流水线产品检测.doc.docx

2011-03-25

光电检测方法和方案设计报告

流水线产品产量统计、商标漏贴及缺料检测

学号姓名：朱杰指导教师：于瀛洁

精密机械工程系

光电检测方法和方案设计报告

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一、设计任务要求及技术指标

流水线产品产量统计、商标漏贴及缺料检测

●金属零件的直径为20mm,长为20mm

●物体本色是白色，商标是红兰相间

●每个样本桶中在下线之前要装好物品

要求设计在线测试系统，具有如下功能：

●检测样本流过的个数，要求检测速度达每秒钟20个以上

●检测每个样本上标签是否贴上去

●检测每个样品桶内在下线之前是否都已经装上物品设计要求：

●要求提出二种设计方案

●设计光路部分

●选择元器件

●基本参数设计

●系统性能和误差分析

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二、设计思路及方案分析

2.1光电检测功能分析

光电检测是将检测的物理信息用光辐射信号承载，检测光信号的变化，通过信号处理变换，得到检测信息。光学检测主要应用在高分辨率测量、非破坏性分析、高速检测、精密分析等领域，在非接触式、非破坏、高速、精密检测方面具有其他方法无法比拟的优越性。

光电检测技术多用于计数、容器定位、色质检测等方面。其特点是可以实现无接触检测，可将机械动态检测变成光电静态检测，从而显著简化机械结构，通常被称为自动控制的眼睛，具有很高的响应速度。

光电检测系统主要由光源、探测器、信号处理装置等组成。根据光敏探测器所感知的信号判断被测对象的有无、形状、位置等，按光源和探测器的相对位置不同可分为反射型和透过型两种型式。

2.2流水线光电检测装置现场工作的难点

光电检测装置的发射和接收装置都安装在生产现场，在使用中暴露出一些问题，主要问题有：

1)光学检测受流水线系统的机械震动的影响而引起的移位或偏移，导致接收到光信号的不稳定，而不能产生可靠的电信号。

2)因光电检测装置安装在生产现场，受生产现场环境因素影响导致光电检测装置不能可靠的工作。如安装部位温度高，湿度大，导致光电检测装置内部的电子元件特性改变或损坏。

3)现场的各种电磁干扰源，对光电检测装置产生的干扰，导致光电检测装置输出波形发牛畸变失真，使系统误动。

4)由于背景光源的影响，对接收装置造成干扰，光电检测的精度受到影响。

5)因为光源的功率有限，发射装置和接收装置必须控制在一定距离内。

2.3流水线检测方法分析

1)激光透射检测法

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它是通过激光的发射接收来工作的，样本桶桶进到检测位置后，激光发射头发射出激光，而接收头进行接收，如果激光发射头下有物料，那么接收头将收不到光信息：如收到了，则表示相应位置没有物料，即该板发生了缺料，并判为不合格，需要剔除。

这种方法有二大缺陷，其一是它只能检测出物料的漏装，而对具体物料高度则无能为力；其二，只能针对使用透明桶的物料流水线，对于非透明桶无能为力。

2)激光反射检测法

样本桶进到检测位置后，接收头接收反射的激光信号，利用药片和模板的反射率的不同进行检测。

这种方法可以不关心瓶装流水线是否使用透明模板，只是要求药品的反射率和表面粗糙度与模板有较大的区别就可以工作。同样的它对药品的部分缺损也是无能为力。

3)机器视觉法

机器视觉法，又称为图像处理法。机器视觉技术用计算机来分析一个图像，

并根据分析得出结论。典型的机器视觉系统一般包括：光源、光学系统，相机、图像处理单元(或图像采集卡)、图像分析处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等机器视觉系统。应具有以下几点要求和特点：

a)精度高。作为一个精确的测量仪器，设计优秀的视觉系统能够对一千个或更多部件的一个进行空间测量。因为此种测量不需要接触，所以对脆弱部件没有磨损和危险。

b)连续性，长时间工作。人类难以长时间地对同一对象进行观察。机器视觉系统则可以长时间地执行观测、分析与识别任务，并可应用于恶劣的工作环境。

c)效率高。计算机处理器价值成本高，所以一个价值10000元的视觉系统应当取代10000元以上的工资量的工人人数。

d)检测信息的复杂性和智能性。视觉系统能够进行传统无法做到的复杂智能测量。应当适用于多变的条件，有强的鲁棒性。变化以后可以适应和识别。

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e)实现非接触测量。对观测与被观测者都不会产生任何损伤。

随着图形处理算法的发展和硬件速度的提高以及成本的降低，采用CCD摄像头获取待检测产品的图像，然后把对物料的检测转化为对图像的分析处理，因为商标都可以通过CCD的摄像很好地反映出来，而且不受位置的制约。这样，我们就不仅可以检测出商标漏贴，还可以检测出