关于包装检测过程中的机器视觉应用研究

来源:用户上传      作者:由晓东

　　摘 要：机器视觉为视觉检测提供了基础技术支持，在相应传感装置的支持下，机器视觉系统获得了非常强大的检测能力，而且这种检测系统扥构成非常简单，在现场检测、在线检测、非接触检测等领域可以发挥自身优势。为了促进机器视觉检测的发展，本文从包装检测的角度对其展开了分析。
　　关键词：包装检测;机器视觉;应用
　　
　　我国经济的发展离不开现代制造业的推动，而对现代制造业而言，外观和质量与其发展有非常密切的关系，因此很多企业都对检测工作非常重视。随着科学技术的发展，检测技术获得了非常明显的进步，尤其是机器视觉检测系统的出现，令检测水平和检测质量都得到了显著提升，推动了现代制造业的发展。
　　一、视觉检测系统概述
　　（一）工作原理
　　生产制造的柔性和自动化程度在机器视觉的推动下可得到明显提升，在工业生产中，有些环节的危险性和要求都比较高，因此为了提升生产效率和质量，人工视觉被替换为了机器视觉。另外机器视觉也有着远超人工的精度和效率，在大批量、高要求的生产中比人工更加适用。[1]机器视觉检测系统建立在重复印刷原理的基础上，为检测系统设定了一个模板，然后利用高速摄像头检测目标，将其和模板多进行对比，可快速发现和模板不同的目标（例如缺损、色差等），从而使目标质量的保持一致。
　　（二）影响因素
　　机器视觉检测系统在运行的过程中，检测目标会因为持续振动等原因表现出不同的运动方向，可能会在纵向或横向上产生偏移，这为检测和分析目标信息造成了一定困难。另外在实际应用的过程中，模板的设定不是固定的，而且全部检测行为的准确性受初始模板影响，系统无法自行对单个目标进行分析，因此如果在设定模板的过程中出现了偏差，将导致整个检测行为也随之出现偏差。
　　二、包装检测过程中的机器视觉应用
　　（一）实际应用
　　随着技术的不断完善，机器视觉检测的可靠性也获得了显著提升，人们发现，将其和包装生产线结合在一起可有效提升生产效率和生产质量。机器视觉检测系统在科技的推动下获得了极其迅速的发展，在包装生产也因此获得了更多用于对质量进行控制的工具。以某来自日本的快速消费品为例，该产品的包装生产的最后阶段，生产企业会通过機器视觉检测系统对每一个产品包装进行检查，然后将保护存在缺陷的产品直接从生产线上剔除，有效提升了产品包装质量。该企业为了保证产品包装质量，共应用了20产品包装信息采集系统，相较于早期的包装信息采集系统，机器视觉检测系统下的包装信息采集系统额对空间的要求更低，而且运行稳定、维护简单、成本低，对包装生产效率有着明显的提升。该企业通过对视觉检测的应用，不仅让其生产的产品在行业内获得了认可，更明显降低了企业运营成本、提升了经效益，因此笔者觉得，应加强这种系统在我国包装生产中的推广应用，从而为我国的包装生产提供动力。
　　（二）检测流程
　　机器视觉检测系统中具有可编程逻辑控制器（PLC），当其中的包装信息采集系统获取包装信息以后，可将传输给PLC，接收包装信息的可编程逻辑控制已经预先植入了编制好模板信息。然后通过对比就可以发现包装是否存在异常。当包装的异常状态得到确认以后，机器视觉检测系统会上传并储存结果，然后跟踪包装到其进入丢弃状态为止。当包装进入丢弃状态以后，机器视觉检测系统会向丢弃装置发送信号，然后将异常包装剔除。
　　机器视觉检测系统有着非常简单的操作界面，为工作人员提供了很多便利，而且通过连接网络对收集数据的功能进行强化，推动了包装生产向着自动化和集成化发展。在机器视觉检测系统的发展中，读码照相机的应用使采集信息的精确度得到了显著提升，以某眼镜生产企业为例，其机器视觉检测系统的镜头在阳光下可以改变颜色，提升了包装检测的性能。[2]当前很多企业都开始着手开发新型机器视觉检测系统，以提升镜头采集目标信息的精确性。传统的机器视觉检测系统在自动化能力上有所欠缺，当前比较先进的机器视觉检测系统都应用了Cognex lnsight 4001高清图像采集装置，可实现对包装二维码的读取，盒状标签机的末端状态可因此得到明确指示。
　　当前最先进的机器视觉检测系统可获取包装的二维蚀刻模型，二维蚀刻模型和条形码近似，但不同的是这种模型上没有设置垂直的线，只是组合在一起点。二维蚀刻模型的优势为数字比较多，利用这些数字可以在包装上进行标记，从而形成包装的数字模型，但其他类型的数字图像可能会对二维蚀刻模型的数字造成影响。通过数字模型可将机器视觉检测系统限制在标准框架内，令系统以标准步骤对包装进行检测，并明确采集目标信息的方式、清晰度以及色彩还原度。前文提到的高清图像采集装置分辨率为1024×768，设置在机器视觉检测系统的闭合室，高级别分辨率可提升包装检测的水平，为企业提供更清晰、更全面的包装图像。应用这种高清图像采集装置机器视觉检测系统以每分钟20镜头速度运行，将目标图像送到闭合室内，这种系统使用的软件来自Rauscher，可实现对二维蚀刻模型的精确定位，定位并获取的信息后将信息送往系统内的PLC，通过和PLC储存的模板信息进行对比，即可实现对包装的检测。
　　三、结语
　　综上所述，现代制造业是我国发展经济的重要手段之一，因此提升现代制造业的发展效率非常重要。随着科技的不断进步，现代制造业迎来了更好的发展契机，同时随着生产规模的不断扩大，产品质量检测也越来越重要。在产品质量检测中，包装检测是非常重要的一项，和产品质量有非常密切的关系。在当前的包装检中，机器视觉检测系统获得了十分广泛的应用，促进了包装生产自动化和集成化，有效提升了现代制造业的质量和效率，因此应对这种检测系统进行大范围推广，为我国的经济建设注入强大动力。
　　参考文献：
　　[1]周俊，赵树弥，张龙.基于线结构光的机器视觉检测烟包缺陷研究[J].轻工科技，2018，23（06）：136-138.
　　[2]徐绍伟.基于机器视觉的医药外包装印刷品表面质量在线检测系统[D].
　　[3]李萌，孙铁波.基于机器视觉的食品包装缺陷检测研究[J].食品研究与开发，2016，37（24）：125-127.
　　作者简介：由晓东（1992-），男，汉族，山东烟台人，本科，初级工程师，主要研究方向：包装管理、包装检测，艺术设计。
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