一、检测要求
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外观缺陷检测
- 划痕检测：检测塑料杯表面是否存在划痕，划痕的长度、深度和宽度需进行量化评估，确定可接受的阈值范围。例如，划痕长度超过 5mm 或深度超过 0.1mm 判定为不合格。
- 污渍检测：识别杯子表面的污渍、油渍等杂质，根据污渍面积大小判断是否合格，如污渍面积占杯体表面积 1% 以上视为次品。
- 气泡检测：检查塑料杯壁内是否有气泡，对气泡的大小、数量及分布位置进行分析，单个气泡直径大于 3mm 或多个气泡聚集区域面积超过 10mm² 则不合格。
- 变形检测：判断杯子整体形状是否变形，如杯口圆度偏差超过 5% 或杯身弯曲度超过规定值则不符合要求。
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尺寸测量
- 高度测量：精确测量塑料杯的高度，允许误差范围设定在 ±1mm。
- 口径测量：测量杯口的内径和外径，内径公差控制在 ±0.5mm，外径公差 ±1mm。
- 壁厚测量：检测杯子不同部位的壁厚，均匀性偏差不得超过 10%，且最小壁厚不得低于设计标准的 80%。
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印刷质量检测
- 图案完整性：检查杯子表面印刷的图案是否完整，有无缺印、漏印现象，图案缺失面积超过 5% 为不合格。
- 颜色准确性：对比印刷颜色与标准色卡，色差值（如 ΔE）在规定范围内，例如 ΔE < 3 判定为颜色合格，超出范围则不合格。
- 文字清晰度：确保印刷文字清晰可辨，文字笔画模糊、断线或重影等影响阅读的情况视为次品。
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装配完整性检测（如有配件）
- 例如检测带盖塑料杯，检查盖子与杯体的配合紧密程度，施加一定扭矩后，盖子不得松动或脱落，且密封性能良好，在规定压力下无泄漏现象。
二、检测方案
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硬件系统
- 工业相机：选择高分辨率、高帧率的工业相机，如分辨率为 2000 万像素以上，帧率 30fps 以上的相机，以确保能够清晰捕捉塑料杯的细节特征。根据检测要求和塑料杯尺寸，确定相机的安装位置和角度，一般采用顶视和侧视相结合的方式，全面覆盖杯子的外观和尺寸信息。
- 镜头：搭配适合相机传感器尺寸和工作距离的镜头，如焦距 12 – 50mm 的变焦镜头，可根据不同的检测需求灵活调整焦距，保证成像清晰、无畸变。
- 光源系统：采用环形光源、背光源和条形光源组合的方式。环形光源用于照亮杯口和杯身表面，突出划痕、污渍等缺陷；背光源可用于检测杯子的轮廓和壁厚，通过透光性差异来判断壁厚是否均匀；条形光源辅助照亮杯子侧面，增强图案和文字的对比度，便于印刷质量检测。
- 机械传动系统：设计稳定可靠的传送带，确保塑料杯能够匀速、平稳地通过检测区域，传送速度可根据相机帧率和检测精度进行调整，一般控制在 20 – 50cm/s 之间。同时，配备定位装置，如机械挡块或传感器，使杯子在检测位置保持固定姿态，提高检测准确性。
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软件系统
- 图像处理算法开发：
- 图像预处理：对采集到的图像进行灰度化、滤波等操作，去除噪声干扰，增强图像对比度，为后续特征提取和分析奠定基础。例如，采用中值滤波算法去除椒盐噪声，使用直方图均衡化方法增强图像整体对比度。
- 特征提取与分析：针对不同的检测项目开发相应的特征提取算法。对于外观缺陷检测，利用边缘检测算法（如 Canny 边缘检测）提取杯子的轮廓和表面纹理特征，通过分析纹理变化判断划痕、污渍等缺陷；对于尺寸测量，采用霍夫变换等算法检测杯子的圆形轮廓，进而计算直径、高度等尺寸参数；在印刷质量检测方面，运用模板匹配算法对比印刷图案与标准模板，结合颜色空间转换和色差计算方法评估颜色准确性。
- 缺陷判定与分类：根据预先设定的检测要求和阈值，对提取的特征进行分析和判定，将杯子分为合格、不合格两类，并对不合格产品进行详细的缺陷分类标注，如划痕缺陷、尺寸超差、印刷不良等，以便后续追溯和处理。
- 用户界面设计：开发友好的人机交互界面，操作人员可通过界面实时查看检测结果、统计数据、调整检测参数等。界面应显示清晰的图像预览窗口、检测结果列表、合格与不合格产品数量统计图表等信息，方便操作人员进行监控和管理。
- 图像处理算法开发：
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系统集成与校准
- 将硬件系统和软件系统进行集成，确保各部件之间的通信正常、协同工作稳定。对整个检测系统进行校准，包括相机校准（如内参和外参校准）、光源亮度校准、尺寸测量校准等，保证检测结果的准确性和可靠性。在校准过程中，使用标准的塑料杯样件，对系统的各项检测指标进行反复测试和调整，直到达到规定的精度要求。
通过以上机器视觉检测方案，可以高效、准确地对一次性塑料杯进行全面检测，有效提高产品质量控制水平，降低人工检测成本和误差，满足大规模生产线上的检测需求。在实际应用中，可根据具体的生产环境和塑料杯特性对方案进行进一步优化和完善。
