1、概述
各色各樣的包裝產(chǎn)品越來越與日常生活密不可分。礦泉水、碳酸飲料、果汁、涼茶、啤酒、白酒、牛奶等飲料,食用油、罐頭、奶粉、果凍等食品,洗發(fā)水、沐浴露、洗手液等日用品;消毒液、機(jī)油、潤滑油等有機(jī)溶劑等需要通過快速包裝線進(jìn)行生產(chǎn),由于現(xiàn)在對包裝越來越挑剔,貫穿整個(gè)包裝生產(chǎn)過程需要多道工序的檢測,主要是對每個(gè)加工工程的監(jiān)控,能夠最快把不良產(chǎn)品剔除出去,以減少后續(xù)環(huán)境加工引起的浪費(fèi)。目前包裝過程檢測基本是以視覺檢測為主,比如檢測液位、檢測來料反或混、檢測雜質(zhì)、檢測擰蓋質(zhì)量、檢測密封質(zhì)量、檢測貼標(biāo)質(zhì)量、檢測噴碼或激光打標(biāo)錯(cuò)誤等。如下圖:
2、平臺簡介(實(shí)際企業(yè)應(yīng)用生產(chǎn)線,也可以用于科研教學(xué))
機(jī)器視覺與智能控制包裝檢測線以機(jī)器視覺與智能控制為理論基礎(chǔ),以柔性化瓶類包裝自動在線檢測與自動化包裝線為載體,結(jié)合智能制造中的在線檢測技術(shù)和智能包裝技術(shù),可完全用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)線。利用本實(shí)訓(xùn)平臺,可以開展涉及機(jī)器視覺、工業(yè)機(jī)器人、智能控制、產(chǎn)品信息化等各種基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性實(shí)訓(xùn)課程。
本實(shí)驗(yàn)平臺由鏈板傳送帶單元(可選直線或環(huán)形產(chǎn)線)、在線檢測單元(可多臺串聯(lián))、上料單元、剔除單元、機(jī)器人包裝單元等部分組成。典型直線式實(shí)訓(xùn)平臺結(jié)構(gòu)圖如下圖。各部分有機(jī)結(jié)合在一起,組成一條完整的檢測與包裝生產(chǎn)線。本實(shí)訓(xùn)平臺具有良好擴(kuò)展性,可以以此為基礎(chǔ)進(jìn)行功能擴(kuò)展前端的罐裝、上蓋、貼標(biāo)等工序,也可以擴(kuò)充后端的包裝、倉儲等工序,從而實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)線的在線檢測與質(zhì)量控制。
典型直線實(shí)訓(xùn)平臺結(jié)構(gòu)圖
以某洗手液或飲用水完成了灌裝、上蓋、貼標(biāo)、噴碼工藝的成品為對象,進(jìn)入本檢測與包裝線。第一工位首先測量瓶蓋與瓶身的間距或液位的高度,目的為判斷瓶蓋是否擰緊或液體是否足量,不合格的產(chǎn)品將產(chǎn)品引導(dǎo)到返檢區(qū);第二工位在箱體的底部,主要檢查噴印或打標(biāo)的日期是否正確;第三工位檢測瓶身前后標(biāo)簽表面缺陷(包括圖案文字印刷、污漬、破損),判斷標(biāo)簽的完整性,以及檢測標(biāo)簽粘貼位置是否符合要求(此工位也可以改裝成燈檢工位,用于檢測瓶內(nèi)的明顯異物),若不符合要求,則通過后續(xù)剔料裝置將產(chǎn)品引導(dǎo)到返修區(qū);第四工位檢測瓶頂部印刷的圖案或瓶蓋的密封環(huán)(同時(shí)可以檢測蓋周整圈噴印的日期);第五工位檢測一維條碼是否與標(biāo)準(zhǔn)條碼一致,以避免混裝;第六工位自動裝箱。所有檢測結(jié)果與讀取的條碼信息都存入產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫,并在裝箱時(shí)將箱標(biāo)與瓶標(biāo)信息一一對應(yīng),通過讀取條碼信息能夠查詢產(chǎn)品完整的檢測信息(包括檢測人、檢測時(shí)間、檢測結(jié)果、所在箱信息)。
目前我們給學(xué)校大部分提供實(shí)訓(xùn)線為環(huán)形線,一是為了方便循環(huán)展示,二是為了節(jié)約場地。
3、可開設(shè)的實(shí)驗(yàn)(實(shí)際內(nèi)容需要依賴選擇的實(shí)訓(xùn)單元)
3.1 基礎(chǔ)學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)
? 相機(jī)與鏡頭的選擇;
? 光源的選擇;
? 灰度與彩色圖像的采集與顯示;
? 灰度圖像的線性變換;
? 灰度直方圖;
3.2 原理學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)
? 圖像邊緣提取;
? 圖像角點(diǎn)、直線、圓、圓弧、橢圓特征提取;
? 圖像形態(tài)學(xué)運(yùn)算;
? 連通區(qū)域斑點(diǎn)分析;
? OCR 原理;
3.3 實(shí)訓(xùn)或?qū)嵺`型實(shí)驗(yàn)
? 邊緣提取、液位或瓶蓋高度測量;
? 斑點(diǎn)分析與瓶身瓶底噴碼缺陷檢測;
? 頂部漏液缺陷檢測;
? 輪廓匹配與標(biāo)簽位置檢測;
? 一維條碼識別;
? 二維碼識別;
3.4 綜合型實(shí)驗(yàn)
? 瓶蓋密封環(huán)綜合缺陷檢測;
? 在線生產(chǎn)日期缺陷檢測與不合格產(chǎn)品剔料控制;
? 標(biāo)簽綜合缺陷檢測;
? 配合機(jī)械手的合格品裝箱及自動碼垛。
3.5 可以擴(kuò)充的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
本實(shí)訓(xùn)平臺采用柔性設(shè)計(jì),可以兼容很多種包裝類型,除了以上的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容外,具有良好的開發(fā)性,用戶可以針對不同的檢測對象,調(diào)整相機(jī)和鏡頭或采用不同的光源與照明方式,自行設(shè)計(jì)合理的圖像處理算法,對產(chǎn)品進(jìn)行正確的特征定位、尺寸測量或缺陷識別;通過更換不同的夾具,完成從產(chǎn)品上料、檢測到包裝的完整生產(chǎn)線的檢測與控制。除了檢查日用品、化妝品 還可以檢查礦泉水、果汁、啤酒等飲料,拉罐罐、旋蓋罐頭等 。部分?jǐn)U充自主創(chuàng)新的案例如下圖所示。