机器视觉实现易拉罐罐盖瑕疵检测

世界上最大的制罐公司Rexam Beverage CansAmericas公司，很注意生产细节。在其位于美国伊利诺州Valparaiso的工厂中，用于饮料二片罐上的铝制罐盖就经过了高速地细致检测，以剔除任何有瑕疵的产品。虽然系统能够检测出的瑕疵已达到了灰尘的级别，工厂工程师Thomas Cortes说他们实际上是在寻找那些需要一种行动反应的瑕疵。

过去，检测工作是由人工完成的。从去年开始，检测工作由Omron Electronics公司提供的机器视觉系统来完成。在将这些采用了留置式拉环的罐盖装袋、码垛然后运送给客户之前，Rexam对它们进行了彻底的检查。

从2004年中开始，Rexam公司安装了12台全新的Fleetwood自动计数装袋机和码垛机来取代人工操作。以每分钟几百个的速度，这些设备把一排排连续不断的罐盖装到预制的纸袋中，然后被运送到Rexam的客户那里。与这次自动化升级一起进行的，是用电子视觉传感器来取代人工检测员，这些传感器能更好地在一种一周7天、一天24小时、并且是高速的环境下检测出产品的瑕疵。

每一台自动装袋/码垛机都有多条喂料通道，每条通道都装有它自己的Omron Electronics F150-3型机器视觉控制器，一台F150KP键盘编程器和一台解析度为659 x 494像素的F150-S1A C相机。这套设备最多可存储23幅图像，使它能够检测各种不同的产品形式。每一台相机都与一只连续漫射照明灯（CDI）一起被安装在一条罐盖通道的上方，当罐盖在下方连续通过进，系统就对每只罐盖的边缘进行检测。

这套系统是如何工作的

闪亮的铝制罐盖是十分容易反光的，因此很容易让大多数的相机和传感器失灵。CDI照明灯就是专为这种苛刻的条件而设计的，在这种情况下，任何表面反射都会导致视觉系统将其误认为是瑕疵。CDI照明灯产生的是漫射光，能够减少反射，并能显现出那些表明有污染发生的黑点。

F150-S1A C型相机和CDI光源被安装在喂料通道上方大约一英尺的位置，连续不断的罐盖会沿着这条通道进入装袋区域。系统会检测罐盖边缘上那些表明有污染存在的黑色区域。只要发现一个黑点，所有同一批的罐盖都会被识别并分离出来，稍后在装袋期间再由人工进行检测。

Rexam公司知道当在更换金属板时或在更换产品期间，最容易产生碎屑。这时，生产线就会为这批罐盖标上一种黑色的记号。当检测系统检测到这个记号时，就会把后面一定数量的罐盖全部剔除出来，以便对生产线进行清理。
这些记号也会提醒系统即将检测的是一种新的产品，于是系统会自动切换到合适的预存储图像上。当更换产品时，例如从铝制盖换到镀金盖，不需要人工对视觉系统进行调整。

Omron视觉系统还能够检测畸形盖，尽管这并不是它的预期功能。这种畸形盖偶尔会出现，一般是因为金属质量的不稳定而造成的。因为畸形盖不会与其他的盖紧密的靠在一起，因此所产生的缝隙就会激发系统，将其当作是由碎屑引起的一个黑点。

据Rexam公司介绍，这种新的视觉系统能防止被污染的产品到达客户那里。“我们已经在用这套系统来找出有瑕疵的罐盖。” Cortes确认说。另外Rexam将产品更换也改成自动化操作了，这提高了生产力和产品质量，从而减少了退货的数量。这是一种很好的投资回报，很容易看到结果。

注：

连续漫射照明灯：即圆顶无影光源，其特殊设计的打光方式，使发出的光线从四面八方照射检测物品，因此可以消除阴影影响和光亮表面的反光，很适合表面质量检测。对于光亮表面检测或者包装袋表面字符图案检测，是必不可少的光源。(end)