新型GD包裝機拉帶檢測器

高雪峰

(陜西煙草工業有限公司寶雞卷煙廠,陜西寶雞 721000)

新型GD包裝機拉帶檢測器

高雪峰

(陜西煙草工業有限公司寶雞卷煙廠,陜西寶雞 721000)

針對GD包裝機組的小包和大條透明拉帶、白拉帶、激光燙銀拉帶及彩色拉帶等各種拉帶的有無及亮紙搭接質量檢測而研制的新型智能拉帶檢測器。檢測器采用了高速CMOS攝像頭作為采樣傳感器,CMOS攝像頭對拉帶提取圖像特征量,并由單片機對所提取的圖像特征量進行分析,從而檢測拉帶的有無和偏移。用戶可通過人機界面對新型智能拉帶檢測器的參數進行調整和控制,從而可對透明拉帶、激光燙銀拉帶、金拉帶以及半透明和不透明拉帶的有無、偏移等進行準確的檢測,通過標準接口,自動控制卷包主機進行自動剔除。

GD包裝機組 拉帶 攝像頭 激光源

1　引言

在當今國際煙草包裝的流行趨勢中，“環?！毙枨螵q為重要。我國的各煙草廠家也在卷煙包裝方面不斷的推陳出新，使用各種新的卷煙材料以適應市場求新求變的需要。在小包包裝上就開始廣泛的使用了各種新型拉帶如:透明拉帶，白拉帶，激光燙銀拉帶，彩色拉帶等等。目前，各卷煙廠對小包煙盒使用的拉帶檢測器主要是采用透射檢測法或簡單的光電傳感器方式。該方式僅僅對激光燙銀拉帶，彩色拉帶可以檢測，而對環保新型的透明拉帶和白拉帶等，如采用上述方法靈敏度明顯不足，有時甚至無法檢測，導致誤檢，漏檢的情況出現，不僅嚴重影響產品的質量，也損害了企業的形象。

2　功能簡介

我們新研制的新型智能拉帶檢測器是針對GD包裝機組的小包和大條透明拉帶、白拉帶、激光燙銀拉帶及彩色拉帶等各種拉帶的有無及亮紙搭接質量檢測而研制的。GD原車設計的拉帶檢測器只能檢測不透明或半透明拉帶的有無和亮紙的搭接，而對于透明等新型拉帶則檢測效果差甚至無法進行檢測。新型智能拉帶檢測器采用了高速CMOS攝像頭作為采樣傳感器，CMOS攝像頭對拉帶提取圖像特征量，并由單片機對所提取的圖像特征量進行分析，從而檢測拉帶的有無和偏移。用戶可通過人機界面對新型智能拉帶檢測器的參數進行調整和控制，從而可對透明拉帶、激光燙銀拉帶、金拉帶以及半透明和不透明拉帶的有無、偏移等進行準確的檢測，通過標準接口，自動控制卷包主機進行自動剔除。

新型智能拉帶檢測器采用友好的人機界面，可方便地查看當前的圖像特征值的大小并能隨意地調整拉帶及搭接的靈敏度，從而控制偏移量的大小;由于省去了原來的燈泡光源，大大的提高了新型智能拉帶檢測器的使用壽命，并且經過多次實驗，可以保證該檢測器即使進行長時間工作，工作狀態也相當穩定，該檢測器安裝方便，設計時采用與原機器相符合的接口標準，即插即用。

3　系統組成

圖1　小包亮紙拉帶檢測器測量示意圖

基于新型智能拉帶檢測器由三大部分組成，第一部分是拉帶檢測模塊;它是由CMOS高速攝像頭和信號處理部分組成。CMOS高速攝像頭可以檢測到拉帶的有無，時時的采集圖像數據。信號處理單元主要負責把來自CMOS高速攝像頭的圖像信號進行特征量提取并進行放大，放大后的信號與單片機的設定值進行比較輸出廢品煙的電平信號，廢品煙電平信號通過原車的標準接口，自動控制卷包主機進行自動剔除。第二部分是單片機控制器單元，通過手持編程器對拉帶檢測器的參數進行設定，并將檢測到拉帶信號以OC門的方式輸出到包裝機中進行剔除處理。通過手持編程器可查看拉帶檢測器當前的特征值。并且支持視頻信號的輸出，可以通過屏幕觀察拉帶狀態。第三部分是電源單元，它為整個電路提供9V、5V和3. 3V三組電源。

3.1拉帶檢測及信號處理單元

CMOS高速攝像頭可以迅速準確的采集到被檢物體的信息，如圖1所示。激光源照射到拉帶后產生反射，CMOS高速攝像頭采集到拉帶的圖像特征量，信號處理單元負責把圖像特征量進行放大，放大后的信號送到單片機進行運算，然后與設定值進行比較輸出廢品煙的電平信號，廢品煙電平信號通過原車的標準接口，自動控制卷包主機進行自動剔除。

3.2控制器單元

為了給使用者提供一個良好的人機界面，我們還設計了單片機控制器單元，通過單片機控制器單元可以對拉帶檢測器的參數進行詳細的設定，并能時時的查看拉帶檢測器的當前值，通過對有無拉帶狀態下不同檢測值的對比，可對不同的拉帶設置不同的比較門限，使得該檢測器適用范圍變廣，且對各種不同的拉帶都具有優良的檢測效果。

3.3電源單元

第三部分是電源單元，它穩定地對整個內部電路提供9V、5V和3.3V三組電源。

4　結語

總之，隨著各煙草廠家對卷煙包裝方面不斷的進行改進，也要求我們的檢測器也能適應這種變化，不斷地改進與創新。借助于單片機數據處理方面越來越強大的功能，使得利用圖像對物體進行更精密檢測方面的研究不斷的深入，并且在應用過程中也逐漸替代老式檢測器。基于圖像處理的檢測已經成為精密檢測的一大方向。

[1]張毅剛等編:《新編MCS-51單片機應用設計》.哈爾濱工業大學出版社,2003年7月.

[2]孫肖子,張企民編.《模擬電子技術基礎》.西安電子科技大學出版社,2001年1月.

[3]張永瑞等編.《電子測量技術基礎》.西安電子科技大學出版社, 2004年12月.

[4]主編黃德良.《ZB25型包裝機組》.中國科學技術出版社.