高雪峰

(陜西煙草工業(yè)有限公司寶雞卷煙廠,陜西寶雞 721000)

新型GD包裝機(jī)拉帶檢測(cè)器

高雪峰

(陜西煙草工業(yè)有限公司寶雞卷煙廠,陜西寶雞 721000)

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(wú)及亮紙搭接質(zhì)量檢測(cè)而研制的新型智能拉帶檢測(cè)器。檢測(cè)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(cè)拉帶的有無(wú)和偏移。用戶可通過(guò)人機(jī)界面對(duì)新型智能拉帶檢測(cè)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(wú)、偏移等進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口,自動(dòng)控制卷包主機(jī)進(jìn)行自動(dòng)剔除。

GD包裝機(jī)組 拉帶 攝像頭 激光源

1　引言

在當(dāng)今國(guó)際煙草包裝的流行趨勢(shì)中，“環(huán)保”需求猶為重要。我國(guó)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(chǎng)求新求變的需要。在小包包裝上就開(kāi)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(cè)器主要是采用透射檢測(cè)法或簡(jiǎn)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(cè)，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(wú)法檢測(cè)，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(jiǎn)介

我們新研制的新型智能拉帶檢測(cè)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(wú)及亮紙搭接質(zhì)量檢測(cè)而研制的。GD原車設(shè)計(jì)的拉帶檢測(cè)器只能檢測(cè)不透明或半透明拉帶的有無(wú)和亮紙的搭接，而對(duì)于透明等新型拉帶則檢測(cè)效果差甚至無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。新型智能拉帶檢測(cè)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(cè)拉帶的有無(wú)和偏移。用戶可通過(guò)人機(jī)界面對(duì)新型智能拉帶檢測(cè)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(wú)、偏移等進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，通過(guò)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(cè)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小;由于省去了原來(lái)的燈泡光源，大大的提高了新型智能拉帶檢測(cè)器的使用壽命，并且經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，可以保證該檢測(cè)器即使進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間工作，工作狀態(tài)也相當(dāng)穩(wěn)定，該檢測(cè)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

圖1　小包亮紙拉帶檢測(cè)器測(cè)量示意圖

基于新型智能拉帶檢測(cè)器由三大部分組成，第一部分是拉帶檢測(cè)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(cè)到拉帶的有無(wú)，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(lái)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(guò)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(guò)手持編程器對(duì)拉帶檢測(cè)器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并將檢測(cè)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(guò)手持編程器可查看拉帶檢測(cè)器當(dāng)前的特征值。并且支持視頻信號(hào)的輸出，可以通過(guò)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(cè)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(guò)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。

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(guò)單片機(jī)控制器單元可以對(duì)拉帶檢測(cè)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(cè)器的當(dāng)前值，通過(guò)對(duì)有無(wú)拉帶狀態(tài)下不同檢測(cè)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(cè)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(cè)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(yǔ)

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(cè)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(lái)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(cè)方面的研究不斷的深入，并且在應(yīng)用過(guò)程中也逐漸替代老式檢測(cè)器。基于圖像處理的檢測(cè)已經(jīng)成為精密檢測(cè)的一大方向。

[1]張毅剛等編:《新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003年7月.

[2]孫肖子,張企民編.《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》.西安電子科技大學(xué)出版社,2001年1月.

[3]張永瑞等編.《電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》.西安電子科技大學(xué)出版社, 2004年12月.

[4]主編黃德良.《ZB25型包裝機(jī)組》.中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社.