機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)易拉罐罐蓋瑕疵檢測(cè)

世界上最大的制罐公司Rexam Beverage CansAmericas公司，很注意生產(chǎn)細(xì)節(jié)。在其位于美國(guó)伊利諾州Valparaiso的工廠中，用于飲料二片罐上的鋁制罐蓋就經(jīng)過(guò)了高速地細(xì)致檢測(cè)，以剔除任何有瑕疵的產(chǎn)品。雖然系統(tǒng)能夠檢測(cè)出的瑕疵已達(dá)到了灰塵的級(jí)別，工廠工程師Thomas Cortes說(shuō)他們實(shí)際上是在尋找那些需要一種行動(dòng)反應(yīng)的瑕疵。

過(guò)去，檢測(cè)工作是由人工完成的。從去年開(kāi)始，檢測(cè)工作由Omron Electronics公司提供的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)完成。在將這些采用了留置式拉環(huán)的罐蓋裝袋、碼垛然后運(yùn)送給客戶之前，Rexam對(duì)它們進(jìn)行了徹底的檢查。

從2004年中開(kāi)始，Rexam公司安裝了12臺(tái)全新的Fleetwood自動(dòng)計(jì)數(shù)裝袋機(jī)和碼垛機(jī)來(lái)取代人工操作。以每分鐘幾百個(gè)的速度，這些設(shè)備把一排排連續(xù)不斷的罐蓋裝到預(yù)制的紙袋中，然后被運(yùn)送到Rexam的客戶那里。與這次自動(dòng)化升級(jí)一起進(jìn)行的，是用電子視覺(jué)傳感器來(lái)取代人工檢測(cè)員，這些傳感器能更好地在一種一周7天、一天24小時(shí)、并且是高速的環(huán)境下檢測(cè)出產(chǎn)品的瑕疵。

每一臺(tái)自動(dòng)裝袋/碼垛機(jī)都有多條喂料通道，每條通道都裝有它自己的Omron Electronics F150-3型機(jī)器視覺(jué)控制器，一臺(tái)F150KP鍵盤編程器和一臺(tái)解析度為659 x 494像素的F150-S1A C相機(jī)。這套設(shè)備最多可存儲(chǔ)23幅圖像，使它能夠檢測(cè)各種不同的產(chǎn)品形式。每一臺(tái)相機(jī)都與一只連續(xù)漫射照明燈（CDI）一起被安裝在一條罐蓋通道的上方，當(dāng)罐蓋在下方連續(xù)通過(guò)進(jìn)，系統(tǒng)就對(duì)每只罐蓋的邊緣進(jìn)行檢測(cè)。

這套系統(tǒng)是如何工作的

閃亮的鋁制罐蓋是十分容易反光的，因此很容易讓大多數(shù)的相機(jī)和傳感器失靈。CDI照明燈就是專為這種苛刻的條件而設(shè)計(jì)的，在這種情況下，任何表面反射都會(huì)導(dǎo)致視覺(jué)系統(tǒng)將其誤認(rèn)為是瑕疵。CDI照明燈產(chǎn)生的是漫射光，能夠減少反射，并能顯現(xiàn)出那些表明有污染發(fā)生的黑點(diǎn)。

F150-S1A C型相機(jī)和CDI光源被安裝在喂料通道上方大約一英尺的位置，連續(xù)不斷的罐蓋會(huì)沿著這條通道進(jìn)入裝袋區(qū)域。系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)罐蓋邊緣上那些表明有污染存在的黑色區(qū)域。只要發(fā)現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，所有同一批的罐蓋都會(huì)被識(shí)別并分離出來(lái)，稍后在裝袋期間再由人工進(jìn)行檢測(cè)。

Rexam公司知道當(dāng)在更換金屬板時(shí)或在更換產(chǎn)品期間，最容易產(chǎn)生碎屑。這時(shí)，生產(chǎn)線就會(huì)為這批罐蓋標(biāo)上一種黑色的記號(hào)。當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到這個(gè)記號(hào)時(shí)，就會(huì)把后面一定數(shù)量的罐蓋全部剔除出來(lái)，以便對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行清理。
這些記號(hào)也會(huì)提醒系統(tǒng)即將檢測(cè)的是一種新的產(chǎn)品，于是系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到合適的預(yù)存儲(chǔ)圖像上。當(dāng)更換產(chǎn)品時(shí)，例如從鋁制蓋換到鍍金蓋，不需要人工對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

Omron視覺(jué)系統(tǒng)還能夠檢測(cè)畸形蓋，盡管這并不是它的預(yù)期功能。這種畸形蓋偶爾會(huì)出現(xiàn)，一般是因?yàn)榻饘儋|(zhì)量的不穩(wěn)定而造成的。因?yàn)榛紊w不會(huì)與其他的蓋緊密的靠在一起，因此所產(chǎn)生的縫隙就會(huì)激發(fā)系統(tǒng)，將其當(dāng)作是由碎屑引起的一個(gè)黑點(diǎn)。

據(jù)Rexam公司介紹，這種新的視覺(jué)系統(tǒng)能防止被污染的產(chǎn)品到達(dá)客戶那里。“我們已經(jīng)在用這套系統(tǒng)來(lái)找出有瑕疵的罐蓋?！?Cortes確認(rèn)說(shuō)。另外Rexam將產(chǎn)品更換也改成自動(dòng)化操作了，這提高了生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量，從而減少了退貨的數(shù)量。這是一種很好的投資回報(bào)，很容易看到結(jié)果。

注：

連續(xù)漫射照明燈：即圓頂無(wú)影光源，其特殊設(shè)計(jì)的打光方式，使發(fā)出的光線從四面八方照射檢測(cè)物品，因此可以消除陰影影響和光亮表面的反光，很適合表面質(zhì)量檢測(cè)。對(duì)于光亮表面檢測(cè)或者包裝袋表面字符圖案檢測(cè)，是必不可少的光源。(end)