阅读说明：本技术 封装品质检测方法及封装品质检测设备 (Package quality detection method and package quality detection device ) 是由 郭凌宇 杨小冬 邓诗语 郑树奎 于 2020-05-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种封装品质检测方法,适于对连袋小包进行缺陷检测,其包括如下步骤：获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像；调整待检测区域的实时图像焦距,直至待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰；分析获取待检测区域的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域,检测所述横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域,并生成检测结果；本发明既能够对连袋小包的多种缺陷进行高精度的实时有效检测,避免因人工检测迟滞而造成资源浪费,有效节约生产成本,有效简化检测流程及提升准确率,又能够检测出厚度间距法无法检测的缺陷,并大大降低因漏检而造成的污染；本发明还公开了一种封装品质检测设备。(The invention discloses a packaging quality detection method, which is suitable for detecting defects of a connected bag and a small bag, and comprises the following steps: acquiring a real-time image of a to-be-detected area of a current bag-connected small bag; adjusting the real-time image focal length of the area to be detected until the real-time image of the area to be detected is clear in outline and clear in edge; analyzing and acquiring a transverse sealing area, a side sealing area and a small packet area of a real-time image of an area to be detected, detecting defect points and defect areas of the transverse sealing area, the side sealing area and the small packet area, and generating a detection result; the invention can effectively detect various defects of the connected bags in real time with high precision, avoid resource waste caused by manual detection delay, effectively save production cost, effectively simplify detection flow and improve accuracy, can detect the defect which cannot be detected by a thickness spacing method, and greatly reduce pollution caused by missed detection; the invention also discloses a packaging quality detection device.)

封装品质检测方法及封装品质检测设备

技术领域

本发明涉及封装品质检测技术领域，尤其涉及封装品质检测方法及封装品质检测设备。

背景技术

在方便食品、医药、保健品、日用品、化工等领域，经常需要用到把产品按照一定剂量、一定间距，连续地装入包装材料，并通过高温将产品进行横封、侧封，形成以横封为间隔的连袋小包形式的产品，例如将干燥剂制包成连袋小包。

在包装过程中，由于装料、卡位、横封等工艺过程的不稳定性，容易出现空包、夹角、横封处夹料、少料、接头错位等产品缺陷，这些缺陷会在连袋产品的分切过程中，造成错切，例如对于干燥剂制包形成的连袋小包，错切会导致干燥剂散落，污染被干燥产品。因此，需要对连袋小包进行缺陷检测，并对具有缺陷的连袋小包进行缺陷去除。

封装行业的传统检测方式是采用人工观察缺陷，对一批次的产品进行抽样检查。然而，由于制包的产线速度很快，产线速度高达600个/分钟，而人工抽样的方法不易较早发现缺陷。通过传统检测方式检测到缺陷时，产线已经生产出一定数量的缺陷产品了，严重降低良品率，并造成资源浪费，推高生产成本。

封装行业还通过厚度间距法来检测产品缺陷以避免缺陷产生污染，其具体检测方式为在切分时，综合检测连袋小包的横封、厚度及横封间距，以判断是否需要对当前连袋小包进行切包操作。但上述的厚度间距法无法对连袋小包的横封、侧封处夹料进行有效识别，同样会在切割连袋小包的横封时，造成产品散落，导致污染。

因此，亟需封装品质检测方法及封装品质检测设备来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种封装品质检测方法，既能够对连袋小包的多种缺陷进行高精度的实时有效检测，避免因人工检测迟滞而造成资源浪费，有效节约生产成本，有效简化检测流程及提升准确率，又能够检测出厚度间距法无法检测的缺陷，并大大降低因漏检而造成的污染。

本发明的又一目的是提供一种封装品质检测设备，既能够对连袋小包的多种缺陷进行高精度的实时有效检测，避免因人工检测迟滞而造成资源浪费，有效节约生产成本，有效简化检测流程及提升准确率，又能够检测出厚度间距法无法检测的缺陷，并大大降低因漏检而造成的污染。

为了实现上有目的，本发明公开了一种封装品质检测方法，适于对连袋小包进行缺陷检测，其包括如下步骤：

S1、获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像；

S2、调整待检测区域的实时图像焦距，直至待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰；

S3、分析获取待检测区域的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域，检测所述横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域，并生成检测结果。

与现有技术相比，本发明的装品质检测方法一方面通过调整待检测区域的实时图像焦距，以使待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰，避免因实时图像焦距不准确而出现误判；另一方面，通过分析获取待检测区域的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域，并检测所述横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域，其检测区域全面，能够覆盖连袋小包的多种缺陷，避免因漏检而造成资源浪费，有效节约生产成本。

较佳地，所述步骤(1)之后还包括如下步骤：

S11、发射一组合光束射至待检测区域，调整所述组合光束的亮度，直至待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰。

较佳地，所述步骤(1)具体包括如下步骤：

S101、检测连袋小包的横封，若检测到连袋小包的横封，则获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像。

较佳地，所述步骤(3)之后还包括如下步骤：

S31、若检测结果显示待检测区域具有缺陷点或缺陷区域，则切除待检测区域，并将切口进行对接粘连。

较佳地，所述步骤(3)具体包括如下步骤：

S301、采用投影拟合检测算法处理图像，获得待检测区域中的横封区域，以及采用仿射变换获得待检测区域的侧封区域和小包区域；

S302、查找所述待检测区域的横封区域、侧封区域和小包区域中的缺陷点和缺陷区域；

S303、计算所述缺陷点和缺陷区域的特征，统计当前连袋小包的缺陷情况，并生成检测结果。

具体地，所述步骤(301)、步骤(302)、步骤(303)具体包括如下步骤：

S3001、对连袋小包的无缺陷检测区域进行建模，提取无缺陷检测区域中的横封区域、侧封区域、小包缺料极限位置区域，并计算所述横封区域、侧封区域、小包缺料极限位置区域的位置特性和灰度特性；

S3002、对待检测区域基于灰度及形状信息提取目标区域ROI；

S3003、对目标区域ROI进行Blob分析，并进行测量拟合以及仿射变换，摆正要处理的待检测区域图像Image Level；

S3004、对图像Image Level内的灰度做水平方向的投影分析，得到水平投影HorProjection；

S3005、计算水平投影Hor Projection的极值坐标和一阶导数的最值，然后依次遍历极值坐标，将得到的极值与最值进行判断，得到最值坐标；

S3006、利用形态学和Blob分析，以及目标区域ROI的位置特性，将最值坐标拟合成直线，再用拟合而成的直线包络一矩形，将矩形在产品运到方向进行腐蚀，得到横封检测区域Horizontal Sealing Region；

S3007、计算横封检测区域Horizontal Sealing Region的位置特性和形状特性，联合模板计算仿射变换矩阵，将模板区域转换成待检测区域Test Region；

S3008、利用形态学和Blob分析，计算待检测区域Region to be tested的缺陷面积、缺陷数量、灰度分布特性等判定数值，并与模板的位置特性和灰度特性，以及产品特性数值进行对比，得到对应的缺陷，即对空包、夹角、横封处夹料、少料、接头错位进行判定，完成封装品质缺陷检测。

相应地，本发明还公开了一种封装品质检测设备，用于执行如上所述的封装品质检测方法，所述封装品质检测设备依次设有第一工位、第二工位、第三工位和第四工位，待检测的连袋小包沿所述第一工位至第四工位方向移动，所述封装品质设备包括图像捕捉组件和封装品质检测系统，所述图像捕捉组件设于所述第三工位，所述图像捕捉组件用于获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像；所述封装品质检测系统通讯连接所述图像捕捉组件，所述封装品质检测系统控制所述图像捕捉组件获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像，并依据待检测区域的实时图像调整所述图像捕捉组件的焦距，直至待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰，然后分析获取待检测区域的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域，检测所述横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域，并生成检测结果。

与现有技术相比，本发明的装品质检测设备一方面通过图像捕捉组件调整待检测区域的实时图像焦距，以使待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰，避免因实时图像焦距不准确而出现误判；另一方面，通过封装品质检测系统分析获取待检测区域的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域，并检测所述横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域，其检测区域全面，能够覆盖连袋小包的多种缺陷，避免因漏检而造成资源浪费，有效节约生产成本。

较佳地，所述封装品质检测设备还包括复合光源组件，所述复合光源组件通讯连接所述封装品质检测系统，所述复合光源组件设于所述第三工位并与所述图像捕捉组件相对设置，所述复合光源组件用于发射一组合光束射至待检测区域，所述封装品质检测系统依据当前连袋小包的待检测区域的实时图像，调整所述组合光束的亮度，直至待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰。

较佳地，所述封装品质检测设备还包括光电传感组件，所述光电传感组件设于所述第二工位上，所述光电传感组件用于检测当前连袋小包的横封，并在检测到当前连袋小包的横封时，生成一触发信号，所述封装品质检测系统依据所述触发信号，控制所述图像捕捉组件获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像。

较佳地，所述封装品质检测设备还包括缺陷产品处理装置和电驱滚轮，所述缺陷产品处理装置设于所述第四工位，所述缺陷产品处理装置用于将具有缺陷点或缺陷区域的检测区域进行切除，并将切口进行对接粘连；所述电驱滚轮设于所述第一工位，所述电驱滚轮用于将当前连袋小包输入封装品质检测设备中，并驱动当前连袋小包沿所述第一工位至第四工位方向移动。

附图说明

图1是本发明的封装品质检测方法的执行流程图。

图2是本发明的封装品质检测方法的又一优选方式的执行流程图。

图3是本发明的封装品质检测方法中步骤(3)的执行流程图。

图4是本发明的封装品质检测方法中步骤(301)、步骤(302)和步骤(303)的执行流程图。

图5是本发明的封装品质检测设备的结构示意图。

图6是本发明的封装品质检测设备的连接框图。

图7是本发明的封装品质检测设备的又一优选方式的连接框图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参考图1，本实施例的一种封装品质检测方法，适于对连袋小包进行缺陷检测，其包括如下步骤：

S1、获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像；

S2、调整待检测区域的实时图像焦距，直至待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰；

S3、分析获取待检测区域的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域，检测所述横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域，并生成检测结果。

参考图2，较佳地，所述步骤(1)之后还包括如下步骤：

S11、发射一组合光束射至待检测区域，调整所述组合光束的亮度，直至待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰。该方案通过额外的组合光束对待检测区域进行补光操作，更利于将实时图像调整至轮廓分明、边缘清晰。其中，组合光束所射至的待检测区域，具体为连袋小包中两小包以及两小包之间的横封。

参考图3，较佳地，所述步骤(1)具体包括如下步骤：

S101、检测连袋小包的横封，若检测到连袋小包的横封，则获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像。该方案中，先检测是否出现了连袋小包的横封，当出现了连袋小包的横封时，才获取当前连袋小包的待检测区域的实时图像，避免因连续获取实时图像而占用系统资源。

参考图2，较佳地，所述步骤(3)之后还包括如下步骤：

S31、若检测结果显示待检测区域具有缺陷点或缺陷区域，则切除待检测区域，并将切口进行对接粘连。

参考图4，较佳地，所述步骤(3)具体包括如下步骤：

S301、采用投影拟合检测算法处理图像，获得待检测区域中的横封区域，以及采用仿射变换获得待检测区域的侧封区域和小包区域；

S302、查找所述待检测区域的横封区域、侧封区域和小包区域中的缺陷点和缺陷区域；

S303、计算所述缺陷点和缺陷区域的特征，统计当前连袋小包的缺陷情况，并生成检测结果。

具体地，所述步骤(301)、步骤(302)、步骤(303)具体包括如下步骤：

S3001、对连袋小包的无缺陷检测区域进行建模，提取无缺陷检测区域中的横封区域、侧封区域、小包缺料极限位置区域，并计算所述横封区域、侧封区域、小包缺料极限位置区域的位置特性和灰度特性；

S3002、对待检测区域基于灰度及形状信息提取目标区域ROI；

S3003、对目标区域ROI进行Blob分析，并进行测量拟合以及仿射变换，摆正要处理的待检测区域图像Image Level；

S3004、对图像Image Level内的灰度做水平方向的投影分析，得到水平投影HorProjection；

S3005、计算水平投影Hor Projection的极值坐标和一阶导数的最值，然后依次遍历极值坐标，将得到的极值与最值进行判断，得到最值坐标；

S3006、利用形态学和Blob分析，以及目标区域ROI的位置特性，将最值坐标拟合成直线，再用拟合而成的直线包络一矩形，将矩形在产品运到方向进行腐蚀，得到横封检测区域Horizontal Sealing Region；

S3007、计算横封检测区域Horizontal Sealing Region的位置特性和形状特性，联合模板计算仿射变换矩阵，将模板区域转换成待检测区域Test Region；

S3008、利用形态学和Blob分析，计算待检测区域Region to be tested的缺陷面积、缺陷数量、灰度分布特性等判定数值，并与模板的位置特性和灰度特性，以及产品特性数值进行对比，得到对应的缺陷，即对空包、夹角、横封处夹料、少料、接头错位进行判定，完成封装品质缺陷检测。

需要说明的是，针对不同规格、型号的连袋小包产品，其产品特性数值是不同的，依据不同规格、型号的连袋小包产品设定不同的产品特性数值，可满足对不同的产品缺陷进行检测。

结合图1-图4,本发明的装品质检测方法一方面通过调整待检测区域的实时图像焦距，以使待检测区域的实时图像轮廓分明、边缘清晰，避免因实时图像焦距不准确而出现误判；另一方面，通过分析获取待检测区域的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域，并检测所述横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域，其检测区域全面，能够覆盖连袋小包的多种缺陷，避免因漏检而造成资源浪费，有效节约生产成本。

参考图5和图6，本实施例的封装品质检测设备100用于执行如上所述的封装品质检测方法，其中，封装品质检测设备100依次设有第一工位、第二工位、第三工位和第四工位，待检测的连袋小包1沿第一工位至第四工位方向移动。其中，封装品质设备包括图像捕捉组件10和封装品质检测系统20，图像捕捉组件10设于第三工位，图像捕捉组件10用于获取当前连袋小包1的待检测区域101的实时图像。

封装品质检测系统20通讯连接图像捕捉组件10，封装品质检测系统20控制图像捕捉组件10获取当前连袋小包1的待检测区域101的实时图像，并依据待检测区域101的实时图像调整图像捕捉组件10的焦距，直至待检测区域101的实时图像轮廓分明、边缘清晰，然后分析获取待检测区域101的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域，检测横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域，并生成检测结果。

参考图5和图6，本实施例的封装品质检测设备100还包括复合光源组件30和光电传感组件40，复合光源组件30通讯连接封装品质检测系统20，复合光源组件30设于第三工位并与图像捕捉组件10相对设置，复合光源组件30用于发射一组合光束射至待检测区域101，封装品质检测系统20依据当前连袋小包1的待检测区域101的实时图像，调整组合光束的亮度，直至待检测区域101的实时图像轮廓分明、边缘清晰。具体地，复合光源组件30包括光源、控制器和壳体，光源与控制器连接，且均安装在壳体内，光源由红外光和白光复合而成，因此，光源具有较好的补光作用。

光电传感组件40设于第二工位上，光电传感组件40用于检测当前连袋小包1的横封，并在检测到当前连袋小包1的横封时，生成一触发信号，封装品质检测系统20依据触发信号，控制图像捕捉组件10获取当前连袋小包1的待检测区域101的实时图像。

参考图5和图7，在一较佳实施方式中，图像捕捉组件10包括CMOS工业相机和与CMOS工业相机配套的变焦镜头，CMOS工业相机分别与封装品质检测系统20、光电传感组件40电连接，光电传感器组件的触发信号分别发送至CMOS工业相机和封装品质检测系统20，CMOS工业相机依据该触发信号直接获取当前连袋小包1的待检测区域101的实时图像，封装品质检测系统20依据该触发信号实时分析当前连袋小包1的待检测区域101的实时图像的缺陷，从而实现图像捕捉组件10和封装品质检测系统20的快速响应。

进一步地，封装品质检测系统20包括封装品质检测软件、工控机和显示器，封装品质检测软件为包含有上述封装品质检测方法涉及到的计算机算法程序，工控机安装并执行该封装品质检测软件，显示器用于显示相关参数和检测结果。

参考图5-图7，本实施例的封装品质检测设备100还包括缺陷产品处理装置50和电驱滚轮60，缺陷产品处理装置50设于第四工位，缺陷产品处理装置50用于将具有缺陷点或缺陷区域的检测区域进行切除，并将切口进行对接粘连，以保证切除具有缺陷点或缺陷区域的检测区域后的连袋小包1的连续性；电驱滚轮60设于第一工位，电驱滚轮60用于将当前连袋小包1输入封装品质检测设备100中，并驱动当前连袋小包1沿第一工位至第四工位方向移动。

下面将详细介绍本实施例的封装品质检测设备100的工作流程。

参考图5-图7，首先，电驱滚轮60将连袋小包1输送进入封装品质检测设备100，并将当前连袋小包1沿第一工位依次输送至第四工位进行检测。

接着，在第二工位中，封装品质检测系统20调整图像捕捉组件10中的至CMOS工业相机的变焦镜头焦距，使当前连袋小包1成像清晰。

然后，在第三工位中，封装品质检测系统20调整复合光源组件30的光源位置，使光源与CMOS工业相机完全处于同一水平平面，保证CMOS工业相机视野内的亮度均匀。

当复合光源组件30的光源位置调整并固定好后，封装品质检测系统20调整光源射出的光束的亮度，使得当前连袋小包1的横封、侧缝和小包的成像具有较强的对比度，以及，使得当前连带小包的包、夹角、横封处夹料、少料、接头错位等缺陷的成像相对于背景具有较强烈的对比度。

再有，当调节好复合光光源亮度后，启动封装品质检测系统20，打开封装品质检测软件，由位于第三工位的光电传感组件40触发图像捕捉组件10获取当前连袋小包1的待检测区域101的实时图像，此时的当前连袋小包1的待检测区域101的实时图像需要是不具有缺陷的图像，即良品图像，封装品质检测系统20根据不具有缺陷的图像建立横封区域、侧封区域、小包缺料极限位置区域模板。

最后，运行封装品质检测软件的缺陷检测功能，并根据连袋小包1的型号、规格实时调整缺陷检测区域和检测参数，以适应不同的连袋小包1产品。

至此，本实施例的完成上述执行后，获得了当前连袋小包1型号、规格的良品的缺陷检测区域和检测参数，重新执行上述过程，即可对当前型号、规格的连袋小包1进行缺陷检测。需要说明的是，针对不同规格、型号的连袋小包1，分别将不具有缺陷的连袋小包1的待检测区域101通过上述步骤获得对应的缺陷检测区域和检测参数，以建立连袋小包1检测数据库，以供后续直接调用。

值得注意的是，本实施例所涉及到的第一工位、第二工位、第三工位、第四工位可以为实际工位，也可以为虚拟工位，上述工位的引入为便于描述本实施例的封装品质检测设备100的工作过程，以及不同部件的相互配合时机，因此本实施例不对第一工位、第二工位、第三工位、第四工位的具体设定进行限定。

结合图5-图7，本发明的封装品质检测设备100一方面通过图像捕捉组件10调整待检测区域101的实时图像焦距，以使待检测区域101的实时图像轮廓分明、边缘清晰，避免因实时图像焦距不准确而出现误判；另一方面，通过封装品质检测系统20分析获取待检测区域101的实时图像的横封区域、侧封区域、小包区域，并检测横封区域、侧封区域、小包区域的缺陷点和缺陷区域，其检测区域全面，能够覆盖连袋小包1的多种缺陷，避免因漏检而造成资源浪费，有效节约生产成本。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。