機器視覺檢測在飲料灌裝行業的應用

  在自動化生產中，為了保持整線生產效率，控制成品質量，就需要涉及到各種各樣的檢驗測量，如果用人工的方法來檢查，即使耗費大量的人力，卻仍然不能保證100%的檢驗合格率。

機器視覺檢測在飲料灌裝行業的應用通過采用先進的機器視覺技術，通過計算機自動識別所包裝產品的缺陷狀況，例如殘次空瓶、灌注不良、封蓋不良、貼標不良、裝箱不良等缺陷品，并控制相應的剔除裝置自動從生產線上剔除殘損及不合格產品，可大大減輕人的工作量，一方面可以提升生產的柔性和自動化程度，提高產品的產量及工作效率，另一方面為保證成品質量提供強有力的保障，最終提升企業的經濟效益和社會形象。

從制瓶灌裝，再到封蓋貼標，最終到裝箱碼垛，這一系列的生產工序都早已實現了機器代替人工的跨越，主流生產線的運行速度也逐步超過了72000瓶/小時，甚至達到12萬瓶/小時。

二、機器視覺檢測技術優勢

1、機器視覺檢測原理

機器視覺技術主要是用計算機來模擬人的視覺功能提取事物圖像中的信息，進行處理分析，并最終用于實際檢測、測量和控制。

自動化和電腦技術是機器視覺進入工業生產線的關鍵要素，機器視覺的工作流程是通過光學系統將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，控制系統對這些信號進行各種運算作出判別，進而根據判別的結果來控制執行單元動作。

2、與人工檢驗相比較的優勢

人工檢驗方式無法避免一些客觀的風險，如人眼的疲勞、誤差，高速生產過程中精力不集中或速度的限制，如飲料灌裝生產線速度已經超過1200瓶/分鐘，遠遠超過了人工檢測所能達到的極限，并且人的主觀性很強，在檢驗時難以持續保證檢測指標的統一性。如果使用精度更高、速度更快的機器視覺，可明顯降低被測目標受干擾的程度，并可制定統一的量化的檢測指標，確保產品質量的一致性。

3、與光電技術相比較的優勢

在機器視覺技術普及之前，自動化生產線上大量使用了光電技術來輔助人工進行部分檢測工作。光電技術在調試和設定方面都比較復雜，包裝線上的一些細節稍有變化就會帶來檢測結果的不準確，另外，光電檢測的檢測項目單一，功能簡單，只能檢測一個項目，并且還只能進行有無的檢測，為了滿足產品的質量控制標準，就需要在生產線上配置很多個光電檢測設備來完成特定的檢測任務。采用機器視覺技術可完成復雜的檢測任務，可根據生產線情況靈活設置檢測標準，同時可將多個檢測任務集中在一套機器視覺設備上來實現，方便工廠對設備進行集約式管理

三、檢測解決方案

1、 灌裝生產線組成

目前一般的PET飲料灌裝生產線都會由吹瓶機、灌裝機、打碼機、貼標機、裝箱機、碼垛機等一系列生產設備和相應的生產工序組成，在很多生產廠家，會布置大量工人分布在瓶胚、灌裝、套標、裝箱等環節進行產品檢查。

隨著勞動力價格的不斷攀升，對生產廠家造成了不小的人工成本壓力。

因此，用機器來代替人工完成產品的質量檢測也就成為了生產廠家的迫切需求，作為國內有口皆碑的機器視覺檢測設備研發企業，在面向各行各業提供機器視覺檢測解決方案方面擁有豐厚的經驗，目前已經可以提供完整的整線檢測解決方案來替代人工完成各工序的產品檢測工作。

如下圖所示，瓶胚檢測設備放置在吹瓶機之前用于完成瓶胚的各種缺陷檢查，滿瓶檢測設備放置在灌裝機之后完成封蓋液位打碼的缺陷檢查，標簽檢測設備放置在套標/貼標機之后可以對標簽進行全方位的檢查，裝箱檢測設備放置在裝箱之后碼垛之前進行裝箱完整性的檢查。

2、 瓶胚檢測
瓶胚的缺陷一般多出現在口部、肩部和底部，推出的瓶胚檢驗機采用多個高分辨率CCD相機，可對瓶胚的口、肩、底的各種缺陷進行全方位檢查。

其中，在口部上方放置1個相機采集口面圖像可檢查瓶口飛邊、瓶口缺口、口面黑點等缺陷，在口部上方放置1個相機采集口內壁圖像可檢查瓶壁黑點、臟污等缺陷，在螺紋口側面間隔120度放置3個相機對口螺紋和瓶肩部區域的各種尺寸、黑點、合縫線粗、飛邊、臺階進行360度無盲區檢查，在口部上方放置1個相機采集瓶胚底部圖像可檢查黑點、水口不良等缺陷。

3、 滿瓶檢測

檢測液位偏差、安全環斷裂、PET環缺失、斷橋、高蓋、歪蓋、混蓋、無碼、碼變形、碼部分缺失等缺陷。

該款檢驗機共配置4組高分辨率CCD面陣相機，封蓋液位檢驗工位由3臺高分辨率CCD面陣相機、6個LED光源、1套圖像處理系統、1套信號控制系統、1套剔除系統組成，3臺面陣相機呈120度間隔放置，對封蓋進行360度無盲區檢測，每個相機配套兩塊LED光源，分別從正面和背面對瓶蓋進行打光，正面光主要檢測安全環斷裂、PET環缺失、異蓋、混蓋等缺陷，背面光主要檢測高蓋、歪蓋、斷橋等缺陷。垂直于輸送帶的相機同時進行液位檢測，通過采用正面光和背光相結合的方式，可對泡沫進行有效補償，極大的提高含有泡沫飲料的液位檢測精度。打碼檢驗工位使用1臺高速CCD相機和1個LED光源進行打碼檢測，除了檢測常規的打碼缺陷外，還可以對打碼進行準確識別，避免出現錯碼的情況。

4、標簽檢測
飲料產品的標簽一方面可以顯示品牌名稱、產品介紹等圖片文字信息，另一方面設計精良的標簽作為產品外觀的一部分，具有美化包裝提升產品形象的作用。隨著消費觀念的改變，消費者對產品的外觀日益重視，飲料廠家對貼標后產品的標簽問題也非常關注。

標簽檢驗機可以檢測無標、錯標、倒標、空白標、切標錯誤、標簽錯位、標簽傾斜、標簽印刷錯誤、標簽破損、翹角等眾多標簽不良缺陷，該款檢驗機采用獨特的光學方案，在產品四周間隔90度布置4臺高分辨率CCD面陣相機，對標簽進行360度無盲區檢測，每個相機配套兩塊LED光源，分別從上面和下面對標簽區域進行打光，通過采用上面光和下面光相結合的方式，可保證標簽區域亮度均勻，極大提高標簽印刷缺陷檢測精度。

包裝作為生產環節的最后一道工序,對產品質量及公司形象有著至關重要的影響.對于食用油的包裝,以往工廠大多采用人工形式進行檢測.隨著企業生產水平的提高,機器視覺檢測技術逐步代替了人工去完成這項繁重,枯燥的工作,而且其在可靠性及低成本方面也占有很大優勢.機器視覺檢測就是用機器代替人眼來做測量和判斷,它在檢測缺陷和防止缺陷產品流入市場方面具有不可估量的價值.