基于机器视觉的制袋机圆角袋单切系统设计

目的 针对制袋机在生产圆角袋时,常采用的双切方法存在的效率低、废料多、机械磨损快等问题,基于机器视觉设计圆角袋单切系统.方法 搭建视觉硬件平台,基于OpenCV视觉库,在Visual Studio开发环境中编写视觉软件.相机采用飞拍模式,通过第1牵引伺服编码器分频输出信号给PLC,PLC利用高速计数器通过I/O口对相机进行硬触发.用标定板对相机进行标定,得出像素当量值,经过滤波、二值化、边缘检测等处理后对圆角轮廓进行特征提取,制作模板.通过遍历图像,在模板圆角中心线上添加特征点,完成模板匹配时可直接得出当前图像圆角中心坐标,将圆角中心坐标与基准线坐标的差值作为纠偏值发给PLC,PLC控制移刀伺服实现单刀精准切除.结果 该方法可实现在拉料过程中,对圆角中心进行快速、准确定位,在当前制袋周期对当前袋子进行移刀裁切,实际裁切误差在±0.1 mm以内,满足目前最小圆角半径0.125圆角袋的制作要求.结论 采用飞拍模式的视觉系统图像处理速度快,可匹配高速制袋要求,有效解决传统生产圆角袋时出现的问题,满足工业生产的需求,实际应用价值较大.     

基于机器视觉的工业机器人工件搬运技术及应用

机器人通过视觉对工件位置信息进行分析处理,完成相应搬运任务已成为机器人应用发展的方向。该文主要提出了一种基于机器视觉的工业机器人搬运系统,利用相机和机器人进行标定后对工件精确定位,从而实现机器人对工件的识别、定位及搬运工作。     

基于Sobel算法的塑料袋边缘位置标定

目的 对现有塑料袋装容器的外边缘轮廓进行精确定位,保证透明包装容器的外边缘轮廓在日常生产中可应用.方法 机器视觉塑料袋装容器检测系统依据图像信息收集、识别算法、sobel算法、位置标定、SVM结果对比等部分,确定透明包装边缘标定核心算法要点,在传统频域变换的基础上,进行sobel算法改进算法分析,有效提高对塑料袋装容器的外边缘轮廓识别率,明确该类包装的检测要点.以实际的液体透明医用包装袋为例,论证该类包装外边缘的特征提取方法,并且强化该包装边缘的视觉特征,最后进行SVM结果对照实验.结果 对照结果表明,该视觉方式可以实现对机器视觉的塑料袋装容器标定,精准率可以达到94％,对于机械手10％的边缘标定精确度是可以适用的.结论 基于该sobel算法以及优化措施,确定了机器视觉塑料袋装容器标定方式,满足了塑料袋装容器生产的有效定位要求.     

基于RGB视觉的瓦楞包装褶皱标定收敛研究

目的 对瓦楞纸板包装的褶皱特征精确定位,保证瓦楞纸板包装容器的褶皱特征在生产中被及时检验。方法 机器视觉瓦楞纸板包装检测系统依据图像信息收集、识别算法、RGB视觉、位置标定、收敛性结果对比等部分,确定瓦楞纸板包装褶皱特征标定核心算法要点;在传统频域变换的基础上,进行RGB视觉改进算法分析,有效提高对瓦楞纸板包装的褶皱特征识别率,明确该类包装的检测要点。以实际的瓦楞纸板褶皱为例,论证该类包装褶皱特征的特征提取方法,并且强化研究对象的褶皱特征,最后对识别结果和实物结果进行对照分析。结果 通过设定阙值在90～120得到线性率为25%～80%,结果说明该视觉方式可以实现对机器视觉的瓦楞纸板包装标定,并且各特征的实际回归基准率为86%,验证了RGB视觉算法对褶皱特征标定的精确性。结论 基于该RGB视觉以及优化措施,确定了机器视觉瓦楞纸板包装标定方式,满足了瓦楞纸板包装生产的有效定位要求。     

基于机器视觉的纽扣电池托盘分拣系统

目的为了提高电池生产企业的检测效率,避免误检,以降低企业生产成本。方法分析传统分拣方式中存在的不足之处,以ABB并联机器人和美国康纳智能相机为平台,搭建一个基于机器视觉的工业机器人分拣系统。运用经典的SIFT算法对分拣对象的图片信息进行处理,克服了光照和位置变化对视觉系统造成的不良影响,提高分拣了效率。结果 ABB并联机器人根据图像信息能识别出待分拣的物体,且工作稳定、可靠,分拣成功率为100%。结论该分拣系统软硬件设计合理,满足了电池生产企业的要求。     

基于视觉的机器人拧盖控制系统

机器人通过视觉对工件进行图像处理,获取工件随机位置的坐标信息,进而完成工艺作业,这种智能化的工作模式被越来越多的应用在工业生产中。该文介绍了一种基于视觉的机器人全自动拧盖控制系统。利用视觉相机和机器人进行标定后,建立绝对坐标,对工件进行精确定位,从而实现机器人拧盖工作。该系统包括机器人、视觉、伺服、传感器以及PLC,可以实现对空油桶桶口处的塑料盖和铁盖的松开,以及满油桶桶口处的铁盖的拧紧,与灌装系统对接后实现全自动灌装。该系统目前已经在益海粮油现场投入使用,运行稳定,满足生产需求。     

机器视觉和激光切割技术在异形吸塑包装中的应用研究

为了提高吸塑成型包装生产的自动化程度,改善异形吸塑包装的裁切工艺,提出了将机器视觉和激光切割技术引入吸塑包装的生产中,采用机器视觉与激光相结合实现了对异形吸塑包装的裁剪与切割的方法。该方法采用机器视觉获得异形吸塑包装的裁切模型和裁切路径,通过智能算法辅助加工,生成辅助连接路径,应用激光切割技术实现对吸塑包装的裁切,实现吸塑包装单体的分离或切边处理。介绍了此种裁剪和切割方法的原理与应用、机器视觉的相关算法,并将该方法进行了实际应用,效果良好。     

基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测研究

目的 针对传统喷码检测方法计算量大、字符区域定位不显著、识别准确率较低等不足,提出一种基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测方法。方法 以柔性包装袋上喷码图像为研究对象,以滤波抑噪、阈值处理等技术对图像进行预处理,运用YOLO-V3网络模型对字符区域进行定位,并采用阈值和非极大值抑制算法提高喷码区域定位的显著性,通过改进AlexNet网络结构、运用多特征融合运算等方法,获取更为丰富的图像卷积特征,实现字符串的整体识别,从而提高喷码缺陷识别的准确率。结果 将YOLO-V3联合改进AlexNet的检测方法与传统喷码检测方法进行对比,结果表明,所设计喷码缺陷检测方法的分类准确率达到99.39%。结论 基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测方法在模型计算量、字符区域定位显著性和字符识别准确率都有一定的优势,并有效解决了字符串整体识别的问题。     

基于3D视觉的工业机器人搬运系统

本文提出了一种基于3D视觉的工业机器人搬运系统,3D相机和机器人进行标定后对堆放在工业机器人旁边待加工的托盘上的工件精确定位,通过以太网传送工件三维空间位置信息给机械手,工控机根据该坐标数据调整机械手的相对位置后把工件准确的搬送到生产线上进行机加工。该系统已成功应于生产线,大大提高了作业效率,节约了劳动力。     

基于单目视觉系统的三维重建方法

以单相机采集的单幅彩色图像为基础,提出了基于单目视觉系统的表面三维形貌重建方法.该方法采用课题组针对该问题设计的多色LED环形结构光源,通过标定光源内各色LED的安装高度、入射角度、分布密度,使采集到的彩色图像包含入射光的位置信息.基于视觉系统中提取的入射光信息、图像色彩信息、相机成像模型和图像的灰度信息,建立了三维重建模型,提出了面向微小器件的表面三维重建方法.该方法解决了传统SFS法反向重建表面形貌的不确定性和慢收敛性问题.实验研究结果表明:采用本文所提方法重建圆形垫圈和六角棱柱型螺母,其重建相对误差分别为-2.2%和-4.43%,证实了采用单相机结合环形光源重建微小物体的表面三维形貌是有效的.     

基于虚拟总轴的制袋机多轴同步控制系统设计

目的为了提高制袋产品质量及同步控制精度,实现产品技术升级,设计一种基于虚拟总轴的多轴同步控制系统。方法以三边封制袋机为研究对象,介绍其工艺流程及工作原理,搭建其运动控制系统拓扑结构,基于虚拟总轴同步控制策略,详细分析制袋机多轴同步控制基本原理,设计一种浮辊补偿算法,给出软件设计方法,并通过实际运行采集实验数据进行验证。结果该控制系统可以满足制袋机的运动控制要求,补偿相邻两轴间的同步误差,使得制袋系统两牵引轴间同步误差控制在0.3%左右。结论引入该策略的同步控制系统具有良好的同步性与稳定性,提高了制袋质量、精度和效率,降低次品率,较好地满足了制袋机裁切精度要求。     

基于机器视觉的编织袋表面缺陷检测系统设计与实现

目的 针对编织袋生产中表面缺陷检测效率和精度低等问题,应用机器视觉技术于编织袋表面缺陷检测,进而提高编织袋的生产效率。方法 基于机器视觉设计编织袋表面缺陷检测系统:首先为了降低背景灰度变化对缺陷检测的影响,研究一种同时具有噪声滤除与图像增强功能的预处理算法;其次选取二维最大熵值法对预处理后的编织袋图进行分割,并采用改进遗传算法对它进行优化以增强算法的收敛速度和效果;然后利用特征提取结合形态学处理的方法实现了编织袋表面缺陷的识别与分类;最后应用连通域进行分析,对分类出的缺陷进行统计与定位以获取缺陷的尺寸以及位置信息。结果 采集了200个编织袋缺陷样本,采用文中编织袋表面缺陷检测系统对编织袋样本进行缺陷识别,平均识别准确率为94.0%,处理一幅编织袋图像的时间约为600 ms。结论 该系统具有较高的识别效率和正确率,可实现编织袋表面缺陷的快速检测,满足工业生产的需求。     

Machine vision and background remover-based approach for PCB solder joints inspection

A machine vision and background remover (BR)-based inspection method is proposed in this paper for solder defects inspection on a printed circuit board (PCB). The solder location is identified first using an unloaded PCB as the BR, thus reducing the amount of information needed for the following process. A set of candidate features is then calculated based on both binary and gray-level images. The defects are classified based on box plots of the feature value. The classification correctness reaches 97.3%. This methodology combines solder joints location identification and defects classification, making the inspection of PCB solder joints easier, without the requirement for special lighting or special instruments such as ultra-sonic and thermal sensors.     

基于机器视觉的包装机械贴标功能实现

目的 为了提高包装机械贴标工序的自动化程度和贴标速度、精度,设计一种贴标控制系统。方法 基于机器视觉设计一种贴标控制系统。该系统主要包括PC机、工业相机、视觉处理模块、运动控制模块、打印机、贴标机、标签检测模块等。重点论述图像处理算法,其中柔性形态学滤波和边缘检测用于贴标区域识别和定位;模板匹配则用于检测标签的平整度和倾斜度。最后,针对正方体包装纸盒、圆形包装纸盒、不规则包装纸盒进行试验研究。结果 实验结果表明,所述贴标系统平均正标率均在99%以上。结论 基于机器视觉的包装机械贴标系统能够满足包装要求,而且可以提高包装机械的自动化水平、提高包装效率、降低企业成本。     

基于机器视觉的食品包装检测系统设计

目的为提高食品外包装美观性,确保食品包装质量,基于机器视觉设计一种食品包装检测系统。方法食品包装检测系统主要包括图像获取模块、图像处理和分析模块、输出执行模块等部分。讨论图像处理的关键技术,在传统小波变换的基础上,提出一种改进算法以增强图像特征信息,提高识别率,实现食品包装边缘检测。以污染、飞墨等典型缺陷为例,论述其特征提取方法,包括圆形度、长宽比、灰度标准差等。最后进行实验研究。结果实验结果表明,所述食品包装检测系统的检测精度在99%以上,具有较高的检测准确性。结论基于机器视觉的食品包装检测系统能够满足食品包装需求。     

基于结构光和机器视觉的尺寸测量及其误差分析

为了解决流水线上产品的尺寸自动测量难的问题,基于目前机器视觉在尺寸测量方面的应用,介绍了用机器视觉来检测线圈绕线质量的方案。采用简化了的针孔模型对相机进行标定,并针对CCD成像元的不均匀性,提出改进方案并对测量结果进行误差修正,通过实验完善并验证了该方案的可行性,为机器视觉测量尺寸提供理论基础。     

编织袋自动捆扎打结机的设计

目的 为解决现有人工使用绳子对编织袋进行捆扎打结效率低、劳动强度大的问题，设计一种基于双套结的编织袋自动捆扎打结机。方法 根据手工打结的过程，将机械化成结划分为束口、打结、套绳、系紧、断绳等步骤。利用3个气爪与2个抱爪的夹持动作将袋口挤成束状，束口后滑轨带动袋子运输到打结工位，再通过电机和气缸来驱动特制的绳结扩大装置来完成旋转成结和扩大绳环，利用横向和竖向滑轨的组合运动将绳环套在袋口，套绳后从绳子的两端拉紧绳结即可实现编织袋自动捆扎打结，构建完成控制系统，并制作出实体样机后进行打结试验。结果 对样机的工作性能进行测试试验，捆扎打结机的打结成功率约为92%，平均打结时长约为28.1s/个。结论 通过编织袋自动捆扎打结机的研发，能有效减少人力劳动，具有推广价值。