于實(shí)時(shí)捕捉封箱機(jī)的裝箱動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)煙條的圖像采集觸發(fā)和裝封箱機(jī)的裝箱過程的邏輯監(jiān)控， 當(dāng)滿足規(guī)定相位后會(huì)立即觸發(fā)相機(jī)拍照，CCD相機(jī)便將條煙的成像信息通過數(shù)據(jù)線傳送到計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理?？刂婆_(tái)中的計(jì)算機(jī)根據(jù)用戶所設(shè)定的相關(guān)參數(shù)，對(duì)實(shí)際采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何邊緣提取、Blob、灰度直方圖等軟件算法的綜合運(yùn)用做出判斷，合格煙箱將在生產(chǎn)線上順利通過，遇有缺陷煙箱將被發(fā)出報(bào)警、停機(jī)或在線剔除。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是它包括1號(hào)工位檢測裝置(1)、2 號(hào)工位檢測裝置(2)和3號(hào)工位檢測裝置(3)，它們的檢測信號(hào)的輸入端均與I/O控制板 (5)對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入端相連，它們的檢測信號(hào)的輸出端均與計(jì)算機(jī)(4)的信號(hào)輸入端相連， 計(jì)算機(jī)(4)的報(bào)警、剔除信號(hào)通過數(shù)據(jù)線與I/O控制板(5)對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)輸入端相連，I/O 控制板(5)對(duì)應(yīng)的報(bào)警、剔除信號(hào)輸出端與相應(yīng)的報(bào)警、剔除裝置的信號(hào)輸入端相連；所述的1號(hào)工位檢測裝置(1)、2號(hào)工位檢測裝置(2)和3號(hào)工位檢測裝置(3)均包含有CXD相機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是所述的1號(hào)工位檢測裝置(1)、2號(hào)工位檢測裝置(2)和3號(hào)工位檢測裝置(3)的信號(hào)輸出端連接有數(shù)據(jù)線，各數(shù)據(jù)線與HUB (6)的輸入端相連，HUB (6)的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)(4)的信號(hào)輸入端相連，所述的信號(hào)包括CCD相機(jī)提供的視頻信號(hào)和條碼讀取機(jī)提供的脈沖信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是所述的1號(hào)工位檢測裝置(1)主要由煙箱前部1號(hào)C⑶相機(jī)(101)、煙箱后部2號(hào)C⑶相機(jī)(102)、煙箱頂部C⑶相機(jī)(103)、煙箱條碼讀取器(104)及相應(yīng)的照明光源(105)組成，所述的煙箱前部 1號(hào)CCD相機(jī)(101)用于對(duì)成品煙箱前部端面搭扣封貼的封膠帶進(jìn)行拍攝檢測，所述的煙箱后部2號(hào)相機(jī)CCD相機(jī)(102)用于對(duì)成品煙箱后部端面搭扣封貼的封膠帶進(jìn)行拍攝檢測； 煙箱頂部CCD相機(jī)(103)用于對(duì)成品煙箱的錯(cuò)箱及上部端面的外觀質(zhì)量進(jìn)行拍攝檢測，煙箱條碼讀取器(104)用于對(duì)條形錯(cuò)碼，條形碼缺失，無條碼等進(jìn)行檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是所述的煙箱頂部CCD相機(jī)(103 )的數(shù)量為三個(gè)，其中一個(gè)用于對(duì)條形碼質(zhì)量進(jìn)行檢測，一個(gè)用于對(duì)成品煙箱的錯(cuò)箱進(jìn)行拍攝檢測，另一個(gè)用于對(duì)成品煙箱上部端面的外觀質(zhì)量進(jìn)行拍攝檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是所述的照明光源(105)包括為煙箱前部1號(hào)C⑶相機(jī)(101)提供照明光源的前部光源、為煙箱后部2號(hào) CCD相機(jī)(102)提供照明的后部光源及為煙箱頂部CCD相機(jī)(10 提供照明的頂部光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是所述的2號(hào)工位檢測裝置(2)由用于對(duì)煙箱內(nèi)底部的煙垛進(jìn)行缺條、煙條錯(cuò)牌檢測的6號(hào)CCD相機(jī)(201) 及照明光源(202)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是所述的3號(hào)工位檢測裝置(3)由用于對(duì)煙箱內(nèi)頂部煙垛進(jìn)行缺條、煙條錯(cuò)牌的拍攝檢測的7號(hào)CCD相機(jī) (301)及照明光源(302)組成。
專利摘要一種封箱機(jī)箱裝質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)，其特征是它包括1號(hào)工位檢測裝置(1)、2號(hào)工位檢測裝置(2)和3號(hào)工位檢測裝置(3)，它們的檢測信號(hào)的輸入端均與I/O控制板(5)對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入端相連，它們的檢測信號(hào)的輸出端均與計(jì)算機(jī)(4)的信號(hào)輸入端相連，計(jì)算機(jī)(4)的報(bào)警、剔除信號(hào)通過數(shù)據(jù)線與I/O控制板(5)對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)輸入端相連，I/O控制板(5)對(duì)應(yīng)的報(bào)警、剔除信號(hào)輸出端與相應(yīng)的報(bào)警、剔除裝置的信號(hào)輸入端相連；所述的1號(hào)工位檢測裝置(1)、2號(hào)工位檢測裝置(2)和3號(hào)工位檢測裝置(3)均包含有CCD相機(jī)。本實(shí)用新型檢測可靠，安全方便，易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G01N21/88GK202204780SQ201120337409
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者徐宏愛, 徐鄧, 王李蘇, 肖榮, 鄭啟旺, 陸健 申請(qǐng)人:大樹智能科技(南京)有限公司