摘要
吹瓶、灌装、套标、喷码是影响PET饮料瓶质量的四道关键工序。为了实现在这几道工序中的PET饮料瓶外观缺陷检测自动化，本文研究了用西门子机器视觉[1]技术结合西门子自动化[2]设备在线检测PET饮料瓶的外观缺陷并自动剔除不合格产品的方法。在实际生产过程的运用中，杭州华峰自动化系统公司的PET饮料瓶检测系统得到了多家饮料厂商的好评。
关键词 PET饮料瓶 缺陷检测 西门子机器视觉 自动化

Abstract The blowing bottle, the filling bottle, the attaching labels to bottles, and the spray-code are four pivotal working procedures to affect quality of belly-wash in PET bottle. To realize defect inspection automatically for the defect on the appearance of the belly-wash in PET bottle, some defect inspecting methods for the belly-wash in PET bottle by SIMATIC machine vision combine with SIMATIC automatic equipment are studied in this article. In actual project, the equipment of Hangzhou Huafeng automatic company obtained good effect from many belly-wash manufacturers.
Key Words belly-wash in PET bottle, defect inspection, SIMATIC machine vision , automation

1 引言
随着人民生活水平的提高，饮料的市场需求量也不断增加，产品的质量就成为了生产厂商和消费者关注的问题。而饮料瓶外观的好坏直接或间接影响到其内部饮料的质量，所以为了减少不合格品的数量，需要增加检测工序。手工外观检验和产品标记昂贵和不可靠。同时又意味着不近人情的单调工作。这里，自动化机器视觉检测系统提供了解决这些问题的方案。

2 PET饮料瓶的缺陷
吹瓶、灌装、套标和贴标、喷码是影响PET饮料瓶质量的四道关键工序。首先在吹瓶工序，高温气体被吹入瓶胚并经过特定模具的压制成为瓶子，在这个过程中瓶子可能出现变形、歪脖子等情况；在灌装工序，PET瓶会出现漏灌、少灌、盖拧松和拧歪等情况；在套标和贴标工序，标签会被套歪、漏套等情况；在喷码工序，由于喷码机的偶然故障，导致码的漏喷和错喷等情况。这些情况中轻微的会导致产品外观的不美观，严重的会导致饮料内部质量发生变化，特别象茶饮料和乳类饮料。影响饮料瓶质量的几个缺陷为：高盖、歪盖、破盖、无盖、浅量、错标、无喷码。如图1：

3 利用机器视觉实现PET饮料瓶的外观缺陷的自动化检测
随着饮料需求的不断增大，以及客户对产品质量的要求，越来越多的饮料生产厂商采用自动化PET瓶缺陷检测系统，对PET瓶的外观缺陷进行综合检测。这种方法代替了传统的人工方法以提高生产效率和产品质量，解决了人工方法效率低、速度慢，以及受检测人员主观性制约等不确定因素带来的误检及漏检，实现更好的100%产品在线检测。
3.1机器视觉实现PET饮料瓶的外观缺陷的自动化检测方案
本文采用了杭州华峰自动化系统有限公司开发的PET饮料瓶检测系统用于PET饮料瓶的外观缺陷检测。该系统以西门子图像处理器[3]为核心，并结合西门子自动化设备，形成了既有简单的数字信号接口又有复杂的工业网络接口的系统，让用户能选择适合自己工况的系统，既方便又节省投资。
其基本检测处理流程如图2，简易系统框架如图3：

工作原理：首先通过光纤传感器感应到瓶子，然后触发图像处理器拍摄图片，图像采集来后，对图像进行二值化、目标定位、测量、特征匹配、OCR等图像分析处理，处理的结果传至PLC进行逻辑控制，并根据传送带当前的速度来驱动剔除装置，准确地剔除不合格产品。
系统设计特点：本系统采用了西门子嵌入式图像处理器，其集成化的模块，很容易根据客户现场的环境和客户的要求来设计系统配置和外观。该系统外观使用全不锈钢材料，符合了食品饮料行业的规范；独立式的机械结构，容易安装于流水线的任何位置；通过西门子触摸屏和PLC的连接，使得操作工容易在线切换不同产品的程序，并可以从触摸屏查看实时检测数据；根据单条流水线产品的多样化，系统采用了X-Y-Z都可以调节的机械机构，让用户操作更灵活。

4 结论
该系统现已成功运用于国内几家知名饮料企业的生产线上，效果非常好，准确率达到了99.9999%。不仅满足用户的现有需求，而且还为用户预留很多的功能和升级空间，这些功能在今后的检测任务中将会发挥更多的作用，为用户解决更多的问题，节省很多的升级费用。如：打印接口、上位机通讯接口、报警接口、标签检测功能、提速功能等。更重要的是该系统能严格的控制用户产品的质量，减少了很多的人工成本。随着工业自动化水平的不断提高，人工费用的增长，该系统的应用前景将会更加广阔。

参考文献（Reference）
[1] SIMATIC machine vision introduce 2004,10
[2] SIMATIC TIA 2004,10
[3] The manual of Spectation V2.5.7 2003,11

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