基于机器视觉的精油灌装系统测控装置研制

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随着世界经济的发展和人类生活水平的提高,人们对精油类的保健产品需求量不断增加,由于精油产品提炼过程复杂、价格昂贵且挥发性很强,所以对灌装系统的性能提出了更高的要求。论文在了解国内外灌装设备发展现状的基础上,重点对灌装系统的机械结构设计、灌装精度检测、容器缺陷检测、系统电气控制等方面展开研究,其主要内容如下:首先,论文根据精油灌装机的工艺要求进行了机械结构的设计。重点对精油灌装机的理瓶、传送、灌装、加内塞、旋外盖等机械结构进行了工艺设计,在灌装设备上安装了光电传感器,实现了有无合格灌装容器和有无合格内塞等检测功能,确保了灌装系统在持续运行下的高效、稳定性。其次,提出基于机器视觉技术的灌装液位检测方法,实现产品的灌装精度检测。论文确定了相机型号、分析了影响镜头参数的因素,并对比了不同光源对实验环境的影响。采集到的灌装液位图像传输到PC机后,采用HALCON软件对液面高度进行分析、对比,由此判断产品的灌装精度是否符合预期要求。再次,提出采用机器视觉系统检测灌装瓶缺陷的方案。利用视觉系统的CCD传感器分别采集灌装前的精油瓶瓶口和瓶身图像,根据瓶口和瓶身图像的特点,利用图像处理技术将缺陷部分提取出来,然后利用边缘检测技术把缺陷图像与背景分离,从而检测出存在缺陷的瓶子,判断缺陷类型进而用踢瓶机构剔除。最后,设计了采用PLC作为控制器的灌装机电气控制系统。根据控制系统的设计要求进行了硬件配置、控制器及其各个模块单元的选型,根据预期的控制方案确定可编程控制器I/0口数量,并进行定义。利用触摸屏实现人机接口设计,充分发挥触摸屏的优势,实现灌装机的控制操作。论文设计的灌装系统结构紧凑、检测手段先进、界面友好,可广泛应用在精油、香水、口服液等小剂量灌装场合。
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