摘要 吹瓶、灌裝、套標(biāo)、噴碼是影響PET飲料瓶質(zhì)量的四道關(guān)鍵工序。為了實(shí)現(xiàn)在這幾道工序中的PET飲料瓶外觀缺陷檢測自動化，本文研究了用西門子機(jī)器視覺[1]技術(shù)結(jié)合西門子自動化[2]設(shè)備在線檢測PET飲料瓶的外觀缺陷并自動剔除不合格產(chǎn)品的方法。在實(shí)際生產(chǎn)過程的運(yùn)用中，杭州華峰自動化系統(tǒng)公司的PET飲料瓶檢測系統(tǒng)得到了多家飲料廠商的好評。 關(guān)鍵詞 PET飲料瓶 缺陷檢測 西門子機(jī)器視覺 自動化 Abstract The blowing bottle, the filling bottle, the attaching labels to bottles, and the spray-code are four pivotal working procedures to affect quality of belly-wash in PET bottle. To realize defect inspection automatically for the defect on the appearance of the belly-wash in PET bottle, some defect inspecting methods for the belly-wash in PET bottle by SIMATIC machine vision combine with SIMATIC automatic equipment are studied in this article. In actual project, the equipment of Hangzhou Huafeng automatic company obtained good effect from many belly-wash manufacturers. Key Words belly-wash in PET bottle, defect inspection, SIMATIC machine vision , automation 1 引言 隨著人民生活水平的提高，飲料的市場需求量也不斷增加，產(chǎn)品的質(zhì)量就成為了生產(chǎn)廠商和消費(fèi)者關(guān)注的問題。而飲料瓶外觀的好壞直接或間接影響到其內(nèi)部飲料的質(zhì)量，所以為了減少不合格品的數(shù)量，需要增加檢測工序。手工外觀檢驗(yàn)和產(chǎn)品標(biāo)記昂貴和不可靠。同時又意味著不近人情的單調(diào)工作。這里，自動化機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)提供了解決這些問題的方案。 2 PET飲料瓶的缺陷 吹瓶、灌裝、套標(biāo)和貼標(biāo)、噴碼是影響PET飲料瓶質(zhì)量的四道關(guān)鍵工序。首先在吹瓶工序，高溫氣體被吹入瓶胚并經(jīng)過特定模具的壓制成為瓶子，在這個過程中瓶子可能出現(xiàn)變形、歪脖子等情況；在灌裝工序，PET瓶會出現(xiàn)漏灌、少灌、蓋擰松和擰歪等情況；在套標(biāo)和貼標(biāo)工序，標(biāo)簽會被套歪、漏套等情況；在噴碼工序，由于噴碼機(jī)的偶然故障，導(dǎo)致碼的漏噴和錯噴等情況。這些情況中輕微的會導(dǎo)致產(chǎn)品外觀的不美觀，嚴(yán)重的會導(dǎo)致飲料內(nèi)部質(zhì)量發(fā)生變化，特別象茶飲料和乳類飲料。影響飲料瓶質(zhì)量的幾個缺陷為：高蓋、歪蓋、破蓋、無蓋、淺量、錯標(biāo)、無噴碼。如圖1： 3 利用機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)PET飲料瓶的外觀缺陷的自動化檢測 隨著飲料需求的不斷增大，以及客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，越來越多的飲料生產(chǎn)廠商采用自動化PET瓶缺陷檢測系統(tǒng)，對PET瓶的外觀缺陷進(jìn)行綜合檢測。這種方法代替了傳統(tǒng)的人工方法以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，解決了人工方法效率低、速度慢，以及受檢測人員主觀性制約等不確定因素帶來的誤檢及漏檢，實(shí)現(xiàn)更好的100%產(chǎn)品在線檢測。 3.1機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)PET飲料瓶的外觀缺陷的自動化檢測方案 本文采用了杭州華峰自動化系統(tǒng)有限公司開發(fā)的PET飲料瓶檢測系統(tǒng)用于PET飲料瓶的外觀缺陷檢測。該系統(tǒng)以西門子圖像處理器[3]為核心，并結(jié)合西門子自動化設(shè)備，形成了既有簡單的數(shù)字信號接口又有復(fù)雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口的系統(tǒng)，讓用戶能選擇適合自己工況的系統(tǒng)，既方便又節(jié)省投資。 其基本檢測處理流程如圖2，簡易系統(tǒng)框架如圖3： 工作原理：首先通過光纖傳感器感應(yīng)到瓶子，然后觸發(fā)圖像處理器拍攝圖片，圖像采集來后，對圖像進(jìn)行二值化、目標(biāo)定位、測量、特征匹配、OCR等圖像分析處理，處理的結(jié)果傳至PLC進(jìn)行邏輯控制，并根據(jù)傳送帶當(dāng)前的速度來驅(qū)動剔除裝置，準(zhǔn)確地剔除不合格產(chǎn)品。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：本系統(tǒng)采用了西門子嵌入式圖像處理器，其集成化的模塊，很容易根據(jù)客戶現(xiàn)場的環(huán)境和客戶的要求來設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置和外觀。該系統(tǒng)外觀使用全不銹鋼材料，符合了食品飲料行業(yè)的規(guī)范；獨(dú)立式的機(jī)械結(jié)構(gòu)，容易安裝于流水線的任何位置；通過西門子觸摸屏和PLC的連接，使得操作工容易在線切換不同產(chǎn)品的程序，并可以從觸摸屏查看實(shí)時檢測數(shù)據(jù)；根據(jù)單條流水線產(chǎn)品的多樣化，系統(tǒng)采用了X-Y-Z都可以調(diào)節(jié)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，讓用戶操作更靈活。 4 結(jié)論 該系統(tǒng)現(xiàn)已成功運(yùn)用于國內(nèi)幾家知名飲料企業(yè)的生產(chǎn)線上，效果非常好，準(zhǔn)確率達(dá)到了99.9999%。不僅滿足用戶的現(xiàn)有需求，而且還為用戶預(yù)留很多的功能和升級空間，這些功能在今后的檢測任務(wù)中將會發(fā)揮更多的作用，為用戶解決更多的問題，節(jié)省很多的升級費(fèi)用。如：打印接口、上位機(jī)通訊接口、報警接口、標(biāo)簽檢測功能、提速功能等。更重要的是該系統(tǒng)能嚴(yán)格的控制用戶產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了很多的人工成本。隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高，人工費(fèi)用的增長，該系統(tǒng)的應(yīng)用前景將會更加廣闊。 參考文獻(xiàn)（Reference） [1] SIMATIC machine vision introduce 2004,10 [2] SIMATIC TIA 2004,10 [3] The manual of Spectation V2.5.7 2003,11