一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统，涉及缺陷检测技术领域，本发明专利技术针对饮料瓶生产线，提出一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统。根据工厂产线进行模型分解，对机械执行部分、电气控制部分、图像处理部分、上位机软件系统部分四大模块进行详细分析，并在每个模块提出现有工厂模式下的问题及弊端，并详细分析缘由及改变策略，而后在满足要求的前提下，对四大模块进行设计及对内部原理进行剖析，形成以机械、电气、视觉、软件为一体的智能制造解决方案。本发明专利技术通过系统调试，可以实现对塑制饮料瓶缺陷的稳定、精准检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统
本专利技术涉及缺陷检测
，特别涉及一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统。
技术介绍
随着社会经济的快速发展、人口迅猛增长，在便携式饮料消费方面同样出现大幅度提升。这一现象造就了我国成为世界饮料的消费大国，同样，饮料瓶作为饮料的载体，同样不可或缺。因为技术种种原因，饮料瓶在生产制造的过程中，不可避免的会出现瑕疵饮料瓶，伴随着人们食品安全意识的提升，瓶身出现的瑕疵越来越不能被人们去接受，奶制品安全问题尤为突出。在现有饮料瓶生产技术层面暂时不能够避免饮料瓶身出现瑕疵，只能从另一层面去避免相应瑕疵的产品流通至市场，因此饮料瓶身的缺陷检测尤为重要。而现有传统人工检测的方式中，需要工作人员在暗室中操作，通过目视检测回收瓶是否有缺陷，存在检查速度慢、操作繁琐、可靠性差和漏检率高等缺点，并且检测人员容易产生疲劳感，因此人工检测无法适应大规模生产的饮料瓶缺陷检测。伴随着计算机科学技术以及相应硬件软件的崛起，图像处理技术已能够解决当下饮料瓶身的检测问题，机器视觉在线检测与传统的人工检测相比，具有效率高、成本低等优点，因此机器视觉检测在食品饮料行业极具研究价值。本专利技术设计的系统可检测瓶口缺陷、瓶壁内外、瓶底裂纹、污垢异物和瓶内胶膜透明物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统，可检测瓶口缺陷、瓶壁内外、瓶底裂纹、污垢异物和瓶内胶膜透明物。本专利技术提供了一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统，包括：瓶底检测机构、瓶身检测机构、瓶口检测机构和剔除机构；所述瓶底检测机构包括瓶底工业相机，所述瓶底工业相机的镜头朝上放置，所述瓶底工业相机上方通过支撑架安装双夹持同步带，所述双夹持同步带内部夹持饮料瓶，带动所述饮料瓶水平旋转移动，所述双夹持同步带的顶部相对应的位置安装对射传感器的第一发射端和第一接收端，所述第一发射端和第一接收端位于所述饮料瓶的两侧，所述双夹持同步带由步进电机带动运转，位于所述双夹持同步带下方的中心处设置瓶底环形光源，所述瓶底环形光源的光源方向竖直向上；所述瓶身检测机构包括底部传送带，所述底部传送带外部跨立安装相机架，所述相机架均匀固定若干个朝向所述传送带中心的瓶身工业相机，若干个所述瓶身工业相机处于同一水平线上，每个所述瓶身工业相机的前方都设置瓶身挖洞面光源，所述瓶身工业相机的镜头位于所述瓶身挖洞面光源的圆孔处，位于所述底部传送带的两侧分别安装对射传感器的第二发射端和第二接收端；所述瓶口检测机构包括瓶口相机，所述瓶口相机安装至所述相机架的顶部，所述瓶口相机的镜头朝向正下方；所述剔除机构包括剔除电磁阀，在所述底部传送带的侧边安装剔除电磁阀，沿所述底部传送带运行方向位于所述电磁阀前方的位置安装剔除漫反射传感器；所述瓶底检测机构安装在生产设备的输出端，生产出的所述饮料瓶进入所述双夹持同步带之间，所述瓶身检测机构和瓶口检测机构安装在所述瓶底检测机构的另一端，经所述双夹持同步带传送后移动至所述底部传送带的上方，所述剔除机构安装在沿所述底部传送带运行方向的所述相机架的后方。进一步地，所述瓶底工业相机、瓶身工业相机和瓶口相机均采用GigE接口通过网线与控制计算机电连接，由所述控制计算机进行缺陷检测，将所述瓶底工业相机、瓶身工业相机和瓶口相机拍摄到的影像与预设影像进行匹配识别。进一步地，所述剔除电磁阀、剔除漫反射传感器均与所述控制计算机电连接。进一步地，所述瓶底工业相机、瓶身工业相机和瓶口相机的视野均大于90°，所述瓶身工业相机的数目不小于4个。进一步地，所述底部传送带的表面具有吸附能力，并由驱动电机带动转动，所述驱动电机的工作电压为24V。进一步地，所述双夹持同步带由两个竖直且并列的海绵表层传送带构成，两个所述海绵表层传送带同步同向移动，所述饮料瓶夹持在两个所述海绵表层传送带之间，由两个所述海绵表层传送带带动所述饮料瓶进行移动。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：本专利技术提供了一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统，针对饮料瓶生产线，提出基于PLC控制的机器视觉缺陷检测系统在塑制饮料瓶检测方面的设计。根据工厂产线进行模型分解，对机械执行部分、电气控制部分、图像处理部分、上位机软件系统部分四大模块进行详细分析，并在每个模块中首先充当甲方角色提出现有工厂模式下的问题及弊端，并详细分析缘由及改变策略，而后在满足要求的前提下，对四大模块进行设计及对内部原理进行剖析，形成以机械、电气、视觉、软件为一体的智能制造解决方案。本专利技术通过系统调试，可以实现对塑制饮料瓶缺陷的稳定、精准检测。本专利技术设计系统可检测瓶口缺陷、瓶壁内外，瓶底裂纹、污垢异物和瓶内胶膜透明物。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统的整体结构图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统的瓶底检测机构图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统的瓶身检测机构图；图4为本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统的瓶口检测机构图；图5为本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统的剔除机构图；图6为本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统的电气控制流程图；图7为本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统的控制柜简图。附图说明：1-瓶底检测机构，2-双夹持同步带，3-海绵表层传送带，4-第一发射端，5-饮料瓶，6-第一接收端，7-步进电机，8-底部传送带，9-相机架，10-瓶身工业相机，11-瓶身挖洞面光源，12-第二发射端，13-第二接收端，14-瓶口相机，15-剔除电磁阀，16-剔除漫反射传感器。具体实施方式下面结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。现有机械结构缺点：检测方式是在生产设备和打包设备之间采用人工检测方式，效率并不能和生产设备同步，造成效率低下、漏检、误检率很高；人工检测无法检测到瓶底的情况，还需要在打包设备完成打包后二次检测，造成相当程度的资源浪费，成本大幅度提高；塑制饮料瓶材质为食品级塑料，质量轻薄，原有产线依托传送带上方安装导轨避免饮料瓶歪倒或者掉出传送带，但瓶身与传送带导轨之间存在摩擦，导致一部分饮料瓶并非因为生产缺陷而次品化。为了更好的理解本申请的技术方案，做出如下解释；工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。对射式传感器为基于sep8506红外发光管，sdp8406本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统，其特征在于，包括：瓶底检测机构(1)、瓶身检测机构、瓶口检测机构和剔除机构；/n所述瓶底检测机构(1)包括瓶底工业相机，所述瓶底工业相机的镜头朝上放置，所述瓶底工业相机上方通过支撑架安装双夹持同步带(2)，所述双夹持同步带(2)内部夹持饮料瓶(5)，带动所述饮料瓶(5)水平旋转移动，所述双夹持同步带(2)的顶部相对应的位置安装对射传感器的第一发射端(4)和第一接收端(6)，所述第一发射端(4)和第一接收端(6)位于所述饮料瓶(5)的两侧，所述双夹持同步带(2)由步进电机(7)带动运转，位于所述双夹持同步带(2)下方的中心处设置瓶底环形光源，所述瓶底环形光源的光源方向竖直向上；/n所述瓶身检测机构包括底部传送带(8)，所述底部传送带(8)外部跨立安装相机架(9)，所述相机架(9)均匀固定若干个朝向所述传送带中心的瓶身工业相机(10)，若干个所述瓶身工业相机(10)处于同一水平线上，每个所述瓶身工业相机(10)的前方都设置瓶身挖洞面光源(11)，所述瓶身工业相机(10)的镜头位于所述瓶身挖洞面光源(11)的圆孔处，位于所述底部传送带(8)的两侧分别安装对射传感器的第二发射端(12)和第二接收端(13)；/n所述瓶口检测机构包括瓶口相机(14)，所述瓶口相机(14)安装至所述相机架(9)的顶部，所述瓶口相机(14)的镜头朝向正下方；/n所述剔除机构包括剔除电磁阀(15)，在所述底部传送带(8)的侧边安装剔除电磁阀(15)，沿所述底部传送带(8)运行方向位于所述电磁阀前方的位置安装剔除漫反射传感器(16)；/n所述瓶底检测机构(1)安装在生产设备的输出端，生产出的所述饮料瓶(5)进入所述双夹持同步带(2)之间，所述瓶身检测机构和瓶口检测机构安装在所述瓶底检测机构(1)的另一端，经所述双夹持同步带(2)传送后移动至所述底部传送带(8)的上方，所述剔除机构安装在沿所述底部传送带(8)运行方向的所述相机架(9)的后方。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的饮料瓶缺陷检测系统，其特征在于，包括：瓶底检测机构(1)、瓶身检测机构、瓶口检测机构和剔除机构；
所述瓶底检测机构(1)包括瓶底工业相机，所述瓶底工业相机的镜头朝上放置，所述瓶底工业相机上方通过支撑架安装双夹持同步带(2)，所述双夹持同步带(2)内部夹持饮料瓶(5)，带动所述饮料瓶(5)水平旋转移动，所述双夹持同步带(2)的顶部相对应的位置安装对射传感器的第一发射端(4)和第一接收端(6)，所述第一发射端(4)和第一接收端(6)位于所述饮料瓶(5)的两侧，所述双夹持同步带(2)由步进电机(7)带动运转，位于所述双夹持同步带(2)下方的中心处设置瓶底环形光源，所述瓶底环形光源的光源方向竖直向上；
所述瓶身检测机构包括底部传送带(8)，所述底部传送带(8)外部跨立安装相机架(9)，所述相机架(9)均匀固定若干个朝向所述传送带中心的瓶身工业相机(10)，若干个所述瓶身工业相机(10)处于同一水平线上，每个所述瓶身工业相机(10)的前方都设置瓶身挖洞面光源(11)，所述瓶身工业相机(10)的镜头位于所述瓶身挖洞面光源(11)的圆孔处，位于所述底部传送带(8)的两侧分别安装对射传感器的第二发射端(12)和第二接收端(13)；
所述瓶口检测机构包括瓶口相机(14)，所述瓶口相机(14)安装至所述相机架(9)的顶部，所述瓶口相机(14)的镜头朝向正下方；
所述剔除机构包括剔除电磁阀(15)，在所述底部传送带(8)的侧边安装剔除电磁阀(15)，沿所述底部传送带(8)运行方向位于所述电磁阀前方的位置安装剔除漫反射传感器(16)；
所述瓶底检测机构(1)安装在生产设备的输出端，生产出的所述饮料瓶(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡艳丽，李世杰，刘团结，代强强，殷杰，段志文，
申请(专利权)人：淮南师范学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34