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在啤酒工业的生产中,为了保证产品的质量,在罐装前需要对回收空瓶的质量进行检查。传统的验瓶采用人工验瓶方式,精度和速度都很难达到要求,很难保证检测的质量。自动检测系统已成功地应用于许多生产行业中,所以采用自动检测来代替人工检测已成为一个发展方向。可以有效克服人工验瓶的不足,大大提高了生产效率和生产的自动化程度。为此,本文对空瓶自动检测系统进行了系统的研究。
本文介绍了空瓶检测设备的现状和市场需求,针对啤酒空瓶检测的特点和意义,较全面的论述了系统的总体设计方案。其中包括系统的机械结构和电气结构等。并对两方面作了较为深入的研究:一、采用FPGA+DSP的图形处理系统,二、电气传动系统采用PLC+工控机+变频器的控制思路。开展的主要研究工作如下:
1、机器视觉技术的研究及应用,在闪光光源系统中利用现代电力电子器件、LED发光管的红外线发光电源,提高了检测精度。在利用摄像机技术进行图像采集中,采用高分辨率的CCD(电荷耦合)摄像机技术,使得较细小的异物也可以被检测到,同时利用最新的光学反射镜系统,提供更多角度的影像,令检测结果更加完美。
2、自动控制理论在图像处理和电子技术的应用和研究,采用DSP数字信号处理器为核心的空瓶图像检测系统,采用分布式高速、高精度的多通道模拟及视频信号实时采集和处理方法,很好地完成了空瓶的各个检测项目。研究采用多种算法用于检测中的决策分类,判定空瓶的瓶口、瓶底、瓶身的质量。
3、提出了PLC+工控机+变频器的电气控制思路,尤其是PLC和变频技术在电气传动系统中的应用。采用数字编码器,利用同步马达和变频技术保证传送皮带同步、可靠、稳定运行。通过PLC进行次瓶的定位,并准确平稳地剔除次瓶。
通过理论分析研究,同时综合和借鉴了空瓶检测的相关资料,更进一步明确了空瓶自动检测系统的整体结构,提出了空瓶自动检测系统是集光、机、电一体化的高度综合复杂的工业自动化应用系统,为进一步的研究开发莫定了很好的基础。