1 引言 隨著人民生活水平的提高，飲料的市場需求量也不斷增加，產(chǎn)品的質(zhì)量就成為了生產(chǎn)廠商和消費者關(guān)注的問題。而飲料瓶外觀的好壞直接或間接影響到其內(nèi)部飲料的質(zhì)量，所以為了減少不合格品的數(shù)量，需要增加檢測工序。手工外觀檢驗和產(chǎn)品標(biāo)記昂貴和不可靠。同時又意味著不近人情的單調(diào)工作。這里，自動化機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)提供了解決這些問題的方案。 　　 2 PET飲料瓶灌裝過程分析 　　 吹瓶、灌裝、套標(biāo)和貼標(biāo)、噴碼是影響PET飲料瓶質(zhì)量的四道關(guān)鍵工序。首先在吹瓶工序，高溫氣體被吹入瓶胚并經(jīng)過特定模具的壓制成為瓶子，在這個過程中瓶子可能出現(xiàn)變形、歪脖子等情況;在灌裝工序，PET瓶會出現(xiàn)漏灌、少灌、蓋擰松和擰歪等情況;在套標(biāo)和貼標(biāo)工序，標(biāo)簽會被套歪、漏套等情況;在噴碼工序，由于噴碼機(jī)的偶然故障，導(dǎo)致碼的漏噴和錯噴等情況。這些情況中輕微的會導(dǎo)致產(chǎn)品外觀的不美觀，嚴(yán)重的會導(dǎo)致飲料內(nèi)部質(zhì)量發(fā)生變化，特別象茶飲料和乳類飲料。影響飲料瓶質(zhì)量的幾個缺陷為:高蓋、歪蓋、破蓋、無蓋、淺量、錯標(biāo)、無噴碼。如圖1所示。 　　 3 機(jī)器視覺技術(shù)實現(xiàn)的缺陷自動化檢測 隨著飲料需求的不斷增大，以及客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，越來越多的飲料生產(chǎn)廠商采用自動化PET瓶缺陷檢測系統(tǒng)，對PET瓶的外觀缺陷進(jìn)行綜合檢測。這種方法代替了傳統(tǒng)的人工方法以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，解決了人工方法效率低、速度慢，以及受檢測人員主觀性制約等不確定因素帶來的誤檢及漏檢，實現(xiàn)更好的100%產(chǎn)品在線檢測。 　　 [align=center] 　　圖1 灌裝質(zhì)量缺陷[/align] 3.1 機(jī)器視覺檢測方案 本項目采用了杭州華峰自動化系統(tǒng)有限公司開發(fā)的PET飲料瓶檢測系統(tǒng)，用于PET飲料瓶的外觀缺陷檢測。該系統(tǒng)以西門子圖像處理器[3]為核心，并結(jié)合西門子自動化設(shè)備，組成了既有數(shù)字信號接口又有復(fù)雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口的完善系統(tǒng)，為用戶提供節(jié)省投資的方案。其基本檢測處理流程如圖2，簡易系統(tǒng)框架如圖3。 　　 [align=center] 　　圖2 基本檢測流程圖[/align] [align=center] 　　圖3 為系統(tǒng)簡易圖[/align] 3.2 工作原理 首先通過光纖傳感器感應(yīng)到瓶子，然后觸發(fā)圖像處理器拍攝圖片，圖像采集來后，對圖像進(jìn)行二值化、目標(biāo)定位、測量、特征匹配、OCR（光學(xué)字符識別）等圖像分析處理，處理的結(jié)果傳至PLC進(jìn)行邏輯控制，并根據(jù)傳送帶當(dāng)前的速度來驅(qū)動剔除裝置，準(zhǔn)確地剔除不合格產(chǎn)品。 　　 系統(tǒng)設(shè)計特點:本系統(tǒng)采用了西門子嵌入式圖像處理器，其集成化的模塊，很容易根據(jù)客戶現(xiàn)場的環(huán)境和客戶的要求來設(shè)計系統(tǒng)配置和外觀。該系統(tǒng)外觀使用全不銹鋼材料，符合了食品飲料行業(yè)的規(guī)范;獨立式的機(jī)械結(jié)構(gòu)，容易安裝于流水線的任何位置;通過西門子觸摸屏和PLC的連接，使得操作工容易在線切換不同產(chǎn)品的程序，并可以從觸摸屏查看實時檢測數(shù)據(jù);根據(jù)單條流水線產(chǎn)品的多樣化，系統(tǒng)采用了X-Y-Z都可以調(diào)節(jié)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，讓用戶操作更靈活。 　　 4 結(jié)束語 該系統(tǒng)現(xiàn)已成功運用于國內(nèi)幾家知名飲料企業(yè)的生產(chǎn)線上，效果理想，準(zhǔn)確率達(dá)到了99.9999%。不僅滿足用戶的現(xiàn)有需求，而且還為用戶預(yù)留很多的功能和升級空間，這些功能在今后的檢測任務(wù)中將會發(fā)揮更多的作用，為用戶解決更多的問題，節(jié)省很多的升級費用。如:打印接口、上位機(jī)通訊接口、報警接口、標(biāo)簽檢測功能、提速功能等。更重要的是該系統(tǒng)能嚴(yán)格的控制用戶產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了大量人工成本。隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高，人工費用的增長，預(yù)期該系統(tǒng)將會有更加廣闊應(yīng)用前景。