一种小盒烟包透明外包装检测系统的制作方法

本实用新型涉及卷烟设备技术领域，尤其涉及一种小盒烟包透明外包装检测系统。

背景技术：

目前，卷烟市场竞争日益激烈，因此，用户和烟厂对香烟的外观包装质量要求越来越高，必须对小盒烟包外观的外观质量进行检测。随着计算机技术、图像处理技术和硬件系统的迅速发展，机器视觉系统日益完善，现有的卷烟设备中，设置有小盒烟包外观质量监测系统，来检测小盒烟包外观质量。小盒烟包通过卷烟设备的输送带依次输送，相机设置于输送带上，小盒烟包的位置由输送带中设置的增量编码器进行监测，当小盒烟包到达目标区域时，相机摄取小盒烟包外观的图像，于工控机中进行图像分析，当小盒烟包的外观质量不合格时，通过小盒烟包外观质量监测系统小包剔除机构触发电路控制外部小包剔除机构将小盒烟包剔除。

小盒烟包外观质量检测主要针对生产过程中出现的外观破损、品牌图案缺失、表面污渍、铝箔纸外露等小盒缺陷，以及小盒透明外包装褶皱、透明纸不完整、封口不平整等缺陷。外观破损、品牌图案缺失、表面污渍、铝箔纸外露比较明显，容易被检测出来，而小盒透明外包装的缺陷不够明显，由于在相机拍摄照片的过程中，极易受到光线的影响，如小盒表面的光照不均匀，导致拍摄的照片中容易出现光晕、光斑以及色差，相机采集的图像对小盒透明外包装的辨别精度低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种小盒烟包透明外包装检测系统，能够使得小盒透明外包装表面的光线均匀，提升对小盒透明外包装缺陷的辨别精度。

本实用新型采用的技术方案为：

一种小盒烟包透明外包装检测系统，包括两组图像采集组件和控制单元；

所述的每组图像采集组件均包括底板、球形灯罩、若干个led灯和led灯安装板，以及CCD相机、倒L型相机支架和相机云台；所述的球形灯罩固定设置于底板上端面，球形灯罩内表面固定设置有漫反射层，球形灯罩上设置有光线出口，led灯安装板固定设置于球形灯罩的下端部且与底板上端面平行，led灯均匀排布于led灯安装板上端面；倒L型相机支架位于球形灯罩的一侧，倒L型相机支架的一端与底板上端面固定连接，另一端与相机云台固定连接，CCD相机安装于相机云台上；两组图像采集组件分别设置于小盒烟包输送带两侧，两组图像采集组件中球形灯罩的光线出口均正对小盒烟包，且两组图像采集组件中CCD相机分别正对待检测小盒烟包上端面一对对角的顶点；

所述的控制单元包括中央处理器、编码器信号采集电路、led灯控制电路、相机控制电路和小包剔除机构触发电路；

编码器信号采集电路输入端连接小盒烟包输送带增量编码器，编码器信号采集电路输出端连接中央处理器第一输入端；中央处理器第一输出端连接小包剔除机构触发电路输入端，小包剔除机构触发电路输出端连接外部小包剔除机构；中央处理器第二输出端连接led灯控制电路的输入端，led灯控制电路的输出端连接每个led灯的输入端；中央处理器第三输出端连接相机控制电路的输入端，相机控制电路输出端分别连接两组图像采集组件中的CCD相机，CCD相机输出端连接外部用于进行图像处理、对比的工控机中，工控机的输出端连接中央处理器的第二输入端。

所述的小盒烟包透明外包装检测系统还包括具有锁止功能的万向调节件，倒L型相机支架的一端通过所述的万向调节件与底板上端面固定连接。

所述的小盒烟包透明外包装检测系统还包括光照传感器，所述的光照传感器设置于任意一个底板上，所述的光照传感器的输出端连接中央处理器的第三输入端。

所述的中央处理器为PLC。

本实用新型通过在小盒烟包输送带两侧设置两组图像采集组件， 图像采集组件中的led灯发射的光线经球形灯罩的漫反射后，均匀的照射在小盒烟包透明外包装的表面，保证打光效果，从而可以提高的图像的采集质量，减少摄取的透明外包装图像中出现光晕、光斑等干扰现象，提高了小盒烟包透明外包装缺陷辨别的精度，提高小盒烟包的烟包的合格率，保障了小盒烟包的包装质量，保障了企业信誉。

更进一步的，设置光照传感器采集小盒烟包处外部环境的光线强度，根据外部环境的光线强度的光线强度控制拍摄时频闪的led灯的数量，保持ccd相机摄取小盒烟包透明外包装的图像时小盒烟包处的光照强度一致，进一步提升小盒烟包透明外包装缺陷辨别的精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的控制单元电路原理图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型包括用于采集输送带1上小盒烟包2透明外包装图像的两组图像采集组件和控制单元；

所述的每组图像采集组件均包括底板3、球形灯罩4、若干个led灯5和led灯安装板6，以及CCD相机7、倒L型相机支架8和相机云台9；所述的球形灯罩4固定设置于底板3上端面，球形灯罩4内表面固定设置有漫反射层，球形灯罩4上设置有光线出口，led灯安装板6固定设置于球形灯罩4的下端部且与底板3上端面平行，led灯5均匀排布于led灯安装板6上端面；倒L型相机支架8位于球形灯罩4的一侧，倒L型相机支架8的一端与底板3上端面固定连接，另一端与相机云台9固定连接，CCD相机7安装于相机云台9上；两组图像采集组件分别设置于小盒烟包输送带1上的两侧，两组图像采集组件中球形灯罩4的光线出口均正对小盒烟包7，且两组图像采集组件中CCD相机7分别正对待检测小盒烟包2上端面一对对角的顶点； led灯5发射的光线，经球形灯罩4内表面的漫反射层反射后，再经由光线出口照射到小盒烟包2透明外包装上，相较于传统的光源直接照射，小盒烟包2透明外包装上的光线比较均匀，减少小盒烟包2透明外包装上的光斑，提高了CCD相机7摄取的小盒烟包2透明外包装的图像的质量，便于分析出小盒烟包2透明外包装上透明纸褶皱、透明纸不完整、封口不平整等缺陷。

如图2所示，所述的控制单元包括中央处理器、编码器信号采集电路、led灯控制电路、相机控制电路和小包剔除机构触发电路；本实施例中，所述的中央处理器为PLC，PLC采用西门子S7-400系列。

编码器信号采集电路输入端连接小盒烟包输送带1上的增量编码器，编码器信号采集电路输出端连接中央处理器第一输入端；中央处理器第一输出端连接小包剔除机构触发电路输入端，小包剔除机构触发电路输出端连接外部小包剔除机构；中央处理器第二输出端连接led灯控制电路的输入端，led灯控制电路的输出端连接每个led灯5的输入端；中央处理器第三输出端连接相机控制电路的输入端，相机控制电路输出端分别连接两组图像采集组件中的CCD相机7，CCD相机7输出端连接外部用于进行图像处理、对比的工控机中，工控机的输出端连接中央处理器的第二输入端。

所述的小盒烟包2透明外包装检测系统，还包括具有锁止功能的万向调节件10，倒L型相机支架8的一端通过所述的万向调节件10与底板3上端面固定连接，从而调节倒L型相机支架8的角度，使得倒L型相机支架8向前、后、左或右倾斜，调节了CCD相机7的位置，调整好角度后，保证相机能够正对小盒烟包2上端面的顶角，万向调节件10锁定，倒L型相机支架8被固定，CCD相机7摄取到完整的与该顶角相连的上端面和两个侧面的图像。

本实用新型的工作过程如下：将图像采集组件安装到小盒烟包输送带1上的两侧的两侧，在球形灯罩4内表面漫反射层的反射下，使小盒烟包2的表面的光线均匀。首先通过万向调节件10调节倒L型相机的角度，再通过相机云台9调节CCD相机7的拍摄角度，使两组图像采集组件中的CCD相机7正对待检测小盒烟包2上端面一对对角的顶点，保证每个CCD相机7采集完整的两个相邻侧面的图像和上端面的图像，且两组图像采集组件采集到的相邻侧面是相对的；图像采集组件可采集到小盒烟包2四个侧面和顶面的图像，采集的图像更加全面，由于小盒烟包2的表面的光线均匀，小盒透明外包装上的光斑、反光现象较少，因此，摄取的图像且更加清楚。

PLC S7-400通过编码器信号采集电路读取外部增量编码器的相位，当小盒烟包2到位时，中央处理器通过光源控制电路和相机控制电路控制两组图像采集组件中的LED灯5频闪及CCD相机7拍摄图像。

CCD相机7拍摄的图像传输至外部用于进行图像处理、对比的工控机，工控机对图像进行分析处理，若该图像的特征与标定图像的特征完全相符，则判定此小盒烟包2的透明外包装为正常，反之则判定此小盒烟包2的透明外包装不正常，工控机向PLC S7-400发送判定信号，中央处理器向外部小包剔除机构发送信号，外部小包剔除机构将透明外包装不正常的小盒烟包2剔除。

所述的小盒烟包2透明外包装检测系统中，还包括光照传感器11，所述的光照传感器11设置于任意一个底板3上，位于底板3内侧，正对小盒烟包2处，所述的光照传感器11的输出端连接中央处理器的第三输入端。

不同的生产线中所处的位置不同，因此小盒烟包输送带1所处的位置也不同，且不同的时间点，小盒外包处的光照强度不同，光照传感器11小盒烟包2处的外部环境的光照强度，将采集的光照强度信号传输至PLC S7-400中，PLC S7-400中有模数转换模块，将光照强度信号转换为光照强度，并根据光照强度的不同，在相机拍摄时，中央处理器通过led灯控制电路不同数量的led灯5频闪，从而保证小盒烟包2透明外包装表面的光线强度处于一定的范围内，减少光线强度对所摄取的透明外包装的图像的的干扰，提升小盒烟包2透明外包装缺陷辨别的精确度。