塑料薄膜疵点实时检测系统的设计与实现

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1、塑料薄膜疵点实时检测系统的设计与实现表面疵点是影响塑料薄膜品质的主要因素。传统的塑料制品生产流程中，疵点检测由人工完成，这种方法存在着检测速度有限、检测精度不高、损害工人视力等较大弊端。构建基于工控机的疵点图像自动检测系统，将为塑料薄膜生产行业提供更高的科技依托。目前大多数疵点检测系统仅是单纯地使用软件方式，即利用纹理匹配等算法实现对带有花纹图案的待检物的检测，而这种完全依靠软件技术的检测手段并不适用于透明无纹理的薄膜制品。对于塑料薄膜这一类透明、无规律花纹特征的产品，图像采集与检测处理过程需要结合生产线的运动控制技术，才能保证检测

2、图像的实时性。特别是在采用线阵CCD作为图像采集器件的系统中，运动模块与采集模块的协调性更为重要。另一方面，塑料薄膜具有待检幅面宽、疵点小的特点，因此，系统构建中需解决高分辨率和宽视场、大数据量和实时检测之间的双重矛盾，这对图像采集方式和检测处理方法提出了挑战。1.引言塑料薄膜制品是用量最大的包装材料之一，它具有无毒、质轻、美观、成本低的特点，广泛应用于生活节奏日益加快的现代社会。在塑料薄膜的生产体系中,表面疵点的检验至关重要，薄膜表面有无疵点、疵点的大小以及疵点多少是影响薄膜最终的产品品质的主要因素。在传统的工业生产流程中,疵点检

3、测一般由人工完成，人工检测方法存在着很多弊端，而当应用到塑料薄膜这一特定产品时,就更加困难了：首先，人工检测严重降低了工艺流程的自动化程度,肉眼检测速度非常有限，一般只在15~20米/分左右，且在幅度较宽!传送速度和检测精度都要求较高的场合难以实现。其次,塑料薄膜透明!反光!无花纹等特殊性质导致人工检测经常会产生误检和漏检,即使最熟练的工人也只能发现部分较明显的疵点。最后,疵点检测对工人来说是一个繁重乏味的体力劳动,而且极大地伤害了工人的视力。因此,塑料薄膜生产行业急需发展实用!快速!检测率高的疵点自动检测系统来代替人工检验工作,以

4、提高产品质量和竞争力,同时降低人力资源损耗。机器视觉检测既是信息科学领域，也是工程领域的一个富有挑战性的重要研究领域。在工业现场，视觉检测系统用计算机代替人眼来进行产品目标质量参数的测量和判断，提高了生产的柔性和自动化程度，是实现真正意义上计算机集成制造的基础和一种重要的质量控制手段。随着近年来计算机技术和视觉产品的飞速发展，基于图像处理的视觉系统已被越来越多地应用于产品质量监控过程中,在纺织工业等为数不多的行业市场上,还出现了性能各异的商用检测系统。然而，市面上已有的检测系统基本由国外公司生产，不但价格昂贵，且大都行业专用性极强，

5、集中在布匹花纹与布匹疵点检测方向，对于透明无纹理的薄膜制品并不适用。另一方面，一般的塑料薄膜生产线都具有幅面宽，疵点小的特点。使用常见的单面阵CCD采集模式不能解决检测视场大与精度要求高这两者之间的矛盾，只有采用分辨率更高、扫描速度更快的线阵CCD才能检测出高精度的疵点，而在宽幅场合，则需要多个线阵CCD并行工作才能实现图像采集的需求。另外，线阵CCD逐行扫描方式和高分辨率性能的特殊性造成采集过程与生产线传动部分的电机运动过程息息相关，同时导致精度需求高时图像数据量极大，图像处理时还面临多采集视场的图像融合等问题。塑料薄膜的材质属性

6、和实际生产线的特殊需求，使得在工业现场实现疵点实时检测成为尚未解决的命题，而设计与实现这个检测系统将在塑料薄膜生产流程的质量控制中发挥不可替代的作用，为该行业向科技含量更高、竞争力更强的方向发展提供了有力支持，并对其他宽幅、无花纹、透明与半透明材质产品的视觉检测具有普遍的实用价值与意义。2.现状2.1工业机器视觉的研究现状机器视觉是指用机器代替人眼来对图像数据做测量和判断。近些年来，机器视觉与图像处理、运动控制，网络通讯等先进技术相结合，正在飞速地改变工业自动化生产的面貌。在现代工业自动化生产中，经常涉及到各种带有高度重复性和智能性

7、的检验、监视工作，如汽车零配件批量加工的尺寸检查等。通常这种工作只能由人眼来完成，而有些时候,比如需要快速精确测量微小尺寸、或者核电站测量核反应堆温度等场合时，人眼根本无法完成任务。而工业视觉系统就是利用计算机的高速稳定运算特性，满足这一些不适合于人工作业的危险环境或人工视觉难以满足要求的场合的作业需求。与一般意义的图像处理系统如多媒体系统相比，工业机器视觉强调的是速度和精度,以及在现场环境下的可靠性。按运行环境的不同，工业机器视觉系统可以分为基于PC、基于PLC和基于DSP三类。其中，基于PC的系统具有高度的编程灵活性和开放性，同

8、时系统解决方案成熟，近年来越来越多地使用在工业现场中。目前世界比较著名的PC-Based视觉系统厂商如美国DataTranslation公司，其MACH系列和MV系列PCI工业采集卡已经成为业界标准。而近年发展迅速的美国国家仪器Nl公