标签外观质量智能化视觉检测系统构建指南

标签外观质量智能化视觉检测系统构建指南本文件规定了用于标签外观质量智能化视觉检测系统构建的总则和需考虑的问题本文件适用于印刷企业构建的标签外观质量智能化视觉检测系统，可以指导企业进行标签外观质量智能化检测和管理。本文件没有规范性引用文件。本文件没有需要界定的术语和定义。下列缩略语适用于本文件。AGV——自动导引运输车(autonatedgERP——企业资源计划(enterpriseresourceplanming)MES——制造执行系统(manufacturingexecutionsystem5.1.1标签外观质量智能化视觉检测系统(标签检测系统)可检测缺陷类型宜齐全：包括但不限于点状缺陷、线状缺陷、块状缺陷、颜色缺陷、可变数据缺陷、尺寸缺陷等。5.1.2标签检测系统可检测材料类型宜齐全：根据材质划分，包括但不限于纸张类(如铜版纸、哑光纸、热敏纸、铝箔纸等)和薄膜类[如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚氯乙烯(PVC)、珠光膜等]:根据特性划分，包括但不限于非反射材料、双透材料(面料和底料均透明)5.2自动化功能标签检测系统宜具备但不限于自动上下料、自动标识、自动补标、自动剔除、自动分切的功能。5.3数据化功能5.31数据的生成和存储功能标签检测系统宜可根据需要，按照设定的数据格式生成和存储订单数据，缺陷数据、运行数据、5.3.2数据可视化功能标签检测系统宜可根据存储的数据生成订单报告，至少包括订单号、时间周期、模板图样、检测统计基本信息、缺陷统计与分布信息等。标签检测系统宜可根据存储的数据生成设备运行报告，至少包括设备故障时间、缺陷类型、单位时间内的检测效率等。5.3.3数据外接功能标签检测系统宜可提供数据接口，接入工厂自动化系统，实时反馈设备的关键状态信息(如启停、速度、故障等),通过接口获取相应的生产与运行数据、接收订单信息、操作人员信息等。标签检测系统宜可通过系统接口访问设备的检测数据等工厂开发订单信息宜可通过数据外接功能或接口自动下发到系统。注1:对外接口通常是Wcblpi和WchService两种，Weblpi是基于HTTP协议，WebService是基注2:MITP协议(Choperteattransferprotoeol,超文本传输协议》是用于从ww服务器传输超文本到本地测览注3:简单对象访间协议(S0AP)是一种轻量的、简单5.4学习进化功能5.4.1标签检测系统宜具备根据数据统计进行分析、比对、优化产品模板的功能。5.4.2标签检测系统宜具备根据检测数据的分析、统计情况，实时对标签生产环节给出反馈意见的功能。6需要考虑的问题6.1系统构成6.1.1系统组成与关系标签检测系统宜至少包括照明子系统、图像采集子系统、图像处理子系统、数据接口子系统、数据存储管理子系统、通信子系统和机械子系统等七个子系统。系统的相互关系示意图，如图1所示。图1系统组成6.1.2照明子系统主要功能是为待检测样品提供稳定、合适并满足图像采集的照明环境。照明光源应采用D65或D50光源，并保证照明区域内足够的照度与均匀度，并防止或避免印品表面高反射区域影响。光源与照明方案应正确再现印品待测目标特征及其反差。6.1.3图像采集子系统主要功能是采集图像处理子系统所需的待检测样品数据，获取待检测样品的目标特征信息，并传递给图像处理子系统。图像采集子系统主要包括相机、图像采集接口(传输图像信息)。在照明子系统的配合下，宜可以拍摄出产品特征突出、对比度强的图像，至少宜包含点状缺陷、线状缺陷、块状缺陷、颜色缺陷、尺寸缺陷等缺陷的对比度和差异度明显的清晰图像，能够稳定地读取一维码、二维码、0CR码等可变数据的内容。6.1.4图像处理子系统主要功能是实时分析待检测样品数据、并根据预先设定的质量要求，生成基础检测数据和待检测样品的质量数据。图像处理子系统通过各种图像算法，对图像采集子系统拍出的产品图像进行实时分析，然后根据预先设定的品质要求，生成基础的检测数据。6.1.5数据接口子系统主要功能为统一内部数据存储与访问接口，同时为外部MES/ERP系统提供统一的数据访问接口，使其可以获取系统的运行数据和状态，方便用户通过浏览器、看板终端等查看。6.1.6数据存储管理子系统主要功能是将检测数据、订单数据、权限数据、系统状态信息、操作信息等存储到数据库中。6.1.7通信子系统主要功能为图像处理子系统和机械子系统间提供实时的数据通信(包括机械子系统的动作指令与状态信息、待检测样品的检测结果、图像处理子系统的状态信息等)。6.1.8机械子系统主要功能为待检测样品提供运行平台，调度和控制各个子系统的运行，获取各个子系统的信号与数据，执行相应的动作。自动上下料子系统.1宜由运输装置系统(如AGV小车)、配备视觉引导的抓取机构(如机械手)、感应接料机构、放料机构等组成。.2宜使用规格统一的AGV小车、机械手，便于搬运工具的标准化。标准化可降低生产成本和提高生产效率，提高搬运工具的装卸、最运、保管和运输的效率。.3为解决AGV小车、机械手的统一性问题，根据材料的类型压缩AGV小车和机械手的规格和种类，在满足需求的情况下尽量减少规格和种类。根据AGV小车和机械手的品种分类，同一种型号的AGV小车和机械手宜用相同的编码规则进行编码，以标明或识别AGV小车和机械手身份信息，以此保证AGV小车和机械手的绑定与分离。.4AGV小车和机械手宜具有稳定的机械传动结构和支撑结构，保证工作过程中，其外形不变形、功能不受损，保障物品的平稳输送和抓取。.5运输装置系统宜具备AGV小车身份自动识别、自动剔除错误或故障的功能。.6抓取机构宜具备机械手自动识别、自动更换、故障报警等功能。针对材料的多样性，必要时需要设计对应的辅助机构，保障抓取系统的正常工作.7放料机构宜采用伺服控制，便于远端控制与信号对接。放料轴宜采用气涨轴(键式或板式),便于实现材料的快速上下料和固定。采用统一的气法轴结构，根据材料类型压缩气法轴规格和种类，在满足要求的情况下尽量减少规格和种类。根据气涨轴的品种分类，同一种型号的气涨轴宜用相同的3编码规则进行编码，以标明或识别气涨轴身份信息，以此保证气涨轴的绑定与分离。气涨轴宜采用快速拆卸式结构，便于自动拆卸与更换。放料机构宜具备气涨.1可采用喷码系统或贴标系统。为便于远端控制与信息对接，宜采用喷码系统.2喷码系统的软件程序宜具备以下功能：系统设置、NG(不合格)记录查询、用户管理、角色管理、服务接口的停止与启用等。.3喷码系统要求能够读取检测系统提供的NG信息，对NG标签进行精确定位和标识喷印，喷印记号的形状、颜色可根据实际需要进行远程设置调整或更换。喷码系统需要能够进行NG信号复检、NG标签位置记录，并形成文件存储，便于后期调用。同时预留墨水干燥区域，防止因墨水未能及时干燥而导致材料二次污染和损坏。与剔标动作机构同步运行，需要能及时将剔除的NG标签带走，配合收料机构收集NG标签，避免被剔除的NG标签在剔标工位累积过多造成设备故障。抓取机构参考.6的内容。收料机构与放料机构相同，参考.7的内容。以保证整机功能正常。自动剔除系统宜具备自检、NG剔除空标信息记录、故障停机报警等功能。.1宜包括补标动作机构、抓取机构、追标传感装置(如色标传感器)、放料和收料机构等。.2补标动作机构宜采用伺服控制，便于远端控制与信号对接。出标位置宜配置压辊或压轮，以保证标签能够稳定可靠地贴在空标位置。抓取机构参考.6的内容。收料机构与放料机构相参考.7的内容。并通过伺服电机驱动调节机构，将标签调整到预设位置范围内，保证补回的标签满足验收标准：同时宜配备贴标位置信息记录、故障停机报警等功能。.2刀库宜预留一定的存储空间，保证一定量、多种类的刀具保存。宜设计有自动更换刀具的机构，如机械手夹持机构，便于不同规格刀具的快速切换。移刀机构宜采用气动夹爪、由伺服电机控制的丝杠或电缸驱动，便于远端控制与信号对接。闭环控制，提高定位精度。夹爪宜配备光栅电眼，废料排出机构宜采用风机吹气的方式，将分切之后的废料随气流带走井收集。防护装置主要用于分切机构的隔离，可采用滑轨或气簧的安装方式，主要用于提高设备安全防护等级，防止意外发生。.3为解决刀具的统一性问题，根据材料的类型压缩刀具的规格和种类，在满足需求的情况下尽量减少规格和种类。根据刀具的品种分类，同一种型号的力具宜用相同的编码规则进行编码，以标明或识别刀具身份信息，以此保证刀具的绑定与分离。宜包括转盘机构、抓取机构、收料机构、运输装置系统等组成。转盘机构宜采用何服驱动，配置接近开关，用于定位转盘运动位置，确保收料轴精确定位。在材料定量收集完成后，自动切换和接料。运输装置、抓取机构参考.5、.6的内容。收料机构与放料机构相同，参考.76.2标签检测的过程6.21检测前的准备接收生产订单MES/ERP系统通过数据接口子系统下发生产订单(包含检测的品质要求信息、卷信息、数量等)到标签检测系统，标签检测系统根据订单的品质要求等信息建立相应的标签模板，并提供材料信息到机械子系统。机械子系统准备.1机械子系统在接收到对应生产信息以后，执行材料搬运、上料、穿料等准备工作，同时根据订单要求完成标识机构、剔标和补标机构、自动分条机构、自动换卷机构的调节，配置合适的技术参数，并通过通信子系统将状态信息反馈给图像处理子系统.2自动上下料机构通过搬运装置将待检材料搬运至对应区域，由抓取机构将待检材料安装到设备放料机构的气涨轴上定位固定，并通过接料机构进行材料接纸穿料。.3自动标识机构根据订单信息，自动设置对应技术参数，宜至少包括图案的形状、大小、标识位置等。.4剔标机构根据订单信息，自动设置对应技术参数，宜至少包括剔标收放料张力、剔标动作速度、废料收集速度等。.5自动补标机构根据订单信息，自动设置对应技术参数，宜至少包括补标收放料张力、补标动作速度、废料收集速度、补标传感器设置、补标位置精度等。.6自动分切机构根据订单信息选定所需刀具，并通过夹持装置移动到对应位置定位固定。.7自动换卷机构根据订单信息，自动设置对应技术参数，宜至少包括标签收集数量、材料纸芯规格、换卷速度等。标签检测系统准备在机械子系统执行准备工作的同时，标签检测系统把当前订单的检测执行信息保存到数据存储管理子系统中，订单检测执行信息宜包括订单号、标签长宽、模板图像等，及对应的标识或剔补、分切、换卷等技术参数。6.2.2检测的执行标签检测系统运转方式标签检测系统根据建好的模板启动设备开始检测，实时存储检测数据、学习数据、新模板数据。并把检测信息通过通信子系统实时反馈给机械子系统：标签检测系统响应MES/ERP系统的数据请求，将请求的数据信息(包括设备状态、检测数据等)从数据存储管理子系统取出并反馈。机械子系统运转方式.1机械子系统根据标签检测系统传输的数据执行标识、剔标、补标、材料分切、材料收集与自动换卷等动作。.2在NG标签运行到标识工位时，标识机构将预设的图案或编码喷印到NG标签上，并将信号反馈给标签检测系统。.3在NG标签运行到剔标工位时，剔标机构将NG标签从材料表面剥离，由剔标废料收集机构收集处理，并将信号反馈给标签检测系统.4在空白标签位运行到补标工位时，补标机构将成品标签从补标材料移动到检测材料的空白标签位上，同时将补标材料的废料收集处理，并将信号反馈给标签检测系统。.5自动分切机构执行材料分切，同时通过废料收集装置将切除的废料收集处理，并将信号反馈给标签检测系统。.6收集到预设数量的标签后，自动换卷机构执行材料的切断和换卷动作，并开始下一轮成品标签收集工作：在材料切断和换卷后，由抓取机构将成品标签从设备上取下并通过输送装置运输到对应区域，完成后将信号反馈给标签检测系统。6.2.3检测后的处理生成检测数据在检测工作完成以后，标签检测系统将检测生成的数据可视化，生成对应的报告、柱状图、饼图等供查阅：根据操作记录以及大数据的统计分析，对检测模板数据进行优化：对标签生产环节给出反馈意见。机械子系统复位.1根据标签检测系统提供的数据，自动上下料机构抓取剩余材料并放置到对应区域，由运输装置运走，并将信号反馈给标签检测系统.2标识机构停止运行，技术参数复位，清洁喷墨系统后将信号反馈到标签检测系统。.3剔标机构停止运行，抓取机构将别标废料取下并