机器视觉在烟草行业的应用

1.引言：

烟草行业在中国是一个很大的行业，每年都可以为政府创造大量的税收和就业机会。这些企业的管理层高度重视产品的质量，他们也愿意选用最好的自动化设备来提升他们产品的质量。

烟机是自动化领域中最复杂的机器之一，而香烟的生产速度又非常快。例如，软包线的生产速度是360包/分钟，由于生产速度很快且产品的包装又非常软，所以，在生产过程中有许多不合格品产生。及时发现不合格品并将其剔除是非常重要的，否则不合格品将会流到下一道工序并被包装和装箱。对于不合格品，尽管它不影响使用，但它会降低用户的满意度，用时也会削弱品牌价值和产品信誉度，而所有这些绝对是管理层所不愿意看到的。

包装有三种类型软包、硬包、条盒。由于软包的外包装比较软，容易变形，所以检测软包是所有检测中最难的。对于软包，一个最主要的问题是表面破损，如图所示：

2.检测内容：

商标打印，（是否漏印，方向是否正确，位置是否正确）；

顶部小花，（是否漏印，方向是否正确，位置是否正确）；

顶部和底部的内部包装质量；

内包装和外包装的相关位置检测等等。

因为生产线的速度非常快（6包/秒）而检测任务又非常复杂和紧急，因此用人工在生产线上发现不合格品并将其剔除是不可能的。

目前的检测方式是人工抽检。也就是说，实际上无法在线检测。而结果就是有很多的不合格品流入市场但管理层却无法控制也无法知道具体数量。

对于高速的应用场合，机器视觉是唯一的解决方案。而具体针对烟草行业，可使用智能相机，该系统使用智能视觉传感器替代人眼来完成检测任务和逻辑运算工作，该视觉传感器在0.4毫秒内捕捉图像并将其发送到内部处理器中。经处理器数字化后，该机器视觉系统就可以评估其颜色，表面和尺寸等。根据其计算结果，通过外部接口信号我们就可以实现设备对烟盒的自动检测和剔除。

3.选用机器视觉系统的优势：

• 减少产品周转费用

• 缩短机器停工期

• 提升产品质量

4.生产线的速度：

是360 包/分钟，即 6 包/秒。

5.检测原理 :

两个视觉传感器分别对烟包的前部，后部，左部，右部和顶部五个面进行图像捕捉，然后用定位分析"软传感器"(Spectation 功能)确定软包的边缘，根据确定边缘后的实际位置来进行检测任务。例如，对于顶部的图像，我们采用诸如密度、特征值计数、模板匹配、测量等"软传感器"来实现检测任务。检测结果输出到S7 300 PLC，该控制器进行编程来完成对剔除装置的控制，输出信号到执行系统-气阀来剔除不合格品。

经过在线调试后，我们获得了满意的结果。几乎全部标记过不合格品被全部剔除。应用该系统可保证不合格品不流入市场，这样就可以提升产品等级，用户的满意度和潜在的品牌价值，当然也可以降低回收的费用。