条盒商标纸（简称条盒纸）涂胶是卷烟包装过程中的重要工序，涂胶方式分为机械式胶旋转接触涂胶和自动式喷嘴喷洒涂胶［1］。意大利某公司生产的C800-BV包装机的涂胶方式为自动喷洒涂胶，该方式在生产中由于胶水压力、胶水内存在气泡、喷胶嘴堵塞等因素，容易产生涂胶不均、胶水涂胶点（简称胶点）丢失等现象，但原设备无检测装置对条盒纸胶点进行检测并对胶点缺失条烟进行剔除，从而影响条盒纸包装质量。针对此问题已有相关研究与改进，陈元利等［2］基于GDX1包装机组设计了密闭式上胶装置，上胶过程采用PLC控制，保证了7个胶点的稳定和均匀。速永仓等［3］通过对GDX4350条盒包装机喷胶电磁铁改进，解决了喷胶电磁铁启动力矩小、响应慢等问题，提高了产品生产的可靠性。但上述改进仍未能解决条盒纸胶点检测及不合格条烟剔除等问题。视觉检测技术主要通过工业相机获取被测物体图像，将图像经过数字化处理，根据像素分布、亮度、颜色等信息进行判别，从而控制现场设备动作。该技术目前已在制药、包装、烟草、物流、航天等领域得到广泛应用［4-5］。为此，基于视觉检测技术设计了一种条盒纸胶点检测系统，通过对运行中的条盒纸胶点进行动态检测，自动剔除胶点缺失的不合格条烟，以期提升条盒纸包装质量，降低卷烟生产消耗。

                   1.问题分析

在生产中，当C800-BV包装机正常运行，条盒纸下降通道中的检测器检测到条盒纸时，该信号送入IPC控制系统，系统启动条盒纸喷胶电磁阀动作，在气压泵的作用下将胶水从胶桶中泵出［6］，通过喷胶嘴喷洒到条盒纸上。涂有胶水的条盒纸下降到接纸盒上与运行到该位置的2×5烟包进行包裹成型，完成条烟的包装。在喷胶、条盒纸输送及包裹成型过程中，由于气压、温度、胶水浓度、胶水质量、喷胶嘴、喷胶电磁阀等因素的影响，容易产生条盒纸胶水漏涂的条烟，且该包装机无检测设备对此进行检测，从而产生缺陷产品。

1.         2.系统组成
2.         2.1系统结构

C800-BV包装机条盒纸胶点检测系统主要由双微型高速工业相机及LED光源、智能检测模块、剔除装置、光纤高速传输模块、工控机5部分组成，见图1。其中，双微型高速工业相机主要对生产中运行的条盒纸上的胶点进行动态拍照，并将采集到的胶点图像实时传送给智能检测模块；智能检测模块用于对图像数据进行分析处理［7］；剔除装置用于剔除不合格产品；光纤高速传输模块可以将当前采集图像和报警信息传送到终端计算机；工控机用于参数修改、数据接收、图像监控显示［8］、数据记录查询等。

图1条盒纸胶点检测系统结构示意图

Fig.1Structureofdetectionsystemforgluepointsoncartonblank

1. 1. 2. 硬件设计

条盒纸胶点检测系统采用嵌入式微处理器双核DSP（Digitalsingalprocessor）作为主处理器的核心，处理速度为2GB/s；看门狗技术对软件运行进行监控和保护；EPROM存储器对检测数据进行保存和备份，保证检测数据的稳定性和可靠性，见图2。图像采集选用IBIS5-B-1300图像感光芯片，为检测系统提供D0～D9十位数字像素输出信号、VSYNC帧同步信号、HREF行同步信号、PCLK像素同步信号、SCCB总线寄存器配置信号和SCLK工作时钟信号等，通过SCCB总线协议方式配置工业相机的图像并以RGB565数据格式输出，60万像素的CMOS高速工业相机（美国某公司）以及千兆光纤传输可使图像传输速率达到40MPS。检测光源选用高亮度蓝色LED闪光灯，保证被测量点与背景颜色具有明显差异，提高检测的可靠性。电源模块采用3个稳压直流芯片、防反接二极管和熔断丝保险装置，保证系统的稳定性和抗干扰性。

1. 1. 3. 检测程序

图2条盒纸胶点检测系统硬件设计框图

在条盒纸胶点检测过程中，首先将工业相机采集到的胶点图像传送到智能检测模块，该模块将采集到的图像经过二值化、滤波等数字化处理后［9-12］，将采集图像与标准图像进行对比，并将胶点缺失图像传输到工控机终端，控制剔除装置将不合格产品剔除，同时发出声光报警。该视觉检测系统采用固定工业相机进行快速拍照，背景基本保持不变，主要对运动状态下的胶点进行检测，因此采用了基于背景建模的检测方法［13］，以保证条盒纸胶点在拍照时的稳定性。检测系统图像处理流程见图3。

图3检测系统图像处理流程图

1. 1. 4. 工控机系统

工控机程序主要是利用Microsoftvisualstudio2010进行编写［14］，负责整个系统的参数调整、数据备份、牌号更换、系统启停、缺陷图像查询等工作。检测软件主要由以太网通信模块、系统设置模块、图像显示模块、图像缺陷信息保存查询模块4部分组成。

1. 1. 5. 设备安装

为方便对检测系统进行维修和调整，且保证工业相机能够清晰地获取运行状态下条盒纸上7个胶点的图像，通过定制的安装支架，将两个相机和LED光源安装在条盒纸下降通道末端的条盒纸挡板上，见图4。其中，工业相机6用于拍照条盒纸右侧横头2个胶点和长侧边2个胶点，相机拍照角度约为135º；工业相机10用于拍照条盒纸左侧横头2个胶点和长侧边1个胶点，相机拍照角度约为45º。相机和光源均可三维旋转，以满足图像检测的需要。

1. 1. 6. 工作流程

C800-BV包装机正常运行时，条盒纸喷胶系统启动，条盒纸胶桶气压泵电磁阀得电，气压泵开始工作，胶桶内的胶水通过胶管被泵入到喷胶装置［15-16］，当条盒纸下降通道中的检测开关（32B310、

图4胶点检测系统安装位置图

Fig.4Installationpositionofdetectionsystem

​​​​​1.条盒纸纸库2.条盒纸吸附机构3.条盒纸输送装置4.条盒纸喷胶装置5.条盒纸接胶盒6.工业相机7.2×5烟包8.2×5推烟板9.光源10.工业相机

32B311）检测到条盒纸时，系统启动喷胶电磁阀动作，HHS喷胶装置将胶水喷涂在条盒纸左右侧横头边和长侧边共7个胶点上，胶水量及胶点位置

（当条盒纸向下运行时，控制喷胶装置的喷胶时间即可控制胶点在条盒纸上的位置）由系统参数决定，见图5。当条盒纸胶点位置到达检测点时，LED照明系统触发点亮，相机连续拍照，采集胶点图像并传送到智能检测模块［17-18］，拍照帧速率≥100f/s。控制器通过图像处理软件对胶点进行识别［19-20］，若识别出的胶点少于7个，控制器记录该条信息，输出高电平触发剔除装置，剔除装置将胶点缺失

1. 1. 1. 1. 1. 条盒纸喷胶装置2.条盒纸左侧横头边胶点3.条盒纸长侧边胶点4.工业相机5.条盒纸6.条盒纸右侧横头边胶点7.传感器8.照明光源

图5条盒纸胶点检测示意图

Fig.5Schematicdiagramofdetectionofgluepointsoncartonblank