一种包装软管封口膜完整性及偏移检测装置及方法与流程

本发明属于包装软管制造领域，具体涉及一种包装软管封口膜完整性及偏移检测装置及方法。

背景技术：

1、包装软管是一种特殊的包装容器，由于其在包装中具有显著的优势，被广泛用于食品、医药、日化等行业的膏体包装。在包装软管制造中，需要用铝箔对软管的管口进行封膜处理，封膜的密封性是保证产品质量的一个重要因素，封膜不严轻则会使产品泄漏，重则造成产品变质，影响消费者身体健康，造成重大质量事故。大多生产企业都会对封口膜进行检测，但仍然出现有缺陷的封口膜流入市场。

2、现有铝箔密封检测主要有热红外相机检测和光电传感器检测两种方法，但他们都有一定的局限性。使用热红外相机检测封膜，是利用热量分布的原理进行检测，只能用于采用电磁加热的封膜场合，不仅热传导封膜场合无法使用，而且封膜偏移、破损无法检测。采用光电传感器检测封膜，只能检测封口膜缺失及大破损，而封膜偏移、较小破损的无法检测。软管在封膜工序后，紧接着进行拧盖，一旦拧完帽盖，工人很难再发现封口膜缺陷，为了保证包装软管封口膜的出厂质量，杜绝缺陷流入市场，各个厂家都在想方设法提升封口膜检测水平。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种包装软管封口膜完整性及偏移检测装置及方法，避免有存在封口膜缺失、破损及偏移等缺陷的包装软管出厂，以解决客户由于软管封口膜密封不良而被投诉的问题，保证包装软管出厂质量，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，包括控制柜、工业相机、环形led光源和传感器；控制柜包括人机界面、工控机和控制板；人机界面、工控机和控制板通过线路依次连接，工控机与工业相机通过线路连接，控制板与传感器通过线路连接，

4、人机界面，被配置为用于人机交互；

5、工控机，被配置为用于检测软件的运行、图像处理及对外控制的命令下发；

6、控制板，包括输出驱动电路、输入信号采集电路和光源控制电路，被配置为用于信号接收与对外控制；

7、工业相机，被配置为用于进行图像采集；

8、环形led光源，被配置为用于配合工业相机进行图像采集；

9、传感器，被配置为用于软管定位，作为工业相机拍照的触发信号。

10、优选地，工业相机包括内部相机和外部相机；内部相机和外部相机均与工业相机通过线路连接；

11、内部相机，被配置为用于进行内部图像采集；

12、外部相机，被配置为用于进行外部图像采集。

13、优选地，传感器包括触发传感器和剔除传感器；触发传感器和剔除传感器均与控制板通过线路连接。

14、优选地，该检测装置还包括报警灯和剔除机构；报警灯和剔除机构均与控制板通过线路连接。

15、优选地，进行内部图像采集的装置还包括传输线、成型软管、气嘴、气嘴支架、气嘴延伸架、安装底板、小环形光源、光源安装板、l型支架和内部相机底板；气嘴在安装在气嘴支架上，气嘴支架安装在气嘴延伸架上，气嘴延伸架安装在安装底板上，小环形光源和内部相机分别安装在光源安装板和内部相机底板上，成型软管位于传输线上。

16、优选地，进行外部图像采集的装置还包括支架底板、z型支架、光源支架、外部相机底板、光源转接板、大环形光源、感器支架、传感器和未拧盖软管；外部相机、大环形光源分别安装在外部相机底板和光源转接板上，并一起固定在光源支架上，光源支架安装在z型支架上，z型支架安装在支架底板，传感器安装在感器支架上，并将感器支架固定到光源转接板上。

17、此外，本发明还提到一种包装软管封口膜完整性及偏移检测方法，该方法采用如上所述的一种包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，具体包括如下步骤：

18、步骤1：图像采集；

19、步骤2：进行去噪、校正处理；

20、步骤3：分别用模板匹配对管肩和封口膜进行中心定位；

21、步骤4：图像中心定位后直接计算出封口膜偏移量，并且直接通过预先搭建的深度学习模型进行破损、异物检测。

22、优选地，步骤1中，具体包括如下步骤：

23、步骤1.1：内部相机和外部相机将采集的图像传给工控机进行实时检测；

24、步骤1.2：工控机如果检测出当前软管是缺陷软管，则根据延迟根数向剔除机构发送剔除信号，并根据报警灯进行声光报警。

25、优选地，步骤4中，深度学习模型搭建流程如下：

26、步骤s1：图像采集；

27、步骤s2：训练正负样本并验证正负样本；

28、步骤s3：图像裁剪；

29、步骤s4：模型训练；

30、步骤s5：模型验证；

31、步骤s6：模型部署。

32、本发明所带来的有益技术效果：

33、新颖性：本发明采用两次模板匹配分别对管肩和封口膜进行中心定位，通过两次定位精准计算出封口膜偏移量。同时，将深度学习技术和机器视觉技术深度融合检测破损，比单纯的使用传统视觉方式检测更加全面、精度更高，设置的参数较少，对操作人员的专业性要求也较低。

34、科学性：深度学习技术与机器视觉技术都是近些年比较热门的技术，在其他领域得到了验证和技术积累，可参考和借鉴的案例、资料较多。本发明中使用到的模板匹配算法是机器视觉领域成熟的常用算法，深度学习的模型搭建、训练、验证等经验在网上有很多，开发人员可以参考、借鉴。

35、实用性：本发明不仅可应用采用电磁加热封膜场合的密封检测，而且也可应用于热传导封膜场合的密封检测，通用型强。同时，该发明不仅可检测封膜缺失，而且还可检测封膜偏移、破损等，检测功能全面，从源头上减少了缺陷包装软管流入市场造成的不良影响，保护了消费者的利益，提升包装软管企业品牌竞争力。

技术特征：

1.一种包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，其特征在于：包括控制柜、工业相机、环形led光源和传感器；控制柜包括人机界面、工控机和控制板；人机界面、工控机和控制板通过线路依次连接，工控机与工业相机通过线路连接，控制板与传感器通过线路连接，

2.根据权利要求1所述的包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，其特征在于：工业相机包括内部相机和外部相机；内部相机和外部相机均与工业相机通过线路连接；

3.根据权利要求1所述的包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，其特征在于：传感器包括触发传感器和剔除传感器；触发传感器和剔除传感器均与控制板通过线路连接。

4.根据权利要求1所述的包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，其特征在于：该检测装置还包括报警灯和剔除机构；报警灯和剔除机构均与控制板通过线路连接。

5.根据权利要求2所述的包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，其特征在于：进行内部图像采集的装置还包括传输线、成型软管、气嘴、气嘴支架、气嘴延伸架、安装底板、小环形光源、光源安装板、l型支架和内部相机底板；气嘴在安装在气嘴支架上，气嘴支架安装在气嘴延伸架上，气嘴延伸架安装在安装底板上，小环形光源和内部相机分别安装在光源安装板和内部相机底板上，成型软管位于传输线上。

6.根据权利要求2所述的包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，其特征在于：进行外部图像采集的装置还包括支架底板、z型支架、光源支架、外部相机底板、光源转接板、大环形光源、感器支架、传感器和未拧盖软管；外部相机、大环形光源分别安装在外部相机底板和光源转接板上，并一起固定在光源支架上，光源支架安装在z型支架上，z型支架安装在支架底板，传感器安装在感器支架上，并将感器支架固定到光源转接板上。

7.一种包装软管封口膜完整性及偏移检测方法，其特征在于：采用如权利要求2所述的一种包装软管封口膜完整性及偏移检测装置，具体包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的包装软管封口膜完整性及偏移检测方法，其特征在于：步骤1中，具体包括如下步骤：

9.根据权利要求7所述的包装软管封口膜完整性及偏移检测方法，其特征在于：步骤4中，深度学习模型搭建流程如下：

技术总结
本发明公开了一种包装软管封口膜完整性及偏移检测装置及方法，属于包装软管制造领域，本发明采用两次模板匹配分别对管肩和封口膜进行中心定位，通过两次定位精准计算出封口膜偏移量；同时，将深度学习技术和机器视觉技术深度融合检测破损，比单纯的使用传统视觉方式检测更加全面、精度更高，设置的参数较少，对操作人员的专业性要求也较低；本发明解决了客户关于包装软管封口膜密封缺陷投诉的问题，保证了包装软管的质量，提高了对包装软管封口膜检测的全面性和准确性，避免有缺失、破损、偏移封口膜的包装软管出厂，保护了消费者利益，提升了包装软管企业的品牌竞争力，具有一定的应用价值和应用空间。

技术研发人员：沈宝诚,徐洋,张义伟,刘振洗,孙克强,李洪宇,王群
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十一研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11