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1、新型近红外成像式烟箱缺条检测系统产品使用手册(近红外光源，近红外相机，激光检测，图像存储，条码检索追溯)目录1 概述.3 1.1 应用背景.3 1.2 产品特点.3 2 产品工作原理.4 2.1 产品组成部分.4 2.2 箱缺条检测系统工作流程.7 3 系统操作指南.8 3.1 系统开关以及接插口.9 3.2 维护注意事项.9 4 软件操作说明.9 4.1 软件特点.9 4.2 操作界面简介.9 4.3 操作流程介绍.11 4.4 系统参数调整.11 4.4.1 CCD 相机参数设置.12 4.4.2 光源控制参数.12 4.4.3 执行机构参数.15 4.4.4 图像记录参数.16 4.4.
2、5 用户密码设置.18 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 21 页 -4.4.6 读取和保存图像文件.18 4.5 历史记录.18 4.5.1 浏览历史图像记录.19 4.5.2 查看历史工作记录.19 4.6 帮助信息.20 5 常见故障排除.20 5.1 如果频繁误报警怎么处理.20 5.2 如果前部相机的烟垛图像被遮挡怎么办.21 5.3 启动过程中的错误提示信息.21 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 21 页 -3 1 概述1.1 应用背景在卷烟厂装封箱机生产过程中，由于机器或人为因素，导致大箱缺条现象产生。常见的有缺1 条、5
3、 条(缺一层)、25 条(空推一次)、甚至空箱。目前比较有效的解决方案是采用射线检测，但射线检测带来的辐射泄漏等安全隐患会危及生产人员的人身安全，很少有厂家采用。本公司开发的新型红外成像式烟箱缺条检测系统完全解决了这一难题。本产品安装在卷烟厂装封箱机上，采用机器视觉的方法利用红外光源和红外相机作为图像传感系统，并将激光检测作为辅助方式对箱内条盒是否缺条情况进行检测，检测到缺条情况后使用声音和灯光报警使之停机。每个烟垛保存一张图片，保存期限为一年。物流追溯能够和打码机联动，把条盒图像和烟箱条码一一对应。当商家反映有缺条现象时，依据条码信息，把对应烟箱历史图片借调出来，即可判断是否真实的缺条，方便
4、管理。在卷烟厂装封箱机生产过程中，由于机器检测缺陷或人为因素，导致大箱缺条现象产生。常见的有缺1 条、5 条(缺一层)、25 条(空推一次)、甚至空箱。目前比较有效的解决方案是采用射线检测，但射线检测带来的辐射泄漏会危及生产人员的人身安全，很少有厂家采用。本项目采用机器视觉原理，对装封箱生产过程进行实时图像检测，杜绝缺条情况的产生，并对装箱过程图像进行存储管理，以提供缺陷产品生产状况的历史追踪与回溯。1.2 产品特点在卷烟厂的装封箱机工艺中，一般使用可装50 条烟的小箱（卷烟厂称之为“件”）,每件烟箱分为两垛烟进行装箱，每垛是55 排列的 25 条烟。根据烟垛的推进方式，装封箱机可分为两大类：
5、一类是一次向烟箱推进一垛烟（例如青岛颐中生产的机型），需要推进两次才能完成装箱；另外一类是将两垛烟码好后一次性推进烟箱。对于单垛推进的装封箱机，只需要一台相机在推杆后上方照相，每推一垛成像一次，分两次完成一箱烟的拍照工作，对于双垛推进的装封箱机，那么需要一前一后两台照相机同时拍照，一次性完成拍照工作。因此根据装封箱机的类型不同，本产品提供单相机和双相机两种型号。本产品具有以下特点：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 21 页 -4 1 本产品安装在卷烟厂装封箱机上，采用机器视觉的方法检测箱内烟条是否有缺失情况。2 检测能力：每秒检测一箱。3 采用近红外光源和红外相机作
6、为图像传感系统：由于装封箱机是一个完全敞开式的设备，没有外壳，所以如果采用可见光源，刺眼的光线会直射入操作工眼中，非常影响工人正常工作。而近红外光源有效的解决了这一问题，并且同样可以保证良好的成像质量。4 采用激光线作为缺条辅助判断装置：在每层烟上形成一条激光线，如果激光线有断续现象，那么就可以判定有缺烟现象。5 检测到缺条情况后有三种处理方式：1、使用声音和灯光报警。2、可以停止装封箱机工作，等待操作工处理故障。3、安装坏箱剔除装置，直接进行剔除。6 误检率：万分之一以下，大致每三天最多只出现一次误报警情况。7 结构：图像传感部分和处理部分分离，图像传感部分嵌入封箱机机构内，处理部分以及用户
7、界面放置在装封箱机外部8 每个堆垛保存一张图片，保存期限为12 个月，便于烟厂查询。9 可以安装一号工程条码阅读装置，让烟垛图片和一号工程条码直接关联起来，便于烟厂追溯。2 产品工作原理2.1 产品组成部分单相机箱缺条检测系统原理如图1 所示，双相机箱缺条检测系统原理如图2 所示，产品分为如下几个部分：1 近红外 CCD工业相机:该相机在近红外波段感光良好，在近红外光源照射下，可以采集烟垛的黑白照片，提供给处理计算机进行分析。该相机为千兆网接口。在单相机系统里，只用一台相机，每箱两垛烟条分两次成像；双相机系统里使用一前一后两台相机，每箱两垛烟条一次成像。2 近红外照明光源：该套照明系统由多块近
8、红外LED光源组成，并从烟箱的不同角度打光，以有效消除阴影，使之成像均匀。光源处于频闪工作模式，只有在推杆推烟名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 21 页 -5 垛进箱时才闪光大约50ms。3 线激光发生器：该装置是缺条判断辅助装置，是可选系统，共五个，它们在每层烟条上都打上一条激光线，近红外相机可以拍摄到五条激光线所形成的图形，如果发现激光线有断续情况，就可以判定有缺条现象。4 智能控制板：本控制板功能是接收推杆到位信号，转换为近红外CCD拍照的触发信号，并且同时驱动近红外光源进行频闪；智能控制板具有RS232通讯功能，能将计算机输出的坏烟消息转换为声音报警信号；同
9、时发出信号停止装封箱机工作，等待操作工进行处理；智能控制板能和装封箱机的PLC信号互连，获得装封箱机的工作状态；智能控制板能连接条码阅读器，将烟箱上的条码报告给主机；智能控制板和主机一起，安装在同一个控制箱里。5 高速工业控制计算机以及触摸式液晶屏。它是整个系统的大脑，一方面，该软件为用户提供友好的人机界面进行系统配置，另外一方面，它依据用户配置，对烟垛图像进行理解，判断哪些烟垛不合格。并根据判断结果指挥智能控制板进行报警和停机。它配备有大容量硬盘，可以存储一年以上的烟垛图像信息，便于用户进行历史查询。6 报警器一个：在检查到缺条时，这个装置发出强烈闪光和蜂鸣声，用于提醒操作工有错误发生。名师
10、资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 21 页 -6 推杆近红外相机前部近红外光源千兆网线工控机回 退 过程拍照55 烟条码垛纸箱RS232 线接近开关触发线光源电源线封箱机 PLC 信号声光报警灯前部近红外光源激光器激光电源线控制器条码阅读装置剔除装置名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 21 页 -7 图1 单相机箱缺条检测系统原理图2.2 箱缺条检测系统工作流程本系统工作流程如下1 装封箱机将5 5 烟垛码好后（一类机型码好两垛后一起推，另外一类机型码好一垛就推一次，分两次装满烟箱），开始启动推杆将烟垛推进烟箱。2 当推杆回退到一定相位时，装封
11、箱机PLC发出一个信号给智能控制板（该步骤需要工控机55 烟条码垛后部近红外光源名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 21 页 -8 修改装封箱机的PLC程序）。智能控制板开始计时。3 在装封箱机原来工作流程里，当推杆推烟进箱后，纸箱活动压板立即开始收回闭合，这样遮住了烟垛，使相机没有时机对烟垛照相，所以我们在实施安装时，会修改装封箱机 PLC的这个流程，使纸箱活动压板收回闭合的动作推迟到推杆回到原位时才进行,现场长期使用证明，这个修改不会影响装封箱机的装箱速度以及稳定性。4 智能控制板计时到一定时间（该参数可以在软件界面上设置），它会输出两次触发信号给近红外CCD相机
12、，第一次驱动近红外光源进行闪光，拍摄烟垛的红外图像，第二次驱动五个激光光源，在每层上形成一条亮线，拍摄烟垛的激光图像（闪光持续时间以及延迟均可在软件界面调整）。5 计算机软件使用图像识别原理对近红外图像进行判断是否有缺条，同时为了加强判断的准确性，还同时通过激光亮线是否断续来判断是否有缺条，如果有缺条，则通过 RS232接口通知智能控制板。6 如果智能控制板接收到计算机的坏烟信息，那么驱动声光报警器进行报警，或和装封箱机联动，强制停止装封箱机。等待操作工来进行处理。如安装了剔除装置,那么可以通知剔除装置进行剔除。7 然后计算机保存此次烟垛图像，并用拍摄时间为此幅图像命名。8 烟箱打码后，条码阅
13、读器读取烟箱的编码，并上报给计算机，计算机使用合理的规则将以前存储的烟垛图像和此编码关联起来。便于以后查询和追溯。3 系统操作指南图2 箱缺条检测控制器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 21 页 -9 3.1 系统开关如图 3 所示:系统总开关位于控制器底部，该开关打开后，系统所有器件开始初始化，同时计算机开始启动，大约2 分钟后一切就绪。3.2 维护注意事项1、关机时请先退出操作系统，然后再关系统电源开关2、车间灰尘较大，如果滤网被灰尘堵住，会导致机器散热不良，从而引发死机现象，请每天进行机器保养时，用高压气枪清理一下位于控制器右侧的通风过滤网。3、每隔一段时间请
14、用高压气枪清理一下相机镜头以及光源上的积灰。4软件操作说明4.1 软件特点TZQT型烟箱缺条检测系统的软件部分是整个系统的智能核心，它运用了目前业界最为前沿的机器视觉算法，可以稳定和可靠地识别烟箱是否缺条或者缺垛。该软件有如下特点：软件使用VC+编写，图像算法经过特殊优化，每秒至少可以检测一个烟箱（两个烟垛图像），可以轻松匹配上目前烟厂的任何装封箱机流水线可以安装在window2000/XP 系统上。单纯使用键盘即可完成所有功能操作。同时也支持触摸屏或者鼠标操作。界面友好，易于使用。4.2 操作界面简介打开控制箱电源后，大约等待两分钟，windows XP 系统启动完毕，请双击桌面上的图标，启
15、动箱缺条检测程序,出现图 4 的主界面.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 21 页 -10 软件的界面分为3 个大的区域：1.图像显示窗口：在工作时，该区域显示了烟条码垛在烟箱里的实时图像以及系统对图像处理识别后的结果。对于双相机系统，该显示区域有4 个窗口，分别显示前部相机和后部相机不同角度不同光源捕获到的烟垛图像。对于单相机系统，该显示区域有 2 个窗口,分别显示。通过图中标示的“窗口选择按钮”，可以将每个窗口都可以最大化，从而细致观察各个烟垛图像的情况。2.主要操作按钮：该部分位于界面左侧，包括一个方形的“启动/停止”按钮和七个功能按钮，后面会一一叙述3.运行
16、信息面板：这个面板上显示所有重要的运行情况，包括启动时间，检测烟箱的个数，不合格个数，运行时间，不合格原因统计等等。堆垛红外相机图像显示窗口堆垛激光相机图像显示窗口运行信息面板窗口选择按钮当前时间主要功能按钮启动/停止按钮名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 21 页 -11 图3 箱缺条检测软件的主界面4.3 操作流程介绍在图像参数已经配置好的情况下，本程序操作十分简单：1.启动检测：点击图 4 中的“启动/停止”方形按钮，即可启动检测2.观察检测结果：运行状态下，“运行信息面板”上会显示出相应的一些运行信息，另外在“图像显示窗口”里会显示烟垛实时图像，检测合格时，该图像会打上“合格”蓝色印戳，检测不合格时，该图像会打上“缺条”红色印戳。3.缺条处理：在检测不合格时，报警器会产生声光报警，并且装封箱机被强制停止，提醒操作工来进行处理缺条的烟箱，处理完成后，按下检测软件面板上的“报警复位”按钮,停止报警和封箱机连锁。如果安装了剔除装置，那么这箱坏烟将会被自动剔除。4.停止检测：点击图 4 中的“启动/停止”方形按钮，即可停止检测。此时系统会自动保存该次运行的所
