設計目的
為了提高食品包裝過程中噴碼檢測的準確度，基於機器視覺提出一種噴碼缺陷檢測方法。方法 分析自動噴碼系統結構和工藝流程，包括搬運機械手、傳送裝置、噴碼裝置、檢測裝置等。以掃碼檢測為重點研究對象，利用機器視覺採集圖像，通過圖像處理算法實現噴碼缺陷檢測，包括模板匹配算法和垂直投影方法。同時給出缺陷檢測流程，主要由圖像分割、字符校正和分割、字符分割、缺陷檢測等步驟組成。
研發成果
所述噴碼檢測方法的識別成功率可以達到 99%，識別成功率較高。結論該方法能夠有效處理漏印等噴碼缺陷，可以代替人工實現食品包裝的自動化分揀。
自動噴碼與檢測
包裝盒自動噴碼裝置見圖 1，主要包括搬運機械手、皮帶輸送裝置、噴碼裝置、掃碼檢測裝置等，另外，還包括一些輔助裝置，例如：聲光報警器、顯示裝置、信號傳感器等。
搬運機械手是一種直角坐標機器人，所用材料為鋁型材；末端執行器為吸盤，採用真空發生器抽真空；紙盒位置由光電傳感器判斷，以決定是否執行相關動作；通過伺服電機和滾珠絲槓共同作用實現吸盤水平方向運動；料盤下方配備可豎直方向運動的絲槓，隨紙盒數量減少而逐步上升。人工上料完成後，由搬運機械手將紙盒逐個搬運到輸送線上。
皮帶輸送裝置的主要作用在於輸送包裝紙盒。為確保噴碼過程的穩定性，傳送帶下方配備吸風式結構，這樣包裝紙盒就會被固定住；另外，傳送帶兩側配備導正機構，可在進入噴碼工位前將包裝紙盒調正。如此，皮帶輸送裝置就可以在很大程度上避免紙盒移位，進而防止噴碼傾斜。
噴碼裝置的核心部件為噴碼機。文中所述噴碼機選用熱發泡技術，特點比較明顯，例如：不漏墨、可垂直向下噴印、噴印條碼精度可達到 A 級，解析度高達 600DPI，識別率高，同時可根據實際使用情況調整噴碼機的具體位置。
掃碼檢測裝置的核心部件為工業相機。掃碼獲取原始圖像，通過圖像處理算法分析條碼判斷是否存在缺陷。另外，如果出現讀碼失敗的情況，工業相機會輸出相關信號，此時系統可以選擇停止並發出警報，也可以直接剔除掃碼失敗產品。
輔助裝置主要包括信號傳感器、聲光報警器、人機互動裝置等，其中人機互動裝置具有運行/停止、手動/自動模式選擇、急停、統計、存儲等功能。同時可與廠區中控室進行網絡連接，實現遠程監控。
硬體方面，上位機選用 PC 機，可實現圖像處理和分析。工業相機通過 USB 接口與圖像採集卡相連，圖像採集卡則通過網口與 PC 機進行通訊。下位機選用 PLC，接收 PC 機指令，控制機械手實現殘次品的剔除。另外，工業相機可響應光電傳感器，判斷是否進行圖像抓取。
工藝流程