CN103308531A

CN103308531A - 一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置及检测方法

Info

Publication number: CN103308531A
Application number: CN 201210069043
Authority: CN
Inventors: 林懿; 李果; 李克绳; 钟辉; 侯永明
Original assignee: SHANGHAI WEISEN AUTOMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI WEISEN AUTOMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明涉及一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置及检测方法。检测装置包括设有台面的机架及安装在机架上的药瓶进料机构、检测工位、出料机构、坏瓶剔除机构、举瓶旋转机构及视觉检测机构，药瓶通过进料机构输送到检测工位；此时在举瓶旋转机构带动下举起药瓶并旋转一周，以完成多次拍照；照片直接传输到视觉检测机构进行缺陷判断；若视觉检测判定为次品，则由坏瓶剔除机构将其剔除；已通过检测的药瓶进入出料机构。本发明采用自动进料、检测及出料，相较人工检测而言，视觉检测可以实现无接触、不停机检测，不仅提高了检测质量，又提高了检测速度，从产品质量、生产率、人工成本三方面提升客户经济效益，减少企业成本。

Description

一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置及方法，尤其是涉及一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置及检测方法。

背景技术

在制造药品容器玻璃药瓶的生产流水线中，药瓶的生产需要经过多个环节和流程才能完成。由于对产品的要求，每个环节都必需要进行严格的质检，尤其出厂前的检验尤其重要。检测范围包括药瓶的大小是否符合标准、药瓶表面是否有瑕疵，即对气线、裂纹、斑点等瑕疵检测及瓶身直径测量。传统上，主要采用人工方式进行检测，但是，人工方式的检测，由于操作者的疲劳度、责任心或经验等主观因素以及其它非人为客观因素的制约，往往还是会出现漏检，致使不合格产品流入到药品生产厂家，从而给最终消费者带来很大的损失及危害。

针对上述人工检测中存在的缺陷，为进一步严格控制药瓶质量，相关人员研究出一种视觉自动检测方案，采用视觉检测技术来检测，在最大范围内可以减少或者杜绝上述现象发生，从而提高产品质量。

机器视觉也称计算机视觉是一项迅速发展的技术，机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛应用于工况监视和质量控制等领域。机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品，即图像摄取装置将被摄取目标转换成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来实现模式识别、产品分类、控制现场设备动作等功能。

由于玻璃药瓶生产线的速度快，用机器的自动检测方法才能实现全检。目前，对玻璃药瓶现有的视觉自动检测的方法为：在传送带边设置两个以上的检测工位，架设多部相机进行拍照检测。这种方式存在以下缺陷：首先这种检测方式依赖流水线作业。如果生产药瓶的不是传送带，则无法安装相机及检测系统。其次，由于相机及光源数量比较多，增加了设备成本，即增加了制造成本。再次，由于每部相机的检测角度受限。由于药瓶在传送带上保持固定位置，检测工位上相机对药瓶的取像存在死角，不能实现对玻璃药瓶进行全方位自动检测，也存在着漏检的可能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术中人工检测存在的不足之处及自动检测中存在的局限，而提供一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置及利用该装置的方法，该检测可以实现无接触、不停机以及瓶体360度全方位的对药瓶的表面缺陷和外观尺寸进行检测，从而达到提高玻璃药瓶检测质量的目的。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的，一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置，包括设有台面的机架及安装在台面上的药瓶进料机构、检测工位、出料机构及坏瓶剔除机构，其特征在于：还包括举瓶旋转机构及视觉检测机构，所述视觉检测机构由安装在检测工位旁的摄像机、与摄像机对应的光源、以及与摄像机相连的工控机组成，所述举瓶旋转机构安装在机架上，其上升位置与摄像机的位置相对应。

所述药瓶进料机构由连贯的药瓶进料槽构成，该进料槽的后段为弯折结构，在进料槽末端的药瓶位置与检测工位相邻，并与一进瓶气缸相对应。

所述坏瓶剔除机构由剔除槽及剔瓶气缸组成，所述剔除槽的端部为一剔除工位，该剔除工位与检测工位相邻，且与剔瓶气缸相对应。

所述出料机构由出料槽构成，该出料槽与剔除槽成90度直角，所述出料槽的开端与剔除工位相邻，并与进瓶气缸的驱动同方向。

所述举瓶旋转机构包括一压瓶气缸、一导向轴、一立竿、一举瓶气缸、一中轴、一转轴及一齿轮组，所述压瓶气缸通过导向轴与立竿相连，在导向轴上套设有弹簧；所述立竿通过一连接块与中轴的轴套相连，所述中轴下端设有柔性垫并与药瓶顶部相配合，所述举瓶气缸活塞杆与转轴相连，所述转轴上端设有柔性垫并与药瓶底部相配合；所述中轴上套设有弹簧，所述转轴通过齿轮组与电机连接。

所述齿轮组由套设在转轴上的第一小齿轮、与第一小齿轮相啮合的中间大齿轮及与中间大齿轮相啮合的第二小齿轮组成，第二小齿轮与电机同轴。

一种玻璃药瓶缺陷的自动检测方法，其特征在于：包括以下步骤：1)待检测的药瓶通过进料槽输送到检测工位；2)药瓶到达检测工位，由举瓶气缸举起并在电机带动下旋转一周；摄像机设置于检测工位旁，药瓶被举起旋转的过程中，完成多次拍照；3)举瓶气缸在检测完成后落下，再次进料时，已完成检测的药瓶由新进到检测工位的药瓶推动，进到剔除工位；4)拍照直接传输到工控机进行缺陷判断；5)若视觉检测判定为次品，则剔瓶气缸动作，将其推入到与出料槽成垂直角度的剔除槽中；否则剔瓶气缸不动作，已通过检测的药瓶待再次进料时被新进到剔除工位的药瓶推到出料槽中。

本发明的有益效果，由于本发明采用自动进料、检测、出料，相比较人工检测而言，机器视觉检测可以实现无接触、不停机，自动检测既提高了检测质量和稳定性，又提高了检测速度，并节约了人力的使用，从产品质量、生产率、人工成本三方面提升客户经济效益，减少企业成本。

而且本发明不依赖传统的传送带式流水线即可进行玻璃药瓶的在线视觉检测，检测内容包括气线、裂纹、斑点等瑕疵检测及瓶身外观尺寸的测量，从而保证不留有检测死角。检测速度可达2.2秒检测一个药瓶，漏检率为0，误检率小于1％，满足了没有流水线但希望进行自动视觉检测的目标客户需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，反映出进料、出料、检测、剔除等工位的布置。

图2为本发明的举瓶旋转机构下部的结构示意图。

图3为本发明的举瓶旋转机构上部的结构示意图。

图4为本发明齿轮传动的结构示意图。

图5为本发明齿轮传动的另一方向结构示意图。

图6为本发明举瓶旋转机构中压瓶部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行具体说明，一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置，包括设有台面35的机架1及安装在台面35上的药瓶进料机构2、检测工位3、出料机构4、坏瓶剔除机构5、举瓶旋转机构6及视觉检测机构7，参见图1所示。其中，所述视觉检测机构7由安装在检测工位3旁的摄像机9、与摄像机对应的光源8、挡光板20以及与摄像机相连的工控机组成。所述举瓶旋转机构6的上升位置与摄像机9的位置相对应，以便对药瓶10进行拍照检测。

上述药瓶进料机构2由连贯的药瓶进料槽11构成，该进料槽11的后段为弯折结构，以便控制药瓶进入检测工位。该进料槽11的末端的药瓶位置与检测工位3相邻，并与一进瓶气缸13相对应，即在进瓶气缸13的作用下，把进料槽11中的末端药瓶位置的药瓶10在进瓶气缸13的作用下，使药瓶10移动到检测工位3的位置上，使药瓶10进入检测工位的位置精确，操作方便可靠。参见图1所示。

上述举瓶旋转机构包括一压瓶气缸17、一导向轴26、一立竿27、一举瓶气缸19、一中轴30、一转轴21及齿轮组，所述压瓶气缸17通过导向轴26与立竿27相连，在导向轴26上套设有弹簧29。所述立竿27通过一连接块28与中轴30的轴套34相连，所述中轴30的下端设有柔性垫31并与检测工位的药瓶顶部相配合，所述举瓶气缸19的活塞杆与转轴21相连，所述转轴21的上端设有柔性垫32并与药瓶底部相配合；所述中轴30上套设有弹簧33，所述转轴21通过齿轮组与电机25连接。

上述齿轮组由第一小齿轮22、一中间大齿轮23及第二小齿轮24组成。其中第一小齿轮22套设在转轴21上，第一小齿轮22通过一中间大齿轮23与第二小齿轮24相啮合，第二小齿轮24与电机25同轴。

当药瓶到达检测工位时，压瓶气缸17动作，使导向轴26和立竿27向下运动，同时，通过连接块28带动中轴30向下运动，使柔性垫31压在检测工位的药瓶顶部定位；导向轴26上的弹簧29压缩。然后在举瓶气缸19的作用下，使转轴21带动待检测药瓶10举起，柔性垫32压在药瓶底部定位，中轴30上的弹簧33压缩；然后在电机25带动下齿轮组旋转，由于齿轮的啮合作用，从而使转轴21转轴，即可使药瓶10进行360度转动，以便完成对药瓶10的任何方向进行拍照，拍照完成后，即检测完成后，在弹簧作用下，举瓶气缸19、压瓶气缸17依次复位，药瓶10也回复到原来的检测工位3上。等待下一个药瓶进入检测工位重复此运动过程。

上述坏瓶剔除机构5由剔除槽14及剔瓶气缸15组成，所述剔除槽14的端部为一剔除工位16，该剔除工位16与检测工位3相邻，且与剔瓶气缸15相对应。出料机构4由出料槽18构成，该出料槽18与剔除槽14之间成90度直角，出料槽18的开端与剔除工位16相邻，并与进瓶气缸13的驱动同方向。当检测工位3上的药瓶10经过检测，在新进到检测工位的药瓶10推动下，进入到剔除工位16；若视觉检测判定为次品，剔瓶气缸15动作，将药瓶10推入到与出料槽成垂直角度的剔除槽14中；若视觉检测判定为合格品，则被新进到剔除工位16的药瓶10推到出料槽18中。

本发明的实施方法为：一种玻璃药瓶缺陷的自动检测方法，包括以下步骤：1)待检测的药瓶通过进料槽输送到检测工位；2)药瓶到达检测工位，由举瓶气缸举起并在电机带动下旋转一周；摄像机设置于检测工位旁，药瓶被举起旋转的过程中，完成多次拍照；3)举瓶气缸在检测完成后落下，再次进料时，已完成检测的药瓶由新进到检测工位的药瓶推动，进到剔除工位；4)拍照直接传输到工控机进行缺陷判断；5)若视觉检测判定为次品，则剔瓶气缸动作，将其推入垂直于上下料槽的废料槽中；否则剔瓶气缸不动作，已通过检测的药瓶待再次进料时被新进到剔除工位的药瓶推到出料槽中。通过这种方式对药瓶进行检测可以保证不留有检测死角。

上述实施方式的描述，是本发明较佳的实施例，但不能以此限定本发明的保护范围，但凡以此方式所做的变化及修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置，包括设有台面的机架及安装在台面上的药瓶进料机构、检测工位、出料机构及坏瓶剔除机构，其特征在于：还包括举瓶旋转机构及视觉检测机构，所述视觉检测机构由安装在检测工位旁的摄像机、与摄像机对应的光源、以及与摄像机相连的工控机组成，所述举瓶旋转机构安装在机架上，其上升位置与摄像机的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置，其特征在于：所述药瓶进料机构由连贯的药瓶进料槽构成，该进料槽的后段为弯折结构，所述进料槽的末端的药瓶位置与检测工位相邻，并与一进瓶气缸相对应。

3.根据权利要求2所述的一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置，其特征在于：所述坏瓶剔除机构由剔除槽和剔瓶气缸组成，所述剔除槽的端部为一剔除工位，该剔除工位与检测工位相邻，且剔除工位与剔瓶气缸相对应。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置，其特征在于：所述出料机构由出料槽构成，该出料槽与剔除槽成90度直角，所述出料槽的开端与剔除工位相邻，并与进瓶气缸的驱动同方向。

5.根据权利要求1至4中任一种所述的一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置，其特征在于：所述举瓶旋转机构包括一压瓶气缸、一导向轴、一立竿、一举瓶气缸、一中轴、一转轴及一齿轮组，所述压瓶气缸通过导向轴与立竿相连，在导向轴上套设有弹簧；所述立竿通过一连接块与中轴的轴套相连，所述中轴下端设有柔性垫并与药瓶顶部相配合，所述举瓶气缸活塞杆与转轴相连，所述转轴上端设有柔性垫并与药瓶底部相配合；所述中轴上套设有弹簧，所述转轴通过齿轮组与电机连接。

6.根据权利要求5所述的一种玻璃药瓶缺陷的自动检测装置，其特征在于：所述齿轮组由套设在转轴上的第一小齿轮、与第一小齿轮相啮合的中间大齿轮及与中间大齿轮相啮合的第二小齿轮组成，所述第二小齿轮与电机同轴。

7.一种玻璃药瓶缺陷的自动检测方法，其特征在于：包括以下步骤：1)待检测的药瓶通过进料槽输送到检测工位；2)药瓶到达检测工位，由举瓶气缸举起并在电机带动下旋转一周；摄像机设置于检测工位旁，药瓶被举起旋转的过程中，完成多次拍照；3)举瓶气缸在检测完成后落下，再次进料时，已完成检测的药瓶由新进到检测工位的药瓶推动，进到剔除工位；4)拍照直接传输到工控机进行缺陷判断；5)若视觉检测判定为次品，则剔瓶气缸动作，将其推入到与出料槽成垂直角度的剔除槽中；否则剔瓶气缸不动作，已通过检测的药瓶待再次进料时被新进到剔除工位的药瓶推到出料槽中。