机器视觉在烟支外观检测中的应用

随着科技的发展，视觉系统在各个领域也有了一定的发展，采用视觉检测的高性能传感器，在部分关键的、特殊的场合逐渐取代了传统的光电传感器、颜色传感器目前，随着烟草行业对产品质量的要求越来越严格，烟草设备的部分检测系统中也逐步引入了此类视觉系统。

如制丝车间烟叶除杂设备、包装机的小包外观检测、大条外观检测等等??? 随着烟厂对香烟质量、外观要求的进一步加强，对烟支外观检测的需求也显现出来烟支钢印体现了卷烟的品牌，具有一定的品牌凝聚力和象征性，尤其对于高档香烟，烟支钢印的品牌宣传作用就显得更加重要。

因此，针对目前卷烟设备中存在的钢印模糊、图案缺少、位置跑偏、图案及钢号使用错误等质量问题，大树公司开发出基于CCD图像视觉系统的钢印检测装置，用于解决上述问题? 设计特点及检测原理?1? 设计特点??? 采用高速CCD影像视觉传感器，运用AVR高速微型单片机进行控制，从而具有性能稳定、操作简单，安装方便等特点； ??? 本装置是一套高速、高性能、独立的控制系统，可存储32个不同品牌图像，满足每4至6根烟抽检一次的高抽检率； ??? 该装置设计中体现了现场整体性、美观性、不影响操作习惯的思路，将控制箱体安装在原机操作面板与烟丝斗空余空间处，无需另外打孔外挂控制箱体，不但对原机的运行没有任何影响，在外观上也具有统一性。

?2? 检测原理??? 根据PROTOS卷接机电气系统的工作原理，编码器会产生增量、索引两种频率的脉冲，每一单支烟会对应64个脉冲，因此根据编码器产生脉冲可以对烟支钢印进行准确的定位首先,把标准的钢印图像及所设置检测区域存储于视觉系统中，当机器运行时,根据轴编码器脉冲对盘纸（打过钢印后）进行定点拍照，对当前所拍图像和存储的标准图像进行比较，若像素值、相似度、图像位置坐标（X ,Y）在设置的公差之内，表示此钢印图像合格，否则判为不合格。

当连续出现不合格钢印图案时报警停车，等待人工参与解决故障2.3系统图及工作流程图 图 1 视觉系统外观图(采用高速高性能相机及控制器) 图2 为该视觉系统所拍烟支钢印图案 图3 硬件系统图 图4 工作流程图 ??? 先存入正确的图案，读取PROTOS机轴编码器信号，用于跟踪烟支钢印位置，摄像头拍摄盘纸上钢印图案，将拍摄图案与存入的正确图案进行比对，得出结果，当连续出现的坏烟数与设定支数相同时，给出停车报警信号。

面板功能及按键说明 ??? 1.功能键：通过功能按键可对进入各参数的修改状态，如品牌、拍照偏移步数、剔除步数； ??? 2.当参数修改完毕后，按此键即保存所修改的参数； ??? 3.加按键，在参数修改模式下，按下此按键可增大设定数； ??? 4.减按键，在参数修改模式下，按下此按键可减小设定数； ??? 5.信号状态指示灯； ??? 6.电源开关：该系统总电源开关； ??? 7.液晶显示屏主要显示当前钢印图像、当前检测模式； ??? 8.设定/显示窗体：显示设定参数、停机次数。

? 安装及维护1? 安装位置??? 本装置的检测摄像头安装在垂直拉伸盘纸侧，用于检测盘纸上的钢印控制箱体和面板安装在原机SRM箱位置空面板内，与原机浑然一体编码器信号、工作电源、停车信号从原机端子内引入，与原机线号相同，便于维护。

现场安装只需2-3小时安装位置具体如下图所示： 2? 日常维护??? 经常检查检测镜头,保持检测镜头清洁干净； ??? 同步信号调校完毕之后,不要再去调校.如果要调校,设置的检测参数也要重新校正； ??? 镜头焦距,和光圈安装时已经调试好,不需要经常调试。

??? 使用后的经济效益??? 当前烟支钢印图案的检测方式，是通过机台工作人员不定时地对成品烟支进行少量抽检，从而达到控制质量的目的在实际生产中，这种检测方式有很大的弊病：PROTOS卷接机一般保持在7000支/分的高速生产中，每秒钟就有近120支的成品烟支流出生产线，如果机台工作人员每5分钟抽查一次，当发现图标不合格时，生产线上已有3万多支烟流出生产线，这必将给企业造成很大的损耗，且降低了有效作业率。

使用本公司研制的钢印图案检测装置后，可以达到在线4至6根烟抽检一次，抽检频率超过国内其他厂家同类产品，当连续出现不合格信号且达到用户设定的临界值时，检测装置立即向卷接机发出停机信号，并显示报警信息提示机台工作人员及时进行人工处理，不仅为企业降低损失，同时也为企业提供了品质保障，具有良好的经济效益。

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