摘要
　　機(jī)器視覺識別系統(tǒng)的應(yīng)用可以大幅降低檢驗成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率，并使物流系統(tǒng)自動化程度得到進(jìn)一步提升。
　　關(guān)鍵詞
　　儲具、機(jī)器視覺、照相機(jī)
　　 　隨著市場競爭日趨激烈，企業(yè)在強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)效率的同時，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。嚴(yán)格檢測成為提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。過去，嚴(yán)格檢測是通過增加檢測人員數(shù)量、加大檢測力度來實現(xiàn)的。但在生產(chǎn)力快速發(fā)展的今天，企業(yè)的產(chǎn)品普遍存在量大、輸送速度快的特點(diǎn)。質(zhì)檢部門要想通過人工方式對每一件產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)檢基本上是不現(xiàn)實的。越來越多的企業(yè)需要一種系統(tǒng)(技術(shù))，由它來代替人眼，對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。機(jī)器視覺識別系統(tǒng)的應(yīng)用，在一定程度上滿足了這種需求。 　機(jī)器視覺是一種具有眼睛系統(tǒng)的機(jī)器。它將計算機(jī)的快速性、可靠性、結(jié)果的可重復(fù)性與人類視覺的高度智能化和抽象能力結(jié)合在一起，通過對目標(biāo)物體圖像的采集和處理得出分析結(jié)果，并上傳到控制系統(tǒng)。機(jī)器視覺識別系統(tǒng)的應(yīng)用大幅降低了檢驗成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和效率，使物流系統(tǒng)自動化程度進(jìn)一步提升。據(jù)了解，目前機(jī)器視覺識別系統(tǒng)已應(yīng)用于制造工業(yè)、汽車、電子、食品、飲料、印刷、包裝、醫(yī)藥及煙草等行業(yè)。本文介紹該技術(shù)在煙草行業(yè)的應(yīng)用。 　在煙絲／煙葉箱式自動存儲系統(tǒng)中，為了保證成品煙絲的吸味純正，工藝要求煙絲／煙葉中不得有雜物，也不能混入其他品種的殘留物，因此對儲具(儲絲箱或儲葉箱)的清潔度要求較高。如果采用人工方式對儲具清潔度進(jìn)行檢查，會大大降低自動化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，而且人工對儲具清潔度的誤辨率較高。另一方面，工人長期工作在具有殘煙絲的環(huán)境，會嚴(yán)重影響其身體健康。為了解決以上問題，在煙絲／煙葉箱式自動存儲系統(tǒng)中使用了Siemens公司的機(jī)器視覺識別技術(shù)，并配合自動翻箱清掃裝置，對裝箱前的儲具內(nèi)部進(jìn)行清潔度識別，對不合格儲具進(jìn)行翻箱清潔工作，以符合清潔度標(biāo)準(zhǔn)。工作流程如圖1所示。
　　
　　系統(tǒng)構(gòu)成
　　 　機(jī)器視覺識別系統(tǒng)一般包括光源、照相機(jī)系統(tǒng)、圖像處理單元、圖像處理組態(tài)軟件、監(jiān)視設(shè)備、通訊輸入輸出單元等。其中，SIMATIC s7是系統(tǒng)的主控制器，具備以太網(wǎng)和PROFIBUS-DP接口。VS72X是機(jī)器視覺識別系統(tǒng)的主要部件，通過以太網(wǎng)與系統(tǒng)其他部件進(jìn)行通訊。如圖2所示。 　裝有SIMATIC Spectation及VSlink軟件的計算機(jī)作為組態(tài)工具，通過以太網(wǎng)對VS72X進(jìn)行組態(tài)。HMI、監(jiān)視器等作為監(jiān)視設(shè)備接入。VSlink Profibus是機(jī)器視覺識別系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)，它將VS72X通過Profibus連接到主控制器，并通過自帶的VGA接口連接監(jiān)視器。
　　
　　
　　
　　實際應(yīng)用結(jié)果
　　
　　在煙絲／煙葉箱式自動存儲系統(tǒng)中，由于煙絲為深黃色，而且較吸光，因此使用機(jī)器視覺識別系統(tǒng)中的灰度識別功能對殘煙絲／煙葉進(jìn)行識別。經(jīng)過認(rèn)真組態(tài)，系統(tǒng)對具有殘煙絲／煙葉的儲具能夠作出正確的評判(報告結(jié)果分為三種狀態(tài)：正常、報警和失敗)，識別率達(dá)到了95％以上。
　　目前，該系統(tǒng)已在上海卷煙廠、濟(jì)南卷煙廠、常德卷煙廠等煙絲／煙葉箱式自動存儲系統(tǒng)中得到應(yīng)用。 　機(jī)器視覺識別系統(tǒng)的使用，在一定程度上解放了人眼，同時減少了人工錯誤判斷對系統(tǒng)的影響，為自動化系統(tǒng)提供了新的發(fā)展方向。但同時，該系統(tǒng)又不可能完全代替人眼。在使用中發(fā)現(xiàn)，外界環(huán)境的改變將直接影響到系統(tǒng)識別的穩(wěn)定性。首先，光源的變化會影響成像質(zhì)量，在精度要求較高的情況下，將直接影響到識別效果。其次，照相機(jī)與待識別物之間的相對位置應(yīng)盡量固定，位置的改變將導(dǎo)致捕獲的圖像有所偏移，直接影響識別效果，因此相機(jī)的固定非常重要。再者，由于是對物體的成像進(jìn)行識別，儲具顏色應(yīng)盡量與煙絲／煙片顏色區(qū)別開，近似的顏色及紋理不利于識別。另一方面，由于儲具屬于循環(huán)使用，長時間使用后內(nèi)部顏色會有所改變，對識別效果會造成一定影響。為了提高識別的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實際情況，并結(jié)合多種檢測手段進(jìn)行識別(如重量、超聲波等)，并定期對儲具內(nèi)部進(jìn)行徹底清潔。 　通過不斷的完善，不久的將來，機(jī)器識覺識別系統(tǒng)必將成為自動化系統(tǒng)的重要組成部分。

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