新型GD包装机拉带检测器

2015-12-01高雪峰

中国科技纵横 2015年9期

关键词：检测器摄像头单片机

高雪峰

(陕西烟草工业有限公司宝鸡卷烟厂,陕西宝鸡 721000)

新型GD包装机拉带检测器

高雪峰

(陕西烟草工业有限公司宝鸡卷烟厂,陕西宝鸡 721000)

针对GD包装机组的小包和大条透明拉带、白拉带、激光烫银拉带及彩色拉带等各种拉带的有无及亮纸搭接质量检测而研制的新型智能拉带检测器。检测器采用了高速CMOS摄像头作为采样传感器,CMOS摄像头对拉带提取图像特征量,并由单片机对所提取的图像特征量进行分析,从而检测拉带的有无和偏移。用户可通过人机界面对新型智能拉带检测器的参数进行调整和控制,从而可对透明拉带、激光烫银拉带、金拉带以及半透明和不透明拉带的有无、偏移等进行准确的检测,通过标准接口,自动控制卷包主机进行自动剔除。

GD包装机组拉带摄像头激光源

1　引言

在当今国际烟草包装的流行趋势中，“环保”需求犹为重要。我国的各烟草厂家也在卷烟包装方面不断的推陈出新，使用各种新的卷烟材料以适应市场求新求变的需要。在小包包装上就开始广泛的使用了各种新型拉带如:透明拉带，白拉带，激光烫银拉带，彩色拉带等等。目前，各卷烟厂对小包烟盒使用的拉带检测器主要是采用透射检测法或简单的光电传感器方式。该方式仅仅对激光烫银拉带，彩色拉带可以检测，而对环保新型的透明拉带和白拉带等，如采用上述方法灵敏度明显不足，有时甚至无法检测，导致误检，漏检的情况出现，不仅严重影响产品的质量，也损害了企业的形象。

2　功能简介

我们新研制的新型智能拉带检测器是针对GD包装机组的小包和大条透明拉带、白拉带、激光烫银拉带及彩色拉带等各种拉带的有无及亮纸搭接质量检测而研制的。GD原车设计的拉带检测器只能检测不透明或半透明拉带的有无和亮纸的搭接，而对于透明等新型拉带则检测效果差甚至无法进行检测。新型智能拉带检测器采用了高速CMOS摄像头作为采样传感器，CMOS摄像头对拉带提取图像特征量，并由单片机对所提取的图像特征量进行分析，从而检测拉带的有无和偏移。用户可通过人机界面对新型智能拉带检测器的参数进行调整和控制，从而可对透明拉带、激光烫银拉带、金拉带以及半透明和不透明拉带的有无、偏移等进行准确的检测，通过标准接口，自动控制卷包主机进行自动剔除。

新型智能拉带检测器采用友好的人机界面，可方便地查看当前的图像特征值的大小并能随意地调整拉带及搭接的灵敏度，从而控制偏移量的大小;由于省去了原来的灯泡光源，大大的提高了新型智能拉带检测器的使用寿命，并且经过多次实验，可以保证该检测器即使进行长时间工作，工作状态也相当稳定，该检测器安装方便，设计时采用与原机器相符合的接口标准，即插即用。

3　系统组成

图1　小包亮纸拉带检测器测量示意图

基于新型智能拉带检测器由三大部分组成，第一部分是拉带检测模块;它是由CMOS高速摄像头和信号处理部分组成。CMOS高速摄像头可以检测到拉带的有无，时时的采集图像数据。信号处理单元主要负责把来自CMOS高速摄像头的图像信号进行特征量提取并进行放大，放大后的信号与单片机的设定值进行比较输出废品烟的电平信号，废品烟电平信号通过原车的标准接口，自动控制卷包主机进行自动剔除。第二部分是单片机控制器单元，通过手持编程器对拉带检测器的参数进行设定，并将检测到拉带信号以OC门的方式输出到包装机中进行剔除处理。通过手持编程器可查看拉带检测器当前的特征值。并且支持视频信号的输出，可以通过屏幕观察拉带状态。第三部分是电源单元，它为整个电路提供9V、5V和3. 3V三组电源。

3.1拉带检测及信号处理单元

CMOS高速摄像头可以迅速准确的采集到被检物体的信息，如图1所示。激光源照射到拉带后产生反射，CMOS高速摄像头采集到拉带的图像特征量，信号处理单元负责把图像特征量进行放大，放大后的信号送到单片机进行运算，然后与设定值进行比较输出废品烟的电平信号，废品烟电平信号通过原车的标准接口，自动控制卷包主机进行自动剔除。

3.2控制器单元

为了给使用者提供一个良好的人机界面，我们还设计了单片机控制器单元，通过单片机控制器单元可以对拉带检测器的参数进行详细的设定，并能时时的查看拉带检测器的当前值，通过对有无拉带状态下不同检测值的对比，可对不同的拉带设置不同的比较门限，使得该检测器适用范围变广，且对各种不同的拉带都具有优良的检测效果。

3.3电源单元

第三部分是电源单元，它稳定地对整个内部电路提供9V、5V和3.3V三组电源。