新型GD包裝機(jī)拉帶檢測器

高雪峰

【摘 要】針對(duì)GD包裝機(jī)組的小包和大條透明拉帶、白拉帶、激光燙銀拉帶及彩色拉帶等各種拉帶的有無及亮紙搭接質(zhì)量檢測而研制的新型智能拉帶檢測器。檢測器采用了高速CMOS攝像頭作為采樣傳感器，CMOS攝像頭對(duì)拉帶提取圖像特征量，并由單片機(jī)對(duì)所提取的圖像特征量進(jìn)行分析，從而檢測拉帶的有無和偏移。用戶可通過人機(jī)界面對(duì)新型智能拉帶檢測器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和控制，從而可對(duì)透明拉帶、激光燙銀拉帶、金拉帶以及半透明和不透明拉帶的有無、偏移等進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測，通過標(biāo)準(zhǔn)接口，自動(dòng)控制卷包主機(jī)進(jìn)行自動(dòng)剔除。

【關(guān)鍵詞】GD包裝機(jī)組 拉帶 攝像頭 激光源

1 引言

在當(dāng)今國際煙草包裝的流行趨勢中，“環(huán)保”需求猶為重要。我國的各煙草廠家也在卷煙包裝方面不斷的推陳出新，使用各種新的卷煙材料以適應(yīng)市場求新求變的需要。在小包包裝上就開始廣泛的使用了各種新型拉帶如：透明拉帶，白拉帶，激光燙銀拉帶，彩色拉帶等等。目前，各卷煙廠對(duì)小包煙盒使用的拉帶檢測器主要是采用透射檢測法或簡單的光電傳感器方式。該方式僅僅對(duì)激光燙銀拉帶，彩色拉帶可以檢測，而對(duì)環(huán)保新型的透明拉帶和白拉帶等，如采用上述方法靈敏度明顯不足，有時(shí)甚至無法檢測，導(dǎo)致誤檢，漏檢的情況出現(xiàn)，不僅嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，也損害了企業(yè)的形象。

2 功能簡介

我們新研制的新型智能拉帶檢測器是針對(duì)GD包裝機(jī)組的小包和大條透明拉帶、白拉帶、激光燙銀拉帶及彩色拉帶等各種拉帶的有無及亮紙搭接質(zhì)量檢測而研制的。GD原車設(shè)計(jì)的拉帶檢測器只能檢測不透明或半透明拉帶的有無和亮紙的搭接，而對(duì)于透明等新型拉帶則檢測效果差甚至無法進(jìn)行檢測。新型智能拉帶檢測器采用了高速CMOS攝像頭作為采樣傳感器，CMOS攝像頭對(duì)拉帶提取圖像特征量，并由單片機(jī)對(duì)所提取的圖像特征量進(jìn)行分析，從而檢測拉帶的有無和偏移。用戶可通過人機(jī)界面對(duì)新型智能拉帶檢測器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和控制，從而可對(duì)透明拉帶、激光燙銀拉帶、金拉帶以及半透明和不透明拉帶的有無、偏移等進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測，通過標(biāo)準(zhǔn)接口，自動(dòng)控制卷包主機(jī)進(jìn)行自動(dòng)剔除。

新型智能拉帶檢測器采用友好的人機(jī)界面，可方便地查看當(dāng)前的圖像特征值的大小并能隨意地調(diào)整拉帶及搭接的靈敏度，從而控制偏移量的大??；由于省去了原來的燈泡光源，大大的提高了新型智能拉帶檢測器的使用壽命，并且經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，可以保證該檢測器即使進(jìn)行長時(shí)間工作，工作狀態(tài)也相當(dāng)穩(wěn)定，該檢測器安裝方便，設(shè)計(jì)時(shí)采用與原機(jī)器相符合的接口標(biāo)準(zhǔn)，即插即用。

3 系統(tǒng)組成

基于新型智能拉帶檢測器由三大部分組成，第一部分是拉帶檢測模塊；它是由CMOS高速攝像頭和信號(hào)處理部分組成。CMOS高速攝像頭可以檢測到拉帶的有無，時(shí)時(shí)的采集圖像數(shù)據(jù)。信號(hào)處理單元主要負(fù)責(zé)把來自CMOS高速攝像頭的圖像信號(hào)進(jìn)行特征量提取并進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)與單片機(jī)的設(shè)定值進(jìn)行比較輸出廢品煙的電平信號(hào)，廢品煙電平信號(hào)通過原車的標(biāo)準(zhǔn)接口，自動(dòng)控制卷包主機(jī)進(jìn)行自動(dòng)剔除。第二部分是單片機(jī)控制器單元，通過手持編程器對(duì)拉帶檢測器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并將檢測到拉帶信號(hào)以O(shè)C門的方式輸出到包裝機(jī)中進(jìn)行剔除處理。通過手持編程器可查看拉帶檢測器當(dāng)前的特征值。并且支持視頻信號(hào)的輸出，可以通過屏幕觀察拉帶狀態(tài)。第三部分是電源單元，它為整個(gè)電路提供9V、5V和3.3V三組電源。

3.1拉帶檢測及信號(hào)處理單元

CMOS高速攝像頭可以迅速準(zhǔn)確的采集到被檢物體的信息，如圖1所示。激光源照射到拉帶后產(chǎn)生反射，CMOS高速攝像頭采集到拉帶的圖像特征量，信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)把圖像特征量進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)送到單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，然后與設(shè)定值進(jìn)行比較輸出廢品煙的電平信號(hào)，廢品煙電平信號(hào)通過原車的標(biāo)準(zhǔn)接口，自動(dòng)控制卷包主機(jī)進(jìn)行自動(dòng)剔除。

圖1： 小包亮紙拉帶檢測器測量示意圖

3.2控制器單元

為了給使用者提供一個(gè)良好的人機(jī)界面，我們還設(shè)計(jì)了單片機(jī)控制器單元，通過單片機(jī)控制器單元可以對(duì)拉帶檢測器的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)定，并能時(shí)時(shí)的查看拉帶檢測器的當(dāng)前值，通過對(duì)有無拉帶狀態(tài)下不同檢測值的對(duì)比，可對(duì)不同的拉帶設(shè)置不同的比較門限，使得該檢測器適用范圍變廣，且對(duì)各種不同的拉帶都具有優(yōu)良的檢測效果。

3.3電源單元

第三部分是電源單元，它穩(wěn)定地對(duì)整個(gè)內(nèi)部電路提供9V、5V和3.3V三組電源。

4結(jié)語

總之，隨著各煙草廠家對(duì)卷煙包裝方面不斷的進(jìn)行改進(jìn)，也要求我們的檢測器也能適應(yīng)這種變化，不斷地改進(jìn)與創(chuàng)新。借助于單片機(jī)數(shù)據(jù)處理方面越來越強(qiáng)大的功能，使得利用圖像對(duì)物體進(jìn)行更精密檢測方面的研究不斷的深入，并且在應(yīng)用過程中也逐漸替代老式檢測器?；趫D像處理的檢測已經(jīng)成為精密檢測的一大方向。

參考文獻(xiàn)：

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