机器视觉烟草行业应用

小艺

机器视觉作为一种应用系统自20世纪80 年代末期起步，其功能特点随着工业自动化的发展而逐渐得到完善和发展。随着我国工业化整体水平的不断提高，机器视觉产品越来越广泛的应用于医疗器械、纺织、汽车制造等与民众生活息息相关的行业。
    在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统成功的使用在工况监视、成品检测和质量控制等领域。由于该技术能大大提高生产的柔性和自动化程度，在自动化生产中的很多时候替代了人工视觉，因此，机器视觉技术获得了工业自动化之“眼睛”的美誉。
    在我们对用户的采访中发现，大企业普遍比较关注包装安全的问题，一方面是树立产品和企业形象，另一方面也是本着对社会和消费者负责的精神，因此在一些关键环节，这些大企业会采用机器视觉技术来进行检测。随着科技的日新月异，烟草行业也已经将机器视觉技术引用到行业生产中。
    在烟草行业生产中，香烟装箱机必不可少。就目前水平，还没有哪家能做到确保每箱香烟装箱数目不会出现少装漏装的情况，使得人工观察很容易遗漏。另一方面，之前包装线都不带数据存储系统，当出现客诉发生时也不知道是不是包装出了问题，有了很多说不清道不明的情况。在这种情况下，机器视觉有了用武之地，越来越多的烟草公司想摆脱人工观察，另外再加上数据存储系统，做到有据可依。
    现代意义的卷烟产品，其加工过程是非常复杂的，由制丝（原料加工）、卷接（卷制成型）、包装（包装成品）三个主要过程组成。整个卷烟生产过程具有高速、自动化、大批量的特点，不可避免会产生许多人力无法顾及的缺陷，如使用人工进行缺陷检测和剔除，且不论人的疲劳、情绪波动等影响，仅从速度而言，人工检测就完全无法承担现代化生产线的高速检测任务。在这种情况下，自动检测是最佳也是唯一的选择。其中，融合了计算机的快速性、可靠性、结果的可重复性和对图像信息分析能力的机器视觉技术则是目前烟草行业应用最广泛、有效的检测技术。
    目前，机器视觉在烟草行业中主要用于：
    1、烤烟烟叶质量检测中的应用
    对大量烟叶样本进行颜色分析，可得到各类样本颜色特征值的分布情况，采用轮廓跟踪算法对烟叶的整体图像外型轮廓进行提取，采用链码表示法进行描述。最后通过烟叶对光的透过特性对叶片结构和身份特征进行综合提取和描述，快速准确地给出烟叶的等级。
    2、烟草异物剔除
    烟叶是卷烟产品的主要原料，在其收割、初烤、收购、包装运输、打叶复烤等过程常会混入一些杂物，如采用人工分拣速度慢，效率低，费时费力效果还不好。早期人们采用金属探测仪，如今已经过渡到基于机器视觉的检测系统，准确去除混在烟叶中的各种异物，有效提高物料的纯净度，并可实时统计烟叶结构。成为其制丝生产线上一种不可或缺的标准配置设备。
    烟草异物智能剔除系统由四个主要部件组成，包括进料输送机、图像采集和识别系统、回收箱、电控柜和动作装置。通过各组件协调工作，对烟叶中的异物进行识别、分拣与剔除。
    3、包装数量统计
    可用于检测包装中的缺支、缺包、缺条，做到确保每箱香烟装箱数目不会出现少装漏装的情况。另外再加上数据存储系统，做到有据可依。
    4、包装外观缺陷检测
    可用于检测小包烟盒的印刷缺陷、小包和条包包装质量，缺陷检测大大提高烟草行业的生产效率和产品质量。
    5、物流配送
    基于图像检测的条烟识别、分拣和类似条烟分拣的自动化物流设备，不仅能大大提高分拣的准确度，而且能快速地自动地处理客户订单，显著提高分拣效率。
    在卷烟生产中，还有辅料的自动配送、AGV的制导、机器人（机械手）的定位等都可以应用先进的机器视觉技术，以进一步提高其精度和可靠性。由于机器视觉设备的投入比较大，所以目前只有一些大企业采用，在其他中小企业中，这道检测环节仍普遍依靠人工，虽然人工检测也可以达到检测的目的，但是其达到的效果是令人怀疑的，毕竟人为的因素更为复杂。随着消费者对包装安全的不断重视和行业政策的不断严格，以及企业的社会责任感的不断加深，机器视觉技术必将更为广泛的应用。