潘昱亭，蔡培良，張晶，杜浦澤，唐玉林，呂國(guó)強(qiáng)，邵樂(lè)樂(lè)

基于視覺(jué)成像技術(shù)的高速包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支檢測(cè)的研究

潘昱亭，蔡培良，張晶，杜浦澤，唐玉林，呂國(guó)強(qiáng)，邵樂(lè)樂(lè)

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司曲靖卷煙廠，云南 曲靖 655001）

解決機(jī)械探針式煙支檢測(cè)在檢測(cè)模盒內(nèi)煙支時(shí)存在誤檢和漏檢的問(wèn)題。設(shè)計(jì)一種基于視覺(jué)成像技術(shù)的高速包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支檢測(cè)裝置，研究其關(guān)鍵技術(shù)，包括工業(yè)相機(jī)、LED光源和控制器的安裝，動(dòng)態(tài)圖像采集和圖像處理算法，PLC控制程序的設(shè)計(jì)等。該煙支檢測(cè)裝置安裝使用后，對(duì)模盒內(nèi)煙支缺陷產(chǎn)品檢測(cè)的準(zhǔn)確率≥98%，誤檢率≤1%。該煙支檢測(cè)裝置能有效解決機(jī)械探針式煙支檢測(cè)誤檢和漏檢的問(wèn)題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了廢煙消耗，提高了設(shè)備有效作業(yè)率，可推廣應(yīng)用于行業(yè)內(nèi)所有包裝設(shè)備上。

包裝機(jī)；煙支檢測(cè)；視覺(jué)檢測(cè)；圖像處理算法；PLC編程

FOCKE FX2（以下簡(jiǎn)稱FX2）是一種高速卷煙包裝設(shè)備，煙支通過(guò)輸送通道到達(dá)包裝機(jī)煙庫(kù)組件，在煙庫(kù)攪拌電機(jī)的作用下均勻下落到煙庫(kù)下煙通道，然后推煙排將煙支平行推入包裝機(jī)七角輪模盒內(nèi)，并且形成767的排列方式，F(xiàn)X2是雙通道的高速包裝機(jī)，煙庫(kù)推桿每次能推4包煙進(jìn)入模盒內(nèi)。煙支在輸送過(guò)程中，易出現(xiàn)煙支空頭、缺支等現(xiàn)象，所以，在煙支進(jìn)入七角輪模盒之后，需要對(duì)模盒內(nèi)的煙支進(jìn)行檢測(cè)，將空頭、缺支等缺陷產(chǎn)品進(jìn)行判別和剔除，這一環(huán)節(jié)在整個(gè)卷煙包裝過(guò)程中至關(guān)重要。

目前針對(duì)FX2機(jī)型，國(guó)內(nèi)普遍采用機(jī)械探針式煙支檢測(cè)或光電式煙支檢測(cè)，張濤等[1]設(shè)計(jì)的探針式煙支檢測(cè)，通過(guò)煙支端面各煙支不同的深度來(lái)判斷煙支是否空頭或缺支，雖然能檢測(cè)，但實(shí)際使用過(guò)程中，探針式煙支檢測(cè)容易誤檢和漏檢；王法明[2]設(shè)計(jì)的光電式煙支檢測(cè)，雖然避免了探針式檢測(cè)對(duì)煙支擠壓造成的煙絲下陷，其檢測(cè)反應(yīng)速度及檢測(cè)靈敏度都得到了提高，但是隨著使用時(shí)間的增加，光電式檢測(cè)光線強(qiáng)度會(huì)慢慢衰減，逐漸造成漏檢，影響檢測(cè)的有效性，因此，上述方法均不能保證對(duì)煙支空頭或缺支的有效檢測(cè)。為此，基于視覺(jué)技術(shù)設(shè)計(jì)一種包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支檢測(cè)裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模盒內(nèi)煙支的缺陷產(chǎn)品進(jìn)行有效檢測(cè)和剔除，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少?gòu)U煙消耗，提升設(shè)備效率。

1 問(wèn)題分析

FX2高速包裝機(jī)目前采用的是機(jī)械探針式煙支檢測(cè)，其工作原理是利用探針在接觸到煙支端面時(shí)，因其端面空松凹陷使探針不能被有效壓縮，探針頂部不能接觸公共端，從而識(shí)別該煙支空松。在實(shí)際使用中，由于模盒內(nèi)煙支比較晃動(dòng)，造成探針與煙支接觸時(shí)并沒(méi)有完全對(duì)齊，就會(huì)偏離煙支位置造成誤判。另外，機(jī)械探針式檢測(cè)是靠?jī)?nèi)部彈簧的伸縮情況來(lái)感應(yīng)煙支空陷的深度，并且每包煙都需要探針靠近一次，這樣，在使用一段時(shí)間以后彈簧會(huì)發(fā)生形變?cè)斐蔁o(wú)法回彈，導(dǎo)致漏檢甚至壓壞煙支。總之，使用機(jī)械探針式煙支檢測(cè)對(duì)模盒內(nèi)煙支進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，容易造成誤檢和漏檢，不僅不能有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，還造成大量的廢煙消耗，因此，針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種基于視覺(jué)成像技術(shù)的高速包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支檢測(cè)裝置[3]，對(duì)模盒內(nèi)煙支的缺陷產(chǎn)品進(jìn)行有效檢測(cè)和剔除，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少?gòu)U煙消耗。

2 模盒內(nèi)煙支視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)

為了解決由于現(xiàn)有機(jī)械探針式煙支檢測(cè)在檢測(cè)模盒內(nèi)煙支時(shí)存在誤檢和漏檢的問(wèn)題，基于視覺(jué)成像技術(shù)設(shè)計(jì)了一種包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支檢測(cè)裝置。

2.1 模盒內(nèi)煙支視覺(jué)檢測(cè)裝置的構(gòu)成

如圖1，該高速包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支視覺(jué)檢測(cè)裝置，包括了4個(gè)LED閃光燈、4個(gè)工業(yè)照相機(jī)、2個(gè)控制器、工控機(jī)、觸摸顯示屏、PLC、編碼器、PLC控制程序等。通過(guò)PLC控制程序編寫[4]，將觸發(fā)脈沖信號(hào)和機(jī)器相位共同作為觸發(fā)條件，對(duì)七角輪模盒內(nèi)煙支進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，采集的照片經(jīng)控制器處理后上傳到工控機(jī)，通過(guò)圖像處理相關(guān)算法計(jì)算出圖片是否為缺陷圖片[5]，并通過(guò)PLC編寫移位剔除程序?qū)⑷毕轃煱诘谝桓稍锕娜肟谔帨?zhǔn)確剔除。

圖1 模盒內(nèi)煙支視覺(jué)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)

2.2 模盒內(nèi)煙支視覺(jué)檢測(cè)裝置的工作原理

在七角輪模盒煙絲側(cè)和濾嘴側(cè)各安裝2個(gè)工業(yè)相機(jī)及LED光源[6]，當(dāng)模盒內(nèi)煙支旋轉(zhuǎn)到檢測(cè)工位，且機(jī)器相位到達(dá)指定相位時(shí)，觸發(fā)脈沖觸發(fā)相機(jī)和LED光源動(dòng)作，進(jìn)行瞬時(shí)拍照。相機(jī)將所拍到的圖像傳輸?shù)礁髯缘目刂破髦羞M(jìn)行處理，處理后傳輸?shù)焦た貦C(jī)，進(jìn)行圖像算法分析，從而識(shí)別出煙支是否空頭或缺支，如果煙支空頭或缺支，工控機(jī)輸出高電平信號(hào)至PLC，通過(guò)程序編寫移位后，將缺陷煙包在第一干燥鼓入口處進(jìn)行剔除。當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)3包缺陷煙包時(shí)，PLC控制機(jī)器停機(jī)，并發(fā)出報(bào)警信息。

如圖2所示為高速包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支視覺(jué)檢測(cè)裝置的檢測(cè)示意圖，圖2中1為煙絲側(cè)的2個(gè)工業(yè)相機(jī)及LED閃光燈，2為濾嘴側(cè)的2個(gè)工業(yè)相機(jī)及LED閃光燈。

正常生產(chǎn)時(shí)，模盒內(nèi)煙支跟隨七角輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)51°，當(dāng)模盒內(nèi)煙支轉(zhuǎn)到機(jī)器相位290°～310°時(shí)，由觸發(fā)脈沖觸發(fā)工業(yè)相機(jī)對(duì)模盒內(nèi)煙支進(jìn)行拍照，煙絲側(cè)拍到的是第1組雙包煙2個(gè)軌道的煙包，濾嘴側(cè)拍到的是第1組雙包煙的軌道1中的煙支和第2組雙包煙的軌道2中的煙支，在拍照時(shí)濾嘴側(cè)的2個(gè)工業(yè)相機(jī)采集到的圖像其實(shí)是相差1個(gè)工位的，因此，在進(jìn)行移位剔除時(shí)，濾嘴側(cè)的煙包移位數(shù)也要相差一個(gè)工位，這樣才能保證缺陷煙包準(zhǔn)確剔除[7]。

圖2 模盒內(nèi)煙支視覺(jué)檢測(cè)裝置的檢測(cè)示意圖

3 模盒內(nèi)煙支視覺(jué)檢測(cè)的算法

3.1 視覺(jué)檢測(cè)中的模盒識(shí)別方法

在系統(tǒng)拍攝的煙絲端面圖像中，多數(shù)煙支區(qū)域內(nèi)只包含煙絲與盤紙，灰度差異較大，系統(tǒng)根據(jù)此特點(diǎn)能準(zhǔn)確地將煙絲分割[8]，但有部分煙支區(qū)域內(nèi)還包括模盒部分，模盒隨著使用時(shí)間的加長(zhǎng)會(huì)逐漸老化，其顏色也會(huì)由白色逐漸變?yōu)辄S色，在灰度化處理后，模盒與煙絲的灰度值非常接近，在后續(xù)的處理中可能會(huì)將其誤識(shí)別為煙絲，影響系統(tǒng)的檢測(cè)準(zhǔn)確度[9]，故文中提出一種煙支空頭檢測(cè)過(guò)程中的模盒識(shí)別方法，保證煙絲分割的準(zhǔn)確性。

具體步驟如下：

1）將煙絲端面圖像按RGB三通道分割為3張灰度圖像，分別記為Ib、Ig、Ir。

2）將Ib中每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰度值與Ir中每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰度值[10]進(jìn)行比較，并將結(jié)果賦值給蒙板圖像Mask1，若比較值為正，蒙板圖像上相應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值賦值為0，若比較值非正，蒙板圖像上相應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值賦值為255。

3）將Ig中每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰度值與Ir中每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰度值作差取絕對(duì)值，結(jié)果與10進(jìn)行比較，將比較結(jié)果賦值給蒙板圖像Mask2，若比較值為正，蒙板圖像上相應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值賦值為0，若比較值非正，蒙板圖像上相應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值賦值為255。

4）蒙板圖像mask1、mask2求交集，將兩蒙板圖像作“與”操作得到蒙板圖像mask3。

5）使用蒙板圖像mask3對(duì)原彩色圖像進(jìn)行賦值處理。若蒙板圖像中某像素點(diǎn)的灰度值為255，則將煙絲端面圖像相應(yīng)像素點(diǎn)的RGB值全部賦值為255；若蒙板圖像某像素點(diǎn)的灰度值為0，則相應(yīng)像素點(diǎn)的RGB值不變。此時(shí)，煙絲端面圖像中漸變成黃色的模盒部分已識(shí)別并設(shè)置為白色。

第2和第3處理過(guò)程見式（1）。

其中，()、()、()分別為原圖像BGR的3個(gè)通道的灰度值。

最后處理效果見圖3。

圖3 去除模盒實(shí)驗(yàn)效果

原彩色圖像經(jīng)該方法處理后，得到結(jié)果如圖3d所示，煙絲右側(cè)的黃色模盒部分均已識(shí)別出并已全部設(shè)置為白色，此時(shí)模盒與煙絲部分形成了鮮明的對(duì)比。如圖3e所示，圖像經(jīng)過(guò)二值化[11]處理并繪制的輪廓能更為準(zhǔn)確地反應(yīng)出煙絲的實(shí)際情況。

3.2 煙支自動(dòng)定位方法

由于FX2包裝機(jī)特殊的煙支裝填方式，煙支在模盒中晃動(dòng)較大，對(duì)基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的煙支檢測(cè)裝置提出了更高的要求。為了保證煙支檢測(cè)的準(zhǔn)確性，文中提出一種智能的、自動(dòng)的煙支定位[12]方法，準(zhǔn)確確定各煙支的檢測(cè)區(qū)域。下面將以煙絲側(cè)為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

對(duì)圖像傳感器采集的待檢煙支煙絲端面圖像進(jìn)行灰度化處理，見圖4。

圖4 煙絲灰度圖像

以圖像像素灰度值作為投影特征進(jìn)行水平投影，見式（2），得到水平投影曲線如圖5所示。在水平投影曲線中，每排煙支邊界處的投影值相對(duì)周圍其他區(qū)域較大，形成波峰。

對(duì)水平投影曲線進(jìn)行式（3）的特殊濾波處理，得到與煙支排數(shù)相對(duì)應(yīng)的幾段獨(dú)立波形，波形圖像，見圖6。

最后查找確定各段波形中波峰的具體位置，根據(jù)波峰位置對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割可得到每排煙支對(duì)應(yīng)的圖像，見圖7。

圖7 水平分割效果圖像

同理，以圖像像素灰度值作為投影特征分別對(duì)分割出的每排煙支圖像進(jìn)行垂直方向的投影，得到垂直投影曲線。在垂直投影曲線中，每支煙邊界處的投影值會(huì)相對(duì)周圍其他區(qū)域較大，形成波峰。對(duì)垂直投影曲線進(jìn)行特殊濾波處理，得到與煙支數(shù)相對(duì)應(yīng)的幾段獨(dú)立波形。查找確定各段波形中波峰的具體位置，根據(jù)波峰位置對(duì)灰度圖像進(jìn)行分割可得到該排煙支中包含的各煙支，最終確定模盒內(nèi)各煙支的準(zhǔn)確位置，最后分割效果見圖8。

圖8 最終定位效果圖像

在進(jìn)行空頭或缺支檢測(cè)前，先采用該方法對(duì)煙絲或?yàn)V嘴側(cè)圖像進(jìn)行煙支位置的準(zhǔn)確分割，達(dá)到每支煙支準(zhǔn)確定位的效果，能對(duì)香煙包裝機(jī)模盒內(nèi)的煙支進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確定各煙支的檢測(cè)區(qū)域，從而保證后續(xù)煙支空頭檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

3.3 煙支空頭識(shí)別方法

如圖9所示，為了有效地識(shí)別煙支空頭，將工業(yè)相機(jī)的光學(xué)鏡頭中心軸與待檢測(cè)煙支的煙絲端面成一定角度，以最常見的直徑為7.8 mm的煙支為例，要求煙支空頭基準(zhǔn)的可調(diào)范圍為0～5 mm，如果煙支空頭5 mm，當(dāng)圖像傳感器拍攝到的恰好全部是白色的煙支盤紙內(nèi)表面時(shí)，光學(xué)鏡頭與煙支之間的角度為57.4°，實(shí)際安裝時(shí)該角度應(yīng)該略小于57.4°，即當(dāng)煙支空頭5 mm時(shí)圖像傳感器還能拍攝到很小的煙絲區(qū)域，這樣可以保證煙支空頭基準(zhǔn)設(shè)為5 mm時(shí)是有效的。

一支空頭約為3 mm煙支的煙絲端面的圖像需要經(jīng)過(guò)的一系列圖像處理流程，見圖10。當(dāng)工業(yè)相機(jī)采集到待檢測(cè)煙支煙絲端面的圖像后，傳送至控制器中進(jìn)行圖像處理，因?yàn)闊熃z為褐色、盤紙內(nèi)表面為白色，所以可以利用這種明顯的顏色對(duì)比，通過(guò)圖像處理技術(shù)對(duì)煙絲進(jìn)行識(shí)別，處理過(guò)程包括灰度化處理、二值化處理、腐蝕處理、膨脹處理?；叶然菍D像傳感器拍攝到的煙絲端面的彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；二值化是將煙絲與煙支盤紙內(nèi)表面進(jìn)行區(qū)分；腐蝕及膨脹是消除經(jīng)二值化處理后的圖像中的一些小噪點(diǎn)。這樣可以提高后續(xù)查找煙絲區(qū)域輪廓的速度，將煙絲像素的灰度值設(shè)為255，煙支盤紙內(nèi)表面像素的灰度值設(shè)為0，查找并繪制待檢測(cè)煙支煙絲區(qū)域輪廓，再計(jì)算出待檢測(cè)煙支煙絲區(qū)域輪廓面積，即待檢測(cè)煙支煙絲區(qū)域的像素?cái)?shù)，然后將待檢測(cè)煙支煙絲區(qū)域的像素?cái)?shù)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)待檢測(cè)煙支煙絲區(qū)域的像素?cái)?shù)小于基準(zhǔn)值時(shí)，判斷煙支為空頭煙支。

圖9 煙絲側(cè)工業(yè)相機(jī)的鏡頭角度

圖10 煙絲測(cè)圖像處理流程

3.4 煙支缺支識(shí)別方法

煙支缺支的識(shí)別方法見圖11，為了有效地識(shí)別煙支缺支，將工業(yè)相機(jī)的光學(xué)鏡頭中心軸與待檢測(cè)煙支的濾嘴端面垂直，拍攝濾嘴端面的圖像。因?yàn)闉V嘴是白色的，所以有濾嘴的部分亮度很高，沒(méi)有濾嘴的部分亮度很低，這樣就能很明顯的區(qū)分出是否缺支。

工業(yè)相機(jī)采集到濾嘴側(cè)圖像后傳到控制器進(jìn)行圖像處理，圖像處理包括灰度化、二值化、腐蝕、膨脹等處理，查找并繪制出濾嘴端面區(qū)域的輪廓線，計(jì)算各濾嘴端面區(qū)域輪廓線包圍的像素?cái)?shù)，當(dāng)濾嘴端面區(qū)域像素?cái)?shù)低于用戶設(shè)定的基準(zhǔn)值時(shí)計(jì)算機(jī)則判斷該煙支位置缺少煙支。如圖12所示，當(dāng)檢測(cè)框內(nèi)不缺支時(shí)，計(jì)算輪廓面積為6 655像素，而當(dāng)檢測(cè)框內(nèi)缺支時(shí)，計(jì)算輪廓面積為2 009像素，兩者之間差異非常明顯，因此，此方法能有效檢測(cè)出模盒內(nèi)煙支是否缺支。

圖11 濾嘴側(cè)工業(yè)相機(jī)的鏡頭角度

圖12 煙支缺支識(shí)別方法

4 檢測(cè)裝置控制程序的設(shè)計(jì)

4.1 取消原機(jī)煙支檢測(cè)組件配置

原機(jī)煙支端部檢測(cè)組件通過(guò)Ethenet與FX2包裝機(jī)Profibus總線通信網(wǎng)絡(luò)[13]連接在一起（見圖13），安裝煙支視覺(jué)檢測(cè)后，需保留原機(jī)煙支檢測(cè)的網(wǎng)絡(luò)配置，保證設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信正常，并將原機(jī)煙支檢測(cè)組件功能關(guān)閉（見圖14）。

圖13 FX2包裝機(jī)總線網(wǎng)絡(luò)

圖14 關(guān)閉原機(jī)煙支檢測(cè)組件功能

4.2 設(shè)置視覺(jué)檢測(cè)相位

結(jié)合FX2的七角輪安裝位置、運(yùn)行軌跡和相位變化，給煙支視覺(jué)檢測(cè)添加觸發(fā)、剔除及自診斷的相位區(qū)間，使視覺(jué)檢測(cè)在相應(yīng)的相位區(qū)間給設(shè)備輸出剔除[14]、報(bào)警和停機(jī)的指令，見圖15。

圖15 設(shè)置視覺(jué)檢測(cè)相位區(qū)間

4.3 程序編寫

煙支視覺(jué)檢測(cè)輸出一個(gè)8位二進(jìn)制變量，用于傳遞檢測(cè)、剔除、自診斷信號(hào)[15]。根據(jù)生產(chǎn)需要確定程序段所需要具備的功能，編寫相機(jī)觸發(fā)、空頭和缺支信號(hào)輸出以及自診斷信號(hào)的程序，見圖16。

4.4 設(shè)置剔除移位

設(shè)置空頭和缺支煙包的剔除移位REJECT_005和REJECT_006，如圖17所示，使缺陷煙包在第一干燥鼓入口處剔除。

5 應(yīng)用效果

完成煙支視覺(jué)檢測(cè)改造后，進(jìn)行連續(xù)10個(gè)工作日的跟蹤記錄，將煙支視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)每天的剔除數(shù)量、誤剔除的煙包數(shù)量、下游機(jī)缺陷品返回的煙包數(shù)量進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。改造前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1，由數(shù)據(jù)可知，改造前的煙支檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)模盒內(nèi)煙支缺陷的誤檢率高達(dá)8.3%，漏檢率達(dá)4.2%，檢測(cè)效果很不理想；改造后的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2，由數(shù)據(jù)可知，改進(jìn)后的煙支視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)模盒內(nèi)煙支缺陷的誤檢率為0.3%，漏檢率為0%，能有效保證模盒內(nèi)煙支的質(zhì)量。

圖17 設(shè)置空頭和缺支煙包的剔除移位

表1 改造前的剔除數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

Tab.1 Statistics of eliminated data before transformation

注：缺陷產(chǎn)品主要包括模盒內(nèi)煙支空頭、煙支缺支、煙支歪斜以及斷殘煙支等4種缺陷類型。

表2 改造后的剔除數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

Tab.2 Statistics of eliminated data after transformation

注：缺陷產(chǎn)品主要包括模盒內(nèi)煙支空頭、煙支缺支、煙支歪斜以及斷殘煙支等4種缺陷類型。

6 結(jié)語(yǔ)

文中基于視覺(jué)成像技術(shù)設(shè)計(jì)了一種高速包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支檢測(cè)裝置，對(duì)高速包裝機(jī)模盒內(nèi)煙支質(zhì)量缺陷進(jìn)行判別和剔除。該煙支檢測(cè)裝置能有效地解決機(jī)械探針式煙支檢測(cè)在檢測(cè)模盒內(nèi)煙支時(shí)存在誤檢和漏檢的問(wèn)題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了廢煙消耗，提高了設(shè)備有效作業(yè)率，可推廣應(yīng)用于行業(yè)內(nèi)所有包裝設(shè)備上。

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Cigarette Detection in Mold Box of FX2 High-speed Packaging Machine Based on Visual Imaging Technology

PAN Yu-ting, CAI Pei-liang, ZHANG Jing, DU Pu-ze, TANG Yu-lin, LYU Guo-qiang, SHAO Le-le

(Qujing Cigarette Factory, Hongyun Honghe (Group) Co., Ltd., Yunnan Qujing 655001, China)

The work aims to solve the problems of false detection and missing detection of cigarettes in the mold box by mechanical probe. A cigarette detection device used in the mold box of high-speed packaging machine was designed based on visual imaging technology. Through the research on the key technologies, including the installation of industrial camera, LED light source and controller, dynamic image acquisition and image processing algorithm, and design of PLC control program. After the cigarette detection device was installed and used, the detection accuracy of defective cigarettes in the mold box was ≥ 98%, and the false detection rate was ≤ 1%. The cigarette detection device can effectively solve the problems of false detection and missing detection of cigarette by mechanical probe, improve the product quality, reduce the waste cigarette consumption, and improve the effective operation rate of equipment and can be widely used in all packaging equipment in the industry.

packaging machine; cigarette detection; visual detection; image processing algorithm; PLC programming

TB486

A

1001-3563(2023)05-0188-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.05.024

2022?03?23

云南省科技項(xiàng)目（2018BA087）

潘昱亭（1994—），男，本科，助理工程師，主要研究方向?yàn)榫頍煱b設(shè)備電氣故障診斷。

蔡培良（1972—），男，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榫戆O(shè)備和電氣控制理論。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋