一種包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法
【專(zhuān)利摘要】一種包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法，擺正方法為：1）CCD圖像傳感器將顆粒物包裝袋在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的位姿狀況以圖像形式傳給上位機(jī)；2）上位機(jī)對(duì)所采集圖像進(jìn)行二值化處理、邊緣處理，利用算法提取出包裝袋與系統(tǒng)的基準(zhǔn)線(xiàn)的角偏移量的作用；3）上位機(jī)將角偏移量轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)并傳送給下位機(jī)使得步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作；4）在包裝袋位姿擺正、取走后，電機(jī)以相同轉(zhuǎn)角、相反方向旋轉(zhuǎn)使電機(jī)回位。本發(fā)明的技術(shù)效果是：克服了顆粒物包裝袋在二次包裝時(shí)，由于位姿不正確容易導(dǎo)致包裝袋的折疊、破袋、開(kāi)袋、泄露的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顆粒物包裝袋的控制方法，尤其涉及一種包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法。
技術(shù)背景
[0002]國(guó)際包裝界十分重視提高包裝機(jī)械及整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力和多功能集成能力，為市場(chǎng)開(kāi)拓日新月異的多樣化商品提供及時(shí)靈活應(yīng)變的生產(chǎn)手段。目前顆粒物包裝袋在二次包裝時(shí)，由于位姿不正確容易導(dǎo)致包裝袋的折疊、破袋、開(kāi)袋、泄露問(wèn)題，造成資源浪費(fèi)、成本提高的后果。通常擺正包裝袋的方法是靠人工用手?jǐn)[正，但手動(dòng)擺正方法不但增加了生產(chǎn)成本，而且延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，不利于自動(dòng)化生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服顆粒物包裝袋在二次包裝時(shí)，由于位姿不正確容易導(dǎo)致包裝袋的折疊、破袋、開(kāi)袋、泄露的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法，不需要人工手動(dòng)調(diào)整，該方法能準(zhǔn)確判別處在CCD圖像傳感器視野中顆粒物包裝袋與生產(chǎn)流水線(xiàn)基準(zhǔn)的夾角，進(jìn)而通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)擺正顆粒物包裝袋的位姿。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法的裝置包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)、下位機(jī)、上位機(jī)、CXD攝像頭，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接水平放置的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述步進(jìn)電機(jī)連接下位機(jī)，下位機(jī)與上位機(jī)利用串口相連，上位機(jī)連接CXD攝像頭，CXD攝像頭在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的正上方，其特征是擺正方法為:
1)顆粒物包裝袋在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，利用CCD攝像頭采集圖像，將顆粒物包裝袋在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的位姿狀況以圖像形式傳給上位機(jī)；
2)上位機(jī)對(duì)所采集圖像進(jìn)行二值化處理、邊緣處理，利用算法提取出包裝袋與系統(tǒng)的基準(zhǔn)線(xiàn)的角偏移量的作用；
3)上位機(jī)將角偏移量轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)并傳送給下位機(jī)使得步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使其能夠?qū)b袋轉(zhuǎn)正，使角偏移為零，擺正位姿；
4)在包裝袋位姿擺正、取走后，電機(jī)以相同轉(zhuǎn)角、相反方向旋轉(zhuǎn)使電機(jī)回位。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)效果是:克服了顆粒物包裝袋在二次包裝時(shí)，由于位姿不正確容易導(dǎo)致包裝袋的折疊、破袋、開(kāi)袋、泄露的問(wèn)題，縮短了生產(chǎn)周期，減小了生產(chǎn)成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明的流程圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
圖3為圖像處理流程圖；
圖4為圖像處理效果圖。
[0007]在圖中，1、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2、步進(jìn)電機(jī)3、下位機(jī)4、上位機(jī)5、CXD攝像頭6、包裝袋。

【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法的裝置包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)1、步進(jìn)電機(jī)2、下位機(jī)3、上位機(jī)4、CXD攝像頭5，步進(jìn)電機(jī)2的轉(zhuǎn)軸連接水平放置的旋轉(zhuǎn)臺(tái)1，所述步進(jìn)電機(jī)2連接下位機(jī)3，下位機(jī)3與上位機(jī)4利用串口相連，上位機(jī)4連接CXD攝像頭5，CXD攝像頭5在旋轉(zhuǎn)臺(tái)I的正上方。
[0009][I]如圖1、2所示，CXD攝像頭5進(jìn)行圖像采集，拍攝旋轉(zhuǎn)臺(tái)I上的包裝袋6的位姿信息；
[2]如圖3，上位機(jī)4讀取所采集的圖像，并將全彩圖像進(jìn)行雙精度變化和灰度處理，得到灰度圖像；
[3]再小波除噪、中值濾波、圖像大小處理，最后邊緣提取，就可以得到便于算法處理的二值圖像，并生成多維數(shù)組BWl ；
[4]在多維數(shù)組中找出值為I的元素，并分別生成元素行、列下標(biāo)的數(shù)組row、col；
[5]分別找出roW、Col中第一個(gè)元素、最后一個(gè)元素，進(jìn)一步得到二值圖像的邊緣點(diǎn)在圖像的位置信息和特征點(diǎn)，如圖4中最左邊點(diǎn)A，最上邊點(diǎn)B，最右邊點(diǎn)C以及最下邊點(diǎn)D ；
[6]A對(duì)應(yīng)的二維數(shù)組中BWl(RowA, ColA)這個(gè)元素，找出BWl中第ColA列、ColA+1列、ColA+2列、ColA+3列、ColA+4列中元素為I的中數(shù)目為sum;
[7]通過(guò)得到的特征點(diǎn)，計(jì)算出圖像的中線(xiàn)與基準(zhǔn)線(xiàn)的夾角，中線(xiàn)如圖4所示，基準(zhǔn)線(xiàn)為Y軸，取圖像中線(xiàn)與基準(zhǔn)線(xiàn)夾角為angle，有如下四種情況:
a:AB 長(zhǎng)于 AD, sum 大于 15, angle=0° ；
b:AB 短于 AD, sum 大于 15, angle=90° ；
c:AB長(zhǎng)于A(yíng)D, sum小于15, angle等于A(yíng)B邊與基準(zhǔn)線(xiàn)之間的銳角； d:AB短于A(yíng)D, sum小于15, angle等于A(yíng)D邊與基準(zhǔn)線(xiàn)之間的銳角；
[8]在PC上對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、截取，然后判斷圖像的正倒；
[9]對(duì)[7]中所得夾角和[8]中信息進(jìn)行綜合，可得到圖像的角偏移量Θ，即為中線(xiàn)與基準(zhǔn)方向的夾角，基準(zhǔn)方向?yàn)閅軸負(fù)方向，其步驟如下:
a:圖像為正放，角偏移量Θ =angle ；
b:圖像為倒放，若 angle〈0,貝丨J Θ =180°+angle,若 angle 芎 0°，貝丨J Θ =angle_180°。
[0010][10]將角偏移量信息轉(zhuǎn)化成步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)，并利用串口通信將其發(fā)送給下位機(jī)3 ；
[11]下位機(jī)3控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，擺正顆粒物包裝袋的物資；
[12]包裝袋取走后，電機(jī)回轉(zhuǎn)，等待下一個(gè)工作流程。
【權(quán)利要求】
1.一種包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)中顆粒物包裝袋的智能識(shí)別與擺正方法的裝置包括步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、下位機(jī)、上位機(jī)、CCD攝像頭，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接水平放置的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述步進(jìn)電機(jī)連接下位機(jī)，下位機(jī)與上位機(jī)利用串口相連，上位機(jī)連接CXD攝像頭，CXD攝像頭在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的正上方，其特征是擺正方法為: 1)顆粒物包裝袋在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，利用CCD攝像頭采集圖像，將顆粒物包裝袋在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的位姿狀況以圖像形式傳給上位機(jī)； 2)上位機(jī)對(duì)所采集圖像進(jìn)行二值化處理、邊緣處理，利用算法提取出包裝袋與系統(tǒng)的基準(zhǔn)線(xiàn)的角偏移量的作用； 3)上位機(jī)將角偏移量轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)并傳送給下位機(jī)使得步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使其能夠?qū)b袋轉(zhuǎn)正，使角偏移為零，擺正位姿； 4)在包裝袋位姿擺正、取走后，電機(jī)以相同轉(zhuǎn)角、相反方向旋轉(zhuǎn)使電機(jī)回位。
【文檔編號(hào)】B65B57/14GK104192370SQ201410410886
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】曹青松, 何隆棋, 李 根, 劉志鵬, 周繼惠, 劉志洋 申請(qǐng)人:華東交通大學(xué)