[实用新型]基于机器视觉的瓶身缺陷自动检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于自动检测技术领域，特别是关于检测瓶身缺陷的装置。

技术背景

随着全球经济一体化趋势的加剧，塑料瓶制造行业对产品质量的要求也越来越高，迫使相关行业的公司和企业在产品的质量检验上投入更多的人力财力。在塑料瓶的制作过程中，瓶身的缺陷是衡量产品质量的一个重要方面。而瓶身带有不良缺陷的塑料瓶流入市场后不但会引起客户的投诉及索赔，而且给生产厂家带来难以预计的名誉和经济损失，直接影响生产厂家的市场形象，同时也损害了顾客的利益。

目前进行瓶身不良的检测的主要是用人工检测，在塑料瓶生产运行过程中，不同类型的缺陷纷纷涌现出来，如气泡、缺料、黑点、打伤、成型不良等；传统检测方式，由操作工目测检查是否存在缺陷问题，并进行相应剔除。人工检测法直观，但存在较大盲区，并受主观因素影响较大，工人工作强度大，长时间工作易造成视觉疲劳，出现判断错误，影响产品的质量检测；当线体速度过快时，操作工基本无法完成检测。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于机器视觉的可以适应瓶身检测的自动检测装置。本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于机器视觉的瓶身缺陷自动检测装置，待检瓶体由带有导轨的流水线传输，在导轨旁固定有五个摄像机，包括一个用于拍摄瓶口图像的前端摄像机、三个用于拍摄瓶身图像的瓶身摄像机和一个用于拍摄瓶底图像的瓶底摄像机，其中，前端摄像机采用环光光源，其他四个摄像机均采用背光光源，每个瓶身摄像机的观测角度均不同；编码器固定在传动轴的末端，用于感知流水线的运动节拍，到位传感器用于感知瓶体位置，两者感知的信号被送入控制器，由控制器根据感知的信号控制各个摄像机拍摄图像，各个摄像机拍摄的图像被送入计算机，由计算机根据图像检测待检瓶体是否存在缺陷。

本实用新型的瓶身缺陷自动检测装置，通过采集图像，检测瓶身缺陷，对于有缺陷的产品及时报警或剔除，从而保证产品的质量。该装置应用于类似吹瓶线体上，完全克服了人工目测法中主观因素的干扰和大部分盲区，能快速、客观、准确地对瓶身存在的缺陷问题进行检测，大大提高产品质量的检测精度和效率。

附图说明

图1：本实用新型硬件系统外观组成示意图；

图2：本实用新型软件检测分析产品流程图。附图标注说明：1计算机；2线体；3黑白面阵摄像机；4照明光源；5编码器；6伺服电机；7到位传感器。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的基于机器视觉的瓶身缺陷自动检测装置，主要包括计算机1、线体2、黑白面阵摄像机3、照明光源4、编码器5、伺服电机6、到位传感器7、图像采集系统由黑白面阵CCD摄像机3和安装在计算机中的图像采集卡构成，照明光源4采用环光和背光。计算机内部装有图像采集控制软件和图像分析检测软件。

本实例适用于检测吹瓶线体，到位传感器安装在线体前端，编码器安装传送轴上，编码器与旋转轴的旋转保持同步，安装在传动轴上的编码器，到位传感器和编码器输出的信号均被送入PLC控制器；光源采用环光和背光、摄像机是采用面阵CCD摄像机，前端摄像机安装在环光正上方，其他4个摄像机均采用背光；编码器固定在传动轴的末端，用于感知流水线的运动节拍，到位传感器为光电传感器，用于感知前端摄像机处的检测工位是否存在瓶体，PLC控制器根据接收的到位传感器和编码器的信号感知瓶体是否进入检测工位及线体运动节奏，从而可以控制各个CCD摄像机触发拍照的时刻；摄像机，光源、到位传感器、PLC编程控制器和电机及其驱动器等的供电均通过线缆由机柜内电源完成。

实现的方法：PLC控制器(图中未画出)根据接收的到位传感器和编码器的信号感知瓶体是否进入检测工位及线体运动节奏，发送相机触发信号，前端摄像机首先开始拍摄瓶口图像，为瓶口毛边、瓶口打伤、瓶口缺料等提供图像支持；随着线体的运行，接下来的三个相机分别从不同的角度拍摄，每个相机的观测角度范围为120度，三个相机联动，保证瓶身的全景，为成型不良、瓶身气泡、瓶身黑点、破洞等提供完整的图像支持；最后的摄像机拍摄瓶底图像，为瓶底打伤、瓶底气泡、破洞等提供图像支持；所有采集的图像全部传输到计算机，由软件对图像进行缺陷分析.

如图2所示，软件根据不同检测项软件分为以下几种方法：

1.瓶口毛边：相机触发拍照；图像预处理(包括图像二值化，腐蚀膨胀等，使瓶口边缘更加清晰)；查找瓶口边缘；拟合瓶口内圆、外圆；检测外圆外侧与内圆内侧灰度值是否在正常范围内。