關于包裝檢測過程中的機器視覺應用研究

摘 要：機器視覺為視覺檢測提供了基礎技術支持，在相應傳感裝置的支持下，機器視覺系統(tǒng)獲得了非常強大的檢測能力，而且這種檢測系統(tǒng)扥構成非常簡單，在現場檢測、在線檢測、非接觸檢測等領域可以發(fā)揮自身優(yōu)勢。為了促進機器視覺檢測的發(fā)展，本文從包裝檢測的角度對其展開了分析。

關鍵詞：包裝檢測;機器視覺;應用

我國經濟的發(fā)展離不開現代制造業(yè)的推動，而對現代制造業(yè)而言，外觀和質量與其發(fā)展有非常密切的關系，因此很多企業(yè)都對檢測工作非常重視。隨著科學技術的發(fā)展，檢測技術獲得了非常明顯的進步，尤其是機器視覺檢測系統(tǒng)的出現，令檢測水平和檢測質量都得到了顯著提升，推動了現代制造業(yè)的發(fā)展。

一、視覺檢測系統(tǒng)概述

（一）工作原理

生產制造的柔性和自動化程度在機器視覺的推動下可得到明顯提升，在工業(yè)生產中，有些環(huán)節(jié)的危險性和要求都比較高，因此為了提升生產效率和質量，人工視覺被替換為了機器視覺。另外機器視覺也有著遠超人工的精度和效率，在大批量、高要求的生產中比人工更加適用。[1]機器視覺檢測系統(tǒng)建立在重復印刷原理的基礎上，為檢測系統(tǒng)設定了一個模板，然后利用高速攝像頭檢測目標，將其和模板多進行對比，可快速發(fā)現和模板不同的目標（例如缺損、色差等），從而使目標質量的保持一致。

（二）影響因素

機器視覺檢測系統(tǒng)在運行的過程中，檢測目標會因為持續(xù)振動等原因表現出不同的運動方向，可能會在縱向或橫向上產生偏移，這為檢測和分析目標信息造成了一定困難。另外在實際應用的過程中，模板的設定不是固定的，而且全部檢測行為的準確性受初始模板影響，系統(tǒng)無法自行對單個目標進行分析，因此如果在設定模板的過程中出現了偏差，將導致整個檢測行為也隨之出現偏差。

二、包裝檢測過程中的機器視覺應用

（一）實際應用

隨著技術的不斷完善，機器視覺檢測的可靠性也獲得了顯著提升，人們發(fā)現，將其和包裝生產線結合在一起可有效提升生產效率和生產質量。機器視覺檢測系統(tǒng)在科技的推動下獲得了極其迅速的發(fā)展，在包裝生產也因此獲得了更多用于對質量進行控制的工具。以某來自日本的快速消費品為例，該產品的包裝生產的最后階段，生產企業(yè)會通過機器視覺檢測系統(tǒng)對每一個產品包裝進行檢查，然后將保護存在缺陷的產品直接從生產線上剔除，有效提升了產品包裝質量。該企業(yè)為了保證產品包裝質量，共應用了20產品包裝信息采集系統(tǒng)，相較于早期的包裝信息采集系統(tǒng)，機器視覺檢測系統(tǒng)下的包裝信息采集系統(tǒng)額對空間的要求更低，而且運行穩(wěn)定、維護簡單、成本低，對包裝生產效率有著明顯的提升。該企業(yè)通過對視覺檢測的應用，不僅讓其生產的產品在行業(yè)內獲得了認可，更明顯降低了企業(yè)運營成本、提升了經效益，因此筆者覺得，應加強這種系統(tǒng)在我國包裝生產中的推廣應用，從而為我國的包裝生產提供動力。

（二）檢測流程

機器視覺檢測系統(tǒng)中具有可編程邏輯控制器（PLC），當其中的包裝信息采集系統(tǒng)獲取包裝信息以后，可將傳輸給PLC，接收包裝信息的可編程邏輯控制已經預先植入了編制好模板信息。然后通過對比就可以發(fā)現包裝是否存在異常。當包裝的異常狀態(tài)得到確認以后，機器視覺檢測系統(tǒng)會上傳并儲存結果，然后跟蹤包裝到其進入丟棄狀態(tài)為止。當包裝進入丟棄狀態(tài)以后，機器視覺檢測系統(tǒng)會向丟棄裝置發(fā)送信號，然后將異常包裝剔除。

機器視覺檢測系統(tǒng)有著非常簡單的操作界面，為工作人員提供了很多便利，而且通過連接網絡對收集數據的功能進行強化，推動了包裝生產向著自動化和集成化發(fā)展。在機器視覺檢測系統(tǒng)的發(fā)展中，讀碼照相機的應用使采集信息的精確度得到了顯著提升，以某眼鏡生產企業(yè)為例，其機器視覺檢測系統(tǒng)的鏡頭在陽光下可以改變顏色，提升了包裝檢測的性能。[2]當前很多企業(yè)都開始著手開發(fā)新型機器視覺檢測系統(tǒng)，以提升鏡頭采集目標信息的精確性。傳統(tǒng)的機器視覺檢測系統(tǒng)在自動化能力上有所欠缺，當前比較先進的機器視覺檢測系統(tǒng)都應用了Cognex lnsight 4001高清圖像采集裝置，可實現對包裝二維碼的讀取，盒狀標簽機的末端狀態(tài)可因此得到明確指示。

當前最先進的機器視覺檢測系統(tǒng)可獲取包裝的二維蝕刻模型，二維蝕刻模型和條形碼近似，但不同的是這種模型上沒有設置垂直的線，只是組合在一起點。二維蝕刻模型的優(yōu)勢為數字比較多，利用這些數字可以在包裝上進行標記，從而形成包裝的數字模型，但其他類型的數字圖像可能會對二維蝕刻模型的數字造成影響。通過數字模型可將機器視覺檢測系統(tǒng)限制在標準框架內，令系統(tǒng)以標準步驟對包裝進行檢測，并明確采集目標信息的方式、清晰度以及色彩還原度。前文提到的高清圖像采集裝置分辨率為1024×768，設置在機器視覺檢測系統(tǒng)的閉合室，高級別分辨率可提升包裝檢測的水平，為企業(yè)提供更清晰、更全面的包裝圖像。應用這種高清圖像采集裝置機器視覺檢測系統(tǒng)以每分鐘20鏡頭速度運行，將目標圖像送到閉合室內，這種系統(tǒng)使用的軟件來自Rauscher，可實現對二維蝕刻模型的精確定位，定位并獲取的信息后將信息送往系統(tǒng)內的PLC，通過和PLC儲存的模板信息進行對比，即可實現對包裝的檢測。

三、結語

綜上所述，現代制造業(yè)是我國發(fā)展經濟的重要手段之一，因此提升現代制造業(yè)的發(fā)展效率非常重要。隨著科技的不斷進步，現代制造業(yè)迎來了更好的發(fā)展契機，同時隨著生產規(guī)模的不斷擴大，產品質量檢測也越來越重要。在產品質量檢測中，包裝檢測是非常重要的一項，和產品質量有非常密切的關系。在當前的包裝檢中，機器視覺檢測系統(tǒng)獲得了十分廣泛的應用，促進了包裝生產自動化和集成化，有效提升了現代制造業(yè)的質量和效率，因此應對這種檢測系統(tǒng)進行大范圍推廣，為我國的經濟建設注入強大動力。

參考文獻：

[1]周俊，趙樹彌，張龍.基于線結構光的機器視覺檢測煙包缺陷研究[J].輕工科技，2018，23（06）：136-138.

[2]徐紹偉.基于機器視覺的醫(yī)藥外包裝印刷品表面質量在線檢測系統(tǒng)[D].

[3]李萌，孫鐵波.基于機器視覺的食品包裝缺陷檢測研究[J].食品研究與開發(fā)，2016，37（24）：125-127.

作者簡介：由曉東（1992-），男，漢族，山東煙臺人，本科，初級工程師，主要研究方向：包裝管理、包裝檢測，藝術設計。