環(huán)保鋁紙新型檢測(cè)系統(tǒng)的研制

1、東方紅QC小組2010.12東方紅QC小組2010.12前言 為了響應(yīng)國(guó)家創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，國(guó)家局提出了卷包材料環(huán)保性，創(chuàng)節(jié)約性企業(yè)的要求。湖南中煙公司指定常德卷煙廠率先在高檔卷煙芙蓉王（硬）上使用環(huán)保鋁箔紙。 環(huán)保鋁紙較普通鋁紙薄，材料回彈力不夠，易皺折，在實(shí)際生產(chǎn)中容易產(chǎn)生鋁紙有瑕疵的煙包，嚴(yán)重影響芙蓉王的產(chǎn)品質(zhì)量。車(chē)間改造了包裝機(jī)的鋁紙折疊機(jī)構(gòu)仍不能完全杜絕鋁紙瑕疵煙包的產(chǎn)生，因此如何防止鋁紙有瑕疵的煙包進(jìn)入成品是擺在我們面前的一大難題。一、小組簡(jiǎn)介小組名稱常德卷煙廠東方紅QC小組 課題名稱環(huán)保鋁紙新型檢測(cè)系統(tǒng)的研制 注冊(cè)號(hào)QC0101-2010活動(dòng)類(lèi)型創(chuàng)新型活動(dòng)時(shí)間201

2、0.3-2010.8 小組成員以劉春林主任工程師為組長(zhǎng)的11人組成全面質(zhì)量管理與TQC教育情況通過(guò)培訓(xùn)均取得結(jié)業(yè)證書(shū),并接受TQC教育達(dá)100小時(shí)以上二、選擇課題 2009年11月份我車(chē)間的6臺(tái)GDX2包裝機(jī)開(kāi)始使用環(huán)保鋁紙生產(chǎn)芙蓉王（硬）。 由于一直不能完全杜絕鋁紙瑕疵煙包的產(chǎn)生，并且包裝外觀瑕疵易被消費(fèi)者關(guān)注。 2009年12月至2010年2月車(chē)間共接到2起煙包鋁紙有瑕疵的消費(fèi)者投訴。引起了車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)的重視和東方紅QC小組的關(guān)注。 小組成員查詢了綜合管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)一車(chē)間2009年11月到2010年2月之間的盒裝檢驗(yàn)中鋁紙折角不完好的次數(shù)達(dá)到了48次瑕疵比率達(dá)到了0.185%。嚴(yán)重影響了

3、芙蓉王的產(chǎn)品質(zhì)量。 2010年3月8至3月9日小組成員對(duì)16號(hào)包裝機(jī)生產(chǎn)的煙包進(jìn)行抽樣調(diào)查并分類(lèi)匯總。 機(jī)臺(tái)成品量（包）抽樣數(shù)（包）瑕疵數(shù)（包）瑕疵率（%）1#370013200020.12#367850200010.053#3702462000004#371114200030.155#369008200040.26#373244200010.05合計(jì)22214751200011平均0.09煙包鋁紙瑕疵抽樣調(diào)查表 從以上表格可以看出鋁紙瑕疵主要表現(xiàn)為鋁紙褶皺、鋁紙斷裂、無(wú)鋁紙。小組成員通過(guò)討論分析認(rèn)為，以上幾種鋁紙瑕疵發(fā)生在2號(hào)輪鋁紙進(jìn)行折疊以及傳送到3號(hào)輪的過(guò)程中，煙包在5號(hào)輪會(huì)包裝成型，在

4、這過(guò)程中，傳統(tǒng)的接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、色標(biāo)檢測(cè)都很難同時(shí)檢測(cè)出這三種鋁紙瑕疵。唯有使用視覺(jué)檢測(cè)，對(duì)未包裝成型的煙包進(jìn)行照像，再對(duì)圖像進(jìn)行分析比對(duì)判斷煙包是否合格。因此小組成員決定研制針對(duì)環(huán)保鋁紙包裝瑕疵的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)。三、目標(biāo)設(shè)定 車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)要求：東方紅QC小組以GDX2-4#為試點(diǎn)，研制環(huán)保鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)鋁紙瑕疵煙包的檢測(cè)和剔除率達(dá)到100%，并且誤剔率小于10%（誤剔率=檢測(cè)系統(tǒng)剔除煙包中的好煙包數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)剔除的煙包總數(shù)）。四、目標(biāo)可行性分析1、部分小組成員有多年GDX2操作和維修經(jīng)驗(yàn)，精通GDX2的Micro控制系統(tǒng)，個(gè)別小組成員還具備較強(qiáng)的GD語(yǔ)言編程能力。2、車(chē)間在小包外觀和噴碼檢

5、測(cè)上都使用了視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)。2010年3月11日小組成員對(duì)車(chē)間1-6#GDX2包裝機(jī)小包外觀檢測(cè)的運(yùn)行情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)機(jī)臺(tái)號(hào)剔除數(shù)（包）誤剔數(shù)（包）誤剔率（%）1#3213.12#16003#4724.24#2214.55#3712.76#1900小包外觀檢測(cè)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)表 從上表可以看出小包外觀檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠，誤剔率低于5%。視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)成熟穩(wěn)定。3、GDX2包裝機(jī)最高運(yùn)行速度為400包/分鐘 單包最長(zhǎng)檢測(cè)時(shí)間為60s/400=0.15s=150ms單張照片最短檢測(cè)時(shí)間為：33+0.064+3063ms150ms能夠滿足每分鐘400包的檢測(cè)要求。小組成員查閱了車(chē)間小包外觀檢測(cè)使用的COGNEX公司

6、In-Sight系列攝像頭的相關(guān)參數(shù)。成像速度： 30fps 單張照片拍攝時(shí)間1/3033ms曝光時(shí)間： 64s1000ms (根據(jù)光源情況而定)單張照片處理時(shí)間： 30-200ms(根據(jù)相機(jī)軟傳感器使用情況 而定) 結(jié)論：從以上數(shù)據(jù)分析可以看出，研制一種鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，使鋁紙瑕疵煙包的檢測(cè)和剔除率達(dá)到100%，并且誤剔率小于10%目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。五、提出并確定最佳方案 小組成員查閱了包裝機(jī)小包外觀檢測(cè)系統(tǒng)和噴碼檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)資料，運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”提出初步方案，新型環(huán)保鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)主要由，智能攝像機(jī)、鏡頭、光源、觸發(fā)裝置、剔除裝置等幾部分組成。接下來(lái)小組成員同通過(guò)多次試驗(yàn)分析和驗(yàn)證，

7、對(duì)智能攝像機(jī)、鏡頭、檢測(cè)位置、光源、檢測(cè)和剔除觸發(fā)方式進(jìn)行了多方案選擇。（一）檢測(cè)位置的選擇1、選擇“2號(hào)輪側(cè)面”安裝檢測(cè)系統(tǒng)的驗(yàn)證分析位置圖驗(yàn)證分析特點(diǎn)1、經(jīng)測(cè)量，2號(hào)輪側(cè)面在不影響防護(hù)門(mén)的情況下有長(zhǎng)16cm寬12cm高20cm的空間安裝攝像頭和照明系統(tǒng)。2、二號(hào)輪處鋁紙折疊器折疊好鋁紙后在150-265相位時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)計(jì)算約有48ms可用于拍照。優(yōu)點(diǎn)：能在鋁紙折疊后立即檢測(cè)，可用于拍照的時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)光源亮度要求低。缺點(diǎn)：空間狹小，不利于檢測(cè)系統(tǒng)的安裝；只能夠拍到煙包側(cè)面的鋁紙折疊情況；煙包傳送到3號(hào)輪的過(guò)程中仍有可能產(chǎn)生鋁紙瑕疵；結(jié)論：不采用2、選擇“3號(hào)輪內(nèi)側(cè)上方”安裝攝像頭的驗(yàn)證分

8、析位置圖驗(yàn)證分析特點(diǎn)1、經(jīng)測(cè)量，3號(hào)輪上方有長(zhǎng)14cm寬20cm高40cm的空間安裝攝像頭和照明系統(tǒng)。2、3號(hào)輪在0-240相位處于靜止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)計(jì)算約有100ms可用于照相。優(yōu)點(diǎn)：安裝空間比較寬敞；曝光時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)光源亮度要求低。 缺點(diǎn)：只能從頂部拍到煙包的四邊；煙包傳送到5號(hào)輪的過(guò)程中仍有可能產(chǎn)生鋁紙瑕疵。結(jié)論：不采用3、選擇“5輪12點(diǎn)鐘位置上方“安裝攝像頭的驗(yàn)證分析位置圖驗(yàn)證分析特點(diǎn)1、經(jīng)測(cè)量5號(hào)輪12點(diǎn)鐘位置上方有長(zhǎng)20cm寬40cm高35cm的空間安裝攝像頭和照明系統(tǒng)。2、5號(hào)輪在折疊好商標(biāo)紙之前的189-200相位時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)計(jì)算約有5ms可用于拍照。優(yōu)點(diǎn)：安裝空間很寬敞；能從

9、頂部拍到煙包大部分的鋁紙折疊情況；煙包在5號(hào)輪包裝成型，不再可能產(chǎn)生鋁紙瑕疵。缺點(diǎn)：煙包靜止時(shí)間很短，拍照時(shí)曝光時(shí)間很短，對(duì)照明亮度要求高。結(jié)論：采用(二) 攝像機(jī)的選擇 兩種攝像機(jī)的主要性能參數(shù)In-Sight micro 1100In-Sight 5400CCCD傳感器尺寸： 1/3英寸CCD傳感器尺寸： 1/3英寸分辨率640*480分辨率640*480內(nèi)存：32MB內(nèi)存：64MB鏡頭卡口： C鏡頭卡口： C獲取速率2：30fps獲取速率2：60fps彩色是彩色是 小組成員討論分析后決定通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察兩種攝像機(jī)能否用于鋁紙的檢測(cè)。 2010年3月15日小組成員人為制造鋁紙褶皺(編號(hào)1-10

10、)、鋁紙斷裂（編號(hào)11-20）、無(wú)鋁紙（編號(hào)21-30）的煙包各10包，并將攝像頭連接到筆記本電腦，使用相同的軟傳感器設(shè)置，進(jìn)行了檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。1、“In-Sight 5400C”型攝像機(jī)序號(hào)檢測(cè)結(jié)果消耗時(shí)間(ms)序號(hào)檢測(cè)結(jié)果消耗時(shí)間(ms)序號(hào)檢測(cè)結(jié)果消耗時(shí)間(ms)1能檢測(cè)5811能檢測(cè)5821能檢測(cè)302能檢測(cè)5712能檢測(cè)5422能檢測(cè)323能檢測(cè)5913能檢測(cè)7623能檢測(cè)244能檢測(cè)6214能檢測(cè)4824能檢測(cè)295能檢測(cè)5815能檢測(cè)4925能檢測(cè)266能檢測(cè)6016能檢測(cè)5526能檢測(cè)337能檢測(cè)8117能檢測(cè)5327能檢測(cè)308能檢測(cè)7018能檢測(cè)5628能檢測(cè)259能檢測(cè)59

11、19能檢測(cè)5629能檢測(cè)2410能檢測(cè)6020能檢測(cè)6130能檢測(cè)31平均62.456.628.42、“In-Sight micro 1100”型攝像機(jī)的實(shí)驗(yàn)分析序號(hào)檢測(cè)結(jié)果消耗時(shí)間(ms)序號(hào)檢測(cè)結(jié)果消耗時(shí)間(ms)序號(hào)檢測(cè)結(jié)果消耗時(shí)間(ms)1能檢測(cè)10411能檢測(cè)11221能檢測(cè)982能檢測(cè)12312能檢測(cè)10322能檢測(cè)783能檢測(cè)15513能檢測(cè)11123能檢測(cè)794能檢測(cè)12014能檢測(cè)14224能檢測(cè)1045能檢測(cè)13015能檢測(cè)14525能檢測(cè)786能檢測(cè)21016能檢測(cè)10726能檢測(cè)697能檢測(cè)14017能檢測(cè)11727能檢測(cè)888能檢測(cè)18018能檢測(cè)12028能檢測(cè)77

12、9能檢測(cè)16419能檢測(cè)13329能檢測(cè)7910能檢測(cè)10820能檢測(cè)10430能檢測(cè)112平均143.4119.486.2 從實(shí)驗(yàn)可以看出兩種攝像機(jī)都能檢測(cè)出所有煙包，但是In-Sight micro 1100型攝像機(jī)的圖像處理速度較慢，部分圖像處理時(shí)間超過(guò)了150ms，在實(shí)際使用中將不能滿足400包/分鐘的檢測(cè)速度。而“In-Sight 5400C”型攝像機(jī)的圖像處理時(shí)間都在150ms以內(nèi)。因此小組成員決定選用“In-Sight 5400C”型攝像機(jī)。(三) 鏡頭的選擇 經(jīng)測(cè)量5號(hào)輪12點(diǎn)位置模盒距離包裝機(jī)主防護(hù)約350mm，除去攝像機(jī)厚度50mm，最大拍攝距離約為300mm。最小拍攝距離

13、約為150mm 芙蓉王（硬）煙包尺寸為：高88mm，寬55mm In-Sight 5400C” CCD尺寸為：寬3.6mm，高4.8mm mm78 . 4888 . 4150尺CCD目標(biāo)標(biāo)高尺CCD離拍攝寸寸距最短焦距mm168 . 4888 . 4300尺CCD目標(biāo)標(biāo)高尺CCD離拍攝寸寸距最長(zhǎng)焦距 通過(guò)計(jì)算小組成員決定在最長(zhǎng)焦距和最短焦距之內(nèi)選擇標(biāo)準(zhǔn)的8mm焦距，由于是對(duì)煙包的一個(gè)面進(jìn)行檢測(cè)，景深很小，因此選擇F1.4的大光圈。最終小組成員選用了F1.4，8mm的定焦鏡頭(四)照明光源的選擇1、選擇“節(jié)能燈”作為光源的選擇分析驗(yàn)證分析特點(diǎn)1、2U型節(jié)能燈管徑9mm-14mm，功率一般從3w-

14、36w，亮度能達(dá)到1600lm；2、發(fā)熱量低，經(jīng)測(cè)量燈管溫度約為35；3、使用壽命4000-5000小時(shí)，光衰明顯；優(yōu)點(diǎn)： 亮度較高，照射均勻度好；缺點(diǎn)： 光衰明顯，影響攝像頭工作；結(jié)論：不采用2、選擇“鹵素?zé)簟弊鳛楣庠吹倪x擇分析驗(yàn)證分析特點(diǎn)1、35W杯型鹵素?zé)糁睆綖?5mm長(zhǎng)度為40mm，亮度能達(dá)到1000lm；2、鹵素?zé)舭l(fā)熱量大，經(jīng)測(cè)量燈杯溫度約為83；3、使用壽命5000-7000小時(shí)，無(wú)光衰；優(yōu)點(diǎn)： 亮度高、使用壽命內(nèi)無(wú)光衰；缺點(diǎn)： 發(fā)熱量大，影響攝像頭工作；結(jié)論：不采用3、選擇“多個(gè)LED”作為光源的選擇分析驗(yàn)證分析特點(diǎn)1、發(fā)熱量較少，測(cè)量車(chē) 間 卷 煙 機(jī) 使 用 的LED照明燈表

15、面溫度約為55度；2、使用壽命50000小時(shí)以上，光衰?。?、照射均勻性差，經(jīng)實(shí)驗(yàn)可采用反射照明的方法解決；優(yōu)點(diǎn)： 亮度高、使用壽命長(zhǎng);光衰小、發(fā)熱量較少缺點(diǎn)： 照射均勻性差結(jié)論：采用(五)觸發(fā)信號(hào)的選擇1、采用包裝機(jī)控制系統(tǒng)信號(hào)的選擇分析驗(yàn)證分析特點(diǎn) 在五號(hào)輪煙包折疊器上安裝檢測(cè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)煙包到位時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)，能滿足觸發(fā)要求。優(yōu)點(diǎn)： 無(wú)需改動(dòng)包裝機(jī)Micro系統(tǒng)程序；缺點(diǎn)： 需要打孔或制作直接安裝檢測(cè)開(kāi)關(guān)；結(jié)論：不采用1、采用包裝機(jī)控制系統(tǒng)信號(hào)的選擇分析驗(yàn)證分析特點(diǎn)包裝機(jī)采用的Micro控制系統(tǒng)，通過(guò)程序控制能在0-360相位輸出板輸出24v高電平或低電平信號(hào)，能滿足視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)觸發(fā)信號(hào)的要

16、求。小組中有熟悉GD語(yǔ)言的成員。優(yōu)點(diǎn): 布線簡(jiǎn)單，無(wú)需外接檢測(cè)開(kāi)關(guān)；缺點(diǎn)： 需用專(zhuān)用GD語(yǔ)言編程；結(jié)論：采用（六）剔除方式的選擇分析 GDX2包裝機(jī)在6號(hào)輪和8輪都有剔除裝置，因此不需要外加剔除裝置，由于6號(hào)輪剔除煙包時(shí)需要降低機(jī)器運(yùn)行速度影響生產(chǎn)，因此小組成員決定通過(guò)修改包裝機(jī)控制程序在8號(hào)輪剔除瑕疵煙包。(七) 確定最佳方案環(huán)保鋁紙新型檢測(cè)系統(tǒng)1、攝像頭安裝在五號(hào)輪12點(diǎn)鐘位置上方2、選“In-Sight 5400C”攝像頭為檢測(cè)單元3、選用8mm焦距F1.4光圈的C型卡口鏡頭4、選用裝有多個(gè)LED的發(fā)光板作為光源5、采用包裝機(jī)輸出信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)6、選擇包裝機(jī)8號(hào)輪剔除點(diǎn)剔除瑕疵煙包六、

17、制定對(duì)策表序號(hào)方案對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)負(fù)責(zé)人完成時(shí)間1光源攝像頭安裝LED輔助光源和攝像頭光源、攝像頭工作正常；手動(dòng)觸發(fā)拍攝成功率達(dá)到100%1、制作光源和攝像頭支架2、制作系統(tǒng)控制盒，接入24V電源3、將光源和攝像頭安裝到位，接入24V電源GDX2-4#包裝機(jī)機(jī)臺(tái)伍偉20103.24-4.62觸發(fā)信號(hào)通過(guò)GD語(yǔ)言編程從包裝機(jī)提取觸發(fā)信號(hào)在189相位提供觸發(fā)信號(hào)，觸 發(fā) 信 號(hào) 準(zhǔn) 確 率 達(dá) 到100%且圖像偏差小于5像素；1、編寫(xiě)GDX2包裝機(jī)鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)程序；2、連接包裝機(jī)輸出板和攝像頭；GDX2-4#包裝機(jī)機(jī)臺(tái)彭勇20104.7-4.83剔除方式連接檢測(cè)系統(tǒng)與包裝機(jī)剔除系統(tǒng)目標(biāo)煙包在八

18、號(hào)輪剔除準(zhǔn)確率達(dá)到100%1、連接攝像頭與包專(zhuān)機(jī)輸入板GDX2-4#包裝機(jī)機(jī)臺(tái)覃勤20104.12-4.134檢測(cè)系統(tǒng)精確調(diào)試光源和攝像頭瑕 疵 煙 包 檢 測(cè) 率 達(dá) 到100%1、正交實(shí)驗(yàn)GDX2-4#包裝機(jī)機(jī)臺(tái)劉春林20104.15-4.195系統(tǒng) 軟件調(diào)試軟傳感器瑕 疵 煙 包 檢 測(cè) 率 達(dá) 到100%；誤剔率小于10%2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整軟傳感器。GDX2-4#包裝機(jī)機(jī)臺(tái)徐達(dá)軍20104.20-4.30七、對(duì)策實(shí)施實(shí)施一：安裝光源和攝像頭 1、2010年3月24日小組成員制作了光源和攝像頭支架，畫(huà)出了圖紙并安排機(jī)械加工部門(mén)加工出實(shí)物。 2、2010年3月26日小組成員設(shè)計(jì)制作了系統(tǒng)控

19、制 盒 （ 見(jiàn) 圖16）,從包裝機(jī)引出24V電源接入系統(tǒng)控制盒。 3、2010年4月6日小組成員將LED光源和攝像頭安裝到GDX2包裝機(jī)5號(hào)輪12點(diǎn)鐘位置上方，并連接好線路； 實(shí)施一結(jié)果確認(rèn)：安裝完畢后，小組成員打開(kāi)開(kāi)關(guān)，LED光源發(fā)光正常，調(diào)節(jié)光源控制旋鈕，亮度變化明顯。小組成員將攝像頭連接到筆記本電腦，采用手動(dòng)觸發(fā)的方式在包裝機(jī)機(jī)停止和運(yùn)行的情況下拍攝了30張照片，所有照片都十分清晰，拍攝成功率達(dá)到了100%。實(shí)施二：使用GD語(yǔ)言編寫(xiě)視覺(jué)檢測(cè)程序 1、2010年4月7日小組成員通過(guò)查閱GDX2包裝機(jī)圖紙，決定使用13#數(shù)字信號(hào)輸出板的16#點(diǎn)和11#數(shù)字信號(hào)輸入板的31#點(diǎn)作為檢測(cè)系統(tǒng)的輸

20、入輸出點(diǎn)；并畫(huà)出了5號(hào)輪視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)電路圖； 2、熟悉GD語(yǔ)言編程的小組成員根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)編寫(xiě)了五號(hào)輪視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)程序。3、小組成員將程序?qū)懭隚DX2包裝機(jī)Micro控制系統(tǒng)。4、2010年4月8日小組成員使用通訊電纜將檢測(cè)觸發(fā)信號(hào)從包裝機(jī)13號(hào)輸出板16點(diǎn)接入到攝像頭。實(shí)施二結(jié)果確認(rèn)：安裝完畢后小組成員在包裝機(jī)手動(dòng)盤(pán)車(chē)，慢速運(yùn)行、高速運(yùn)行的情況下對(duì)攝像頭的工作情況進(jìn)行了測(cè)試，共生產(chǎn)煙包1000包，系統(tǒng)共拍攝圖像1000張，觸發(fā)準(zhǔn)確率達(dá)到100%。小組成員還對(duì)圖像中煙包的位置進(jìn)行了檢測(cè)，偏差在5個(gè)像素以內(nèi)。結(jié)果證明檢測(cè)系統(tǒng)觸發(fā)準(zhǔn)確。實(shí)施三：連接視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)與包裝機(jī)剔除系統(tǒng) 實(shí)施三結(jié)果確認(rèn)：安

21、裝完畢后，小組成員采用手動(dòng)觸發(fā)的方式對(duì)制作的20包瑕疵煙包進(jìn)行了剔除，程序移位準(zhǔn)確，20包煙包均在8號(hào)輪被剔除，準(zhǔn)確率達(dá)到100%。 1、2010年4月12日小組成員將使用通訊電纜將剔除信號(hào)由攝像頭接入到包裝機(jī)11輸入板31號(hào)點(diǎn)。實(shí)施四：調(diào)試光源和攝像頭 2010年4月14日為了找出光源及攝像頭安裝的最佳參數(shù)小組成員進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)。1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)正交試驗(yàn)，找出視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)安裝的最佳參數(shù)。 2、要考察的指標(biāo)：檢測(cè)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)中能否檢測(cè)到瑕疵煙包。3、試驗(yàn)因素：有3個(gè)因數(shù)需要確定最佳條件,即A光源的角度， B攝像 頭的角度，C曝光時(shí)間。 小組成員結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)通過(guò)討論，制定因素位級(jí)表 因素位級(jí)

22、光源的角度A（度）攝像頭的角度B（度）攝像頭曝光時(shí)間C（ms） 190400.1245500.2 30600.34、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 L9（34）是三位級(jí)的表，最多能安 排 4 個(gè) 三位級(jí)的因素本批試驗(yàn)用它來(lái)安排很合適。具體過(guò)程如下：實(shí)驗(yàn)號(hào)因 素光源的角度A攝像頭的角度B曝光時(shí)間C列 號(hào)12311(90)1(40)1(0.1ms)21(90)2(50)2(0.2ms)31(90)3(60)3(0.3ms)42(45)1(40)2(0.2ms)52(45)2(50)3(0.3ms)62(45)3(60)1(0.1ms)73(0)1(40)3(0.3ms)83(0)2(50)1(0.1ms)93(0)

23、3(60)2(0.2ms)5、實(shí)施試驗(yàn)方案2010年4月15日4月16日，小組成員在GDX2-4#進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)試驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)施，并記錄了試驗(yàn)結(jié)果：實(shí) 驗(yàn) 計(jì) 劃試驗(yàn)結(jié)果因素光源的角度A光源的亮度B攝像頭的角度C誤差D剔除數(shù)量（包）列號(hào)實(shí)驗(yàn)號(hào)123411(90)1(40)1(0.1ms)12421(90)2(50)2(0.2ms)21931(90)3(60)3(0.3ms)31442(45)1(40)2(0.2ms)32252(45)2(50)3(0.3ms)11662(45)3(60)1(0.1ms)22373(0)1(40)3(0.3ms)22283(0)2(50)1(0.1ms)3299

24、3(0)3(60)2(0.2ms)127均值119.00022.66725.33322.333均值220.33321.33322.66721.333均值326.00021.3331733321.667極差7.0001.3348.0001.0006、試驗(yàn)結(jié)果分析（1）直接看：比較其他9個(gè)實(shí)驗(yàn)的剔除量，可以看出8號(hào)實(shí) 驗(yàn)剔除最多，其剔除率為96.77%，其組合為A3B2C1。（2）算一算： 經(jīng)過(guò)計(jì)算得出最佳的參數(shù)組合為A3B1C1。7、趨勢(shì)分析根據(jù)9次試驗(yàn)結(jié)果，我們畫(huà)出了趨勢(shì)圖從趨勢(shì)圖上看，最佳因素的組合為A3B1C1161820222426A1A2A3B1B2B3C1C2C38、方差分析通過(guò)對(duì)實(shí)

25、驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算我們得出了方差分析表因素偏差平方和自由度F比F臨界值顯著性A82.889212.0329.000顯著B(niǎo)6.22220.9039.000C91.556213.2909.000顯著D6.88921.0009.000誤差6.8921、從表中我們可以看出B因素的作用不顯著，我們選擇效果較好的B1；A、C因素的作用顯著，我們選擇效果最優(yōu)的A3C1。結(jié)合算一算和趨勢(shì)分析的結(jié)果我們選擇較優(yōu)方案為A3B1C1。 2、我們針對(duì)作用顯著的A、C因素進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，A3是將LED光源安裝在燈罩的0位置,已是最小位置，改動(dòng)燈罩對(duì)整個(gè)系統(tǒng)會(huì)造成影響，因此我們不改動(dòng)。C因素的曝光時(shí)間還能進(jìn)一步優(yōu)化，我們進(jìn)行

26、了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)最終得出最佳參數(shù)為光源的角度（度）攝像頭的角度（度）攝像頭曝光時(shí)間（ms）90400.08實(shí)施四結(jié)果確認(rèn)：2010年4月19日，小組成員用最佳參數(shù)組合進(jìn)行驗(yàn)證， 對(duì)100個(gè)制作的瑕疵煙包進(jìn)行了測(cè)試，從視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)軟件中我們可以看出系統(tǒng)能檢測(cè)到所有瑕疵煙包，檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到了100%實(shí)施五：軟件調(diào)試2010年4月20-23日小組成員對(duì)鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)試，在In-sight軟件中對(duì)軟傳感器進(jìn)行了微調(diào)，并對(duì)調(diào)試后的運(yùn)行情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。2010年4月20日班次產(chǎn)量剔除數(shù)誤剔數(shù)誤剔率甲376556242395.8%乙3846441313100%丙38569311981.8

27、%2010年4月21日班次產(chǎn)量剔除數(shù)誤剔數(shù)誤剔率甲386533200%乙3847627228.5%丙3761125120.%2010年4月22日班次產(chǎn)量剔除數(shù)誤剔數(shù)誤剔率甲380023100%乙379475000%丙386615220%2010年4月23日班次產(chǎn)量剔除數(shù)誤剔數(shù)誤剔率甲377334200%乙385574100%丙379616100% 從統(tǒng)計(jì)表格中我們可以看出通過(guò)不斷的調(diào)試，檢測(cè)系統(tǒng)的誤剔率達(dá)到了0%,小于10%的目標(biāo)值。實(shí)施五結(jié)果確認(rèn)： 2010年4月26日-30日，小組對(duì)GDX2-4#的鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)日期產(chǎn)量剔除數(shù)誤剔數(shù)誤剔率4月26日1135508200

28、%4月27日1124456000%4月28日1126900000%4月29日1129789300%4月30日1134860200% 從統(tǒng)計(jì)表中我們可以看出檢測(cè)系統(tǒng)的誤剔率為0，我們的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了。 八、效果檢查1、目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況 （1）、2010年5月10日，我們請(qǐng)專(zhuān)家、技術(shù)人員、操作工在GDX2-4#機(jī)臺(tái)對(duì)環(huán)保鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估，制造了多種鋁紙有瑕疵的煙包進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，均能被準(zhǔn)確剔除。當(dāng)班生產(chǎn)結(jié)束后查閱分析檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和剔除的煙包，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)完好的煙包，誤剔率為0。 （2）、2010年5月17日-21日，小組成員請(qǐng)檢驗(yàn)員對(duì)GDX2-4號(hào)包裝機(jī)當(dāng)天生產(chǎn)的煙包進(jìn)行了抽樣調(diào)查并統(tǒng)計(jì)了結(jié)果。日期班

29、次產(chǎn)量剔除數(shù)誤剔數(shù)抽檢數(shù)瑕疵數(shù)5月17日甲3773330030000乙3855740030000丙37961620300005月18日甲3773313030000乙3855740030000丙37961610300005月19日甲3773351030000乙3855740030000丙37961500300005月20日甲3773344030000乙3855710030000丙37961620300005月21日甲3773372030000乙3855741030000丙3796190030000 從以上統(tǒng)計(jì)表可以看出，在GDX2-4#安裝新型鋁紙檢測(cè)系統(tǒng)以后，采用環(huán)保鋁紙包裝產(chǎn)生的有鋁紙瑕疵的

30、煙包已經(jīng)100%被剔除，并且無(wú)誤剔現(xiàn)象。2、效益分析 卷煙包裝普遍使用的復(fù)合鋁箔紙厚度在6微米至7微米之間，每噸含鋁量在200千克以上，同時(shí)復(fù)合鋁箔紙的表面鋁層無(wú)法自然降解，對(duì)環(huán)境造成極大的污染，而環(huán)保型鋁箔紙每噸含鋁量只有幾千克，節(jié)約了鋁資源。而且丟棄后表面鋁層又易于被土壤吸收，能夠自然降解，有利于環(huán)境保護(hù)。 由于環(huán)保鋁紙物理特性的變化在煙生產(chǎn)中易出現(xiàn)鋁紙折疊不好的現(xiàn)象，環(huán)保鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的研制完全杜絕了鋁紙有瑕疵的煙包進(jìn)入市場(chǎng)，維護(hù)了芙蓉王的品牌形象，保障了環(huán)保鋁紙的使用。此外已有曲靖卷煙廠、大理卷煙廠等多家行業(yè)內(nèi)單位前來(lái)考察環(huán)保鋁紙視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，有力的支持了國(guó)家局對(duì)環(huán)保卷煙包裝材料的推廣。九、鞏固措施1、小組成員根據(jù)電氣維修工的反饋意見(jiàn)，在GDX2包裝機(jī)背面加裝了工控機(jī)和控制軟件，方便維修人員檢查運(yùn)行情況和及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。2、制定了GDX2環(huán)保鋁紙新型檢測(cè)系統(tǒng)的日常維護(hù)工作流程，上報(bào)車(chē)間設(shè)備辦