在線檢測系統(tǒng)在薄膜自動生產(chǎn)線上的應用

楊元凱，馮永毅，彭一航，章敬文

（1.佛山職業(yè)技術(shù)學院，廣東 佛山 528137；2.佛山英斯派克自動化工程有限公司，廣東 佛山 528000）

在線檢測系統(tǒng)在薄膜自動生產(chǎn)線上的應用

楊元凱1，馮永毅1，彭一航1，章敬文2

（1.佛山職業(yè)技術(shù)學院，廣東 佛山 528137；2.佛山英斯派克自動化工程有限公司，廣東 佛山 528000）

文章介紹了一種薄膜在線檢測系統(tǒng)，并結(jié)合薄膜自動生產(chǎn)線的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理及過程、系統(tǒng)的性能等，描述了在線檢測系統(tǒng)智能化發(fā)展趨勢。檢測表明，該系統(tǒng)有極高的現(xiàn)實應用價值和廣闊的發(fā)展前景。

在線檢測；薄膜；生產(chǎn)線

越來越多的薄膜生產(chǎn)企業(yè)開始使用幅寬高、速度快的生產(chǎn)線，以降低成本、提高生產(chǎn)效率。依靠傳統(tǒng)的人工檢測難以適應高速的薄膜生產(chǎn)線，容易產(chǎn)生漏檢造成質(zhì)量損失，因此薄膜在線檢測系統(tǒng)成為高速薄膜生產(chǎn)線中不可或缺的檢測設備。

薄膜在線檢測系統(tǒng)用于各類薄膜產(chǎn)品表面質(zhì)量的疵點檢測，系統(tǒng)可以在生產(chǎn)過程中及時地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品表面出現(xiàn)的疵點信息，信息包括表面疵點的圖像，疵點的位置（長度X軸，寬度Y軸）等，實時反映生產(chǎn)線上薄膜表面的缺陷信息，并進行瑕疵分類處理，完全取代人工肉眼進行瑕疵檢測。大大地提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，保證了薄膜質(zhì)量。

1 薄膜在線檢測系統(tǒng)構(gòu)成

整套在線檢測系統(tǒng)包括：（1）德國BASLER，E2V，高精度線陣CCD相機及先進專業(yè)光學鏡頭；（2）一套高強度LED線性光源；（3）數(shù)字圖像采集系統(tǒng)；（4）高速圖像分析處理系統(tǒng)；（5）一套觸發(fā)控制輸入和I/O執(zhí)行控制輸出；（6）工業(yè)控制計算機系統(tǒng)及軟件；（7）控制系統(tǒng)電柜；（8）聲光報警系統(tǒng)；（9）包含相機固定調(diào)節(jié)的支架系統(tǒng)。整體在線檢測系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 薄膜在線檢測系統(tǒng)構(gòu)成

2 薄膜在線檢測系統(tǒng)工作原理及過程

薄膜生產(chǎn)線啟動工作后，在線檢測系統(tǒng)線陣CCD相機通過連接在幅面驅(qū)動軸上的編碼器獲取薄膜幅面的圖像信息，如圖2所示。線陣CCD相機的分辨率/線掃描頻率和線寬等性能確定圖像采樣精度。系統(tǒng)精度高，則圖像數(shù)據(jù)處理量大，對圖像分析處理系統(tǒng)性能要求高。數(shù)據(jù)經(jīng)過高速處理后，保留幅面缺陷數(shù)據(jù)信息并輸出控制信號，計算機系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫記錄和管理缺陷具體位置、大小和圖像等信息。檢測系統(tǒng)的控制機構(gòu)，可以自動對疵點位置幅面邊緣進行噴涂標示，從而可以進行疵點分類處理。

圖2 線陣CCD相機獲取幅面圖像信息示意

3 工業(yè)控制計算機軟件界面

工業(yè)控制計算機帶有由英斯派克自動化工程有限公司自主開發(fā)的高速圖像分析處理系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)與控制柜進行連接，能夠顯示完整的薄膜表面質(zhì)量信息。薄膜材料表面疵點圖像由計算機進行保存，每卷產(chǎn)品都有完全的疵點圖像、位置及數(shù)量等信息，具體如圖3所示。

4 系統(tǒng)性能

在線檢測系統(tǒng)，能夠?qū)Ρ∧どa(chǎn)線上的薄膜材料進行100%幅面表面檢測。系統(tǒng)的檢測精度高，可檢測出0.12 mm2以上的疵點缺陷。系統(tǒng)檢測到疵點缺陷后，可根據(jù)設定發(fā)出報警，同時，薄膜幅面邊緣根據(jù)需要可以進行疵點位置（長度方向）標示，提示需要及時調(diào)整或修復，避免大量缺陷產(chǎn)品產(chǎn)生。薄膜材料表面疵點圖像由計算機保存，每卷產(chǎn)品都有完整的疵點相關信息。系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫具有強大的管理功能，可以對每卷薄膜材料進行精確的質(zhì)量統(tǒng)計，詳細的缺陷記錄（大小和位置）和統(tǒng)計為生產(chǎn)工藝及設備狀態(tài)調(diào)整提供了方便。

圖3 薄膜表面疵點信息實時顯示

5 結(jié)語

該在線檢測系統(tǒng)已經(jīng)在薄膜自動生產(chǎn)線上投入實際使用，總之，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高；圖像采集信號精確，抗干擾性強；人機交互界面友好，易于操作維護，能夠極大地提高檢測速度，具有廣闊的應用和發(fā)展前景。

[1]柳軍，高健，張宏宇，等.表面缺陷在線檢測系統(tǒng)在冷軋連退生產(chǎn)線上的應用[J].鞍鋼技術(shù)，2012（3）：56-58.

[2]楊影，任立紅，丁永生，等.基于DSP的薄膜疵點在線檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].傳感技術(shù)學報，2009（2）：147-150.

[3]陸平.在線檢測系統(tǒng)在特種紙機上的應用[J].中國造紙，2013（4）：57-61.

Application of online detection system in film automatic production line

Yang Yuankai1, Feng Yongyi1, Peng Yihang1, Zhang Jinwen2
（1.Foshan Polytechnic, Foshan 528137, China; 2.Foshan Yingsipaike Automation Engineering Co., Ltd., Foshan 528000, China）

This paper introduces a kind of film online detection system and in combination with film development status of the automatic production line, it introduces the system structure, working principle and process, the performance of the system, describes the development trend of intelligent online detection system. Test result shows that this system has high practical value and broad prospects for development.

on-line detection; film; production line

楊元凱（1974— ），男，湖南瀘溪，碩士，講師。