機器視覺實現(xiàn)易拉罐罐蓋瑕疵檢測

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

過去，檢測工作是由人工完成的。從去年開始，檢測工作由Omron Electronics公司提供的機器視覺系統(tǒng)來完成。在將這些采用了留置式拉環(huán)的罐蓋裝袋、碼垛然后運送給客戶之前，Rexam對它們進行了徹底的檢查。

從2004年中開始，Rexam公司安裝了12臺全新的Fleetwood自動計數(shù)裝袋機和碼垛機來取代人工操作。以每分鐘幾百個的速度，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，然后被運送到Rexam的客戶那里。與這次自動化升級一起進行的，是用電子視覺傳感器來取代人工檢測員，這些傳感器能更好地在一種一周7天、一天24小時、并且是高速的環(huán)境下檢測出產(chǎn)品的瑕疵。

每一臺自動裝袋/碼垛機都有多條喂料通道，每條通道都裝有它自己的Omron Electronics F150-3型機器視覺控制器，一臺F150KP鍵盤編程器和一臺解析度為659 x 494像素的F150-S1A C相機。這套設(shè)備最多可存儲23幅圖像，使它能夠檢測各種不同的產(chǎn)品形式。每一臺相機都與一只連續(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)通過進，系統(tǒng)就對每只罐蓋的邊緣進行檢測。

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)計的，在這種情況下，任何表面反射都會導(dǎo)致視覺系統(tǒng)將其誤認為是瑕疵。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。

F150-S1A C型相機和CDI光源被安裝在喂料通道上方大約一英尺的位置，連續(xù)不斷的罐蓋會沿著這條通道進入裝袋區(qū)域。系統(tǒng)會檢測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)一個黑點，所有同一批的罐蓋都會被識別并分離出來，稍后在裝袋期間再由人工進行檢測。

Rexam公司知道當(dāng)在更換金屬板時或在更換產(chǎn)品期間，最容易產(chǎn)生碎屑。這時，生產(chǎn)線就會為這批罐蓋標(biāo)上一種黑色的記號。當(dāng)檢測系統(tǒng)檢測到這個記號時，就會把后面一定數(shù)量的罐蓋全部剔除出來，以便對生產(chǎn)線進行清理。
這些記號也會提醒系統(tǒng)即將檢測的是一種新的產(chǎn)品，于是系統(tǒng)會自動切換到合適的預(yù)存儲圖像上。當(dāng)更換產(chǎn)品時，例如從鋁制蓋換到鍍金蓋，不需要人工對視覺系統(tǒng)進行調(diào)整。

Omron視覺系統(tǒng)還能夠檢測畸形蓋，盡管這并不是它的預(yù)期功能。這種畸形蓋偶爾會出現(xiàn)，一般是因為金屬質(zhì)量的不穩(wěn)定而造成的。因為畸形蓋不會與其他的蓋緊密的靠在一起，因此所產(chǎn)生的縫隙就會激發(fā)系統(tǒng)，將其當(dāng)作是由碎屑引起的一個黑點。

據(jù)Rexam公司介紹，這種新的視覺系統(tǒng)能防止被污染的產(chǎn)品到達客戶那里。“我們已經(jīng)在用這套系統(tǒng)來找出有瑕疵的罐蓋?！?Cortes確認說。另外Rexam將產(chǎn)品更換也改成自動化操作了，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，很容易看到結(jié)果。

注：

連續(xù)漫射照明燈：即圓頂無影光源，其特殊設(shè)計的打光方式，使發(fā)出的光線從四面八方照射檢測物品，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。對于光亮表面檢測或者包裝袋表面字符圖案檢測，是必不可少的光源。(end)