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机器视觉与智能控制包装检测线——日化及食品包装行业

发布时间:2022-05-17 17:44:03 浏览次数:720次

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1、概述

各色各样的包装产品越来越与日常生活密不可分。矿泉水、碳酸饮料、果汁、凉茶、啤酒、白酒、牛奶等饮料,食用油、罐头、奶粉、果冻等食品,洗发水、沐浴露、洗手液等日用品;消毒液、机油、润滑油等有机溶剂等需要通过快速包装线进行生产,由于现在对包装越来越挑剔,贯穿整个包装生产过程需要多道工序的检测,主要是对每个加工工程的监控,能够最快把不良产品剔除出去,以减少后续环境加工引起的浪费。目前包装过程检测基本是以视觉检测为主,比如检测液位、检测来料反或混、检测杂质、检测拧盖质量、检测密封质量、检测贴标质量、检测喷码或激光打标错误等。如下图:

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2、平台简介(实际企业应用生产线,也可以用于科研教学)

机器视觉与智能控制包装检测线以机器视觉与智能控制为理论基础,以柔性化瓶类包装自动在线检测与自动化包装线为载体,结合智能制造中的在线检测技术和智能包装技术,可完全用于实际工业生产线。利用本实训平台,可以开展涉及机器视觉、工业机器人、智能控制、产品信息化等各种基础性、综合性和创新性实训课程。本实验平台由链板传送带单元(可选直线或环形产线)、在线检测单元(可多台串联)、上料单元、剔除单元、机器人包装单元等部分组成。典型直线式实训平台结构图如下图。各部分有机结合在一起,组成一条完整的检测与包装生产线。本实训平台具有良好扩展性,可以以此为基础进行功能扩展前端的罐装、上盖、贴标等工序,也可以扩充后端的包装、仓储等工序,从而实现全产线的在线检测与质量控制。

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以某洗手液或饮用水完成了灌装、上盖、贴标、喷码工艺的成品为对象,进入本检测与包装线。第一工位首先测量瓶盖与瓶身的间距或液位的高度,目的为判断瓶盖是否拧紧或液体是否足量,不合格的产品将产品引导到返检区;第二工位在箱体的底部,主要检查喷印或打标的日期是否正确;第三工位检测瓶身前后标签表面缺陷(包括图案文字印刷、污渍、破损),判断标签的完整性,以及检测标签粘贴位置是否符合要求(此工位也可以改装成灯检工位,用于测瓶内的明显异物),若不符合要求,则通过后续剔料装置将产品引导到返修区;第四工位检测瓶顶部印刷的图案或瓶盖的密封环(同时可以检测盖周整圈喷印的日期);第五工位检测一维条码是否与标准条码一致,以避免

混装;第六工位自动装箱。所有检测结果与读取的条码信息都存入产品数据库,并在装箱时将箱标与瓶标信息一一应,通过读取条码信息能够查询产品完整的检测信息(包括检测人、检测时间、检测结果、所在箱信息)。目前我们给学校大部分提供实训线为环形线,一是为了方便循环展示,二是为了节约场地。


3、可开设的实验(实际内容需要依赖选择的实训单元)

3.1 基础学习型实验

 相机与镜头的选择;

 光源的选择;

 灰度与彩色图像的采集与显示;

 灰度图像的线性变换;

 灰度直方图;

3.2 原理学习型实验

 图像边缘提取;

 图像角点、直线、圆、圆弧、椭圆特征提取;

 图像形态学运算;

 连通区域斑点分析;

 OCR 原理;

3.3 实训或实践型实验

 边缘提取、液位或瓶盖高度测量

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 斑点分析与瓶身瓶底喷码缺陷检测;

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 顶部漏液缺陷检测;

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 轮廓匹配与标签位置检测;

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 一维条码识别;

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 二维码识别;

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3.4 综合型实验

 瓶盖密封环综合缺陷检测;

 在线生产日期缺陷检测与不合格产品剔料控制;

 标签综合缺陷检测;

 配合机械手的合格品装箱及自动码垛。


3.5 可以扩充的创新实验内容

本实训平台采用柔性设计,可以兼容很多种包装类型,除了以上的实训内容外,具有良好的开发性,用户可以针对不同的检测对象,调整相机和镜头或采用不同的光源与照明方式,自行设计合理的图像处理算法,对产品进行正确的特征定位、尺寸测量或缺陷识别;通过更换不同的夹具,完成从产品上料、检测到包装的完整生产线的检测与控

制。除了检查日用品、化妆品 还可以检查矿泉水、果汁、啤酒等饮料,拉罐罐、旋盖罐头等 。部分扩充自主创新的案例如下图所示。

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