CN103645196A - 一种用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，包括图像同步跟随采集装置、机械式夹爪夹瓶装置和主驱动系统；所述的图像同步跟随采集装置包括中空直驱伺服电机，中空直驱伺服电机固定连接中空直驱伺服电机输出法兰，中空直驱伺服电机输出法兰固定连接转臂的一端，转臂固定连接光源安装座和相机安装座，光源安装座上设有光源，相机安装座上设有相机；所述的主驱动系统包括主轴，主轴连接减速机，减速机连接主电机，主轴外侧设有滑套，滑套固定连接灯检盘。本发明相机、光源、待检瓶三者同步性高，保证了相机图像采集质量，大大提高了灯检机的检测精度。

Description

一种用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置

技术领域

本发明主要涉及制药机械设备领域，特别涉及一种用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其专为灯检机系统配套使用从而实现对冻干西林瓶内冻干粉饼形状、表面所含异物以及西林瓶瓶身外观质量的检测功能，主要检测：粉饼形状、粉饼表面玻璃碎屑、金属铝屑、橡皮屑、毛发、西林瓶瓶身裂纹、气泡等缺陷。 

背景技术

在制药机械设备领域中，全自动药液瓶智能视觉检查系统是针对医药生产线上安瓿瓶、西林瓶及大输液瓶等产品质量检测的全自动在线检测装置，可以在线检测玻璃碎屑、金属铝屑、橡皮屑、毛发、纤维等异物，还可以检测瓶体本身的破损、裂纹及瓶口的封装质量等，自动剔除不合格品。与人工检测相比，极大的提高了检测速度和质量，避免了人工检测的不稳定性，实现对产品进行100%的检测，而且检测方法和标准均匀统一，彻底杜绝不合格的产品进入市场。它运用机器视觉技术与自动控制原理相结合，通过机械方法使被检测产品高速运转、制动，采用高速工业相机获取被检测物的一系列图像，运用高性能工控系统及软件对图像进行计算、分析，完成对产品的检测。检测出的不合格品，通过自动控制的执行装置予以自动剔除，实现药液瓶质量无接触式的检测。 

现有全自动冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置存在下列缺陷：

1、现有的冻干西林瓶灯检机大部分采用多组相机从不同角度对冻干粉饼进行图像采集，一方面使用相机数量较多，物料成本很高；另一方面相机、光源安装角度要求很精确，调整很困难，生产调试周期长。

2、灯检机进行图像采集需要相机、光源、待检瓶三者保持同步运转，相对静止。目前国内大部分灯检机采用相机与光源分别安装于不同的机械结构上，通过机械传动方式实现同步，由于零件加工精度受限及结构安装存在误差，相机、光源、待检瓶三者同步性难以保证，直接影响异物检测的准确性。

3、目前国内大部分灯检机采用底座和压杆式结构, 机械结构复杂，安装调试困难，生产成本很高。由于待检瓶放置于固定底座上，使得瓶底部分被遮挡，相机无法采集图相，也就无法对西林瓶底部粉饼外观质量及可见杂质进行检测，影响最终检测的准确性和完整性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于全自动冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，采用图像同步跟随采集装置配合机械式夹爪夹瓶装置来检测冻干西林瓶内冻干粉饼形状、表面所含异物以及西林瓶瓶身外观质量，可以有效提高异物检测的精度及准确率。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，包括图像同步跟随采集装置、机械式夹爪夹瓶装置和主驱动系统；所述的图像同步跟随采集装置包括中空直驱伺服电机，中空直驱伺服电机固定连接中空直驱伺服电机输出法兰，中空直驱伺服电机输出法兰固定连接转臂的一端，转臂固定连接光源安装座和相机安装座，光源安装座上设有光源，相机安装座上设有相机；所述的主驱动系统包括主轴，主轴可转动地设于中空直驱伺服电机的中心孔中，主轴接减速机，减速机连接主电机，主轴外侧设有滑套，滑套固定连接灯检盘；所述的机械式夹爪夹瓶装置包括可转动地设于灯检盘外周的夹爪，夹爪的上部设有同步带轮，步进电机的输出轴上也设有同步带轮，夹爪上部的同步带轮和步进电机输出轴上的同步带轮通过同步带相连，步进电机设于步进电机固定块上，步进电机固定块固定于灯检盘上，夹爪的上端连接驱动夹爪开合的气缸的活动轴，所述的夹爪的下端设有西林瓶夹头。

优选地，待检西林瓶固定于所述的西林瓶夹头上，光源和相机位于待检西林瓶的一侧。

优选地，所述的中空直驱伺服电机与主轴保持同心。

优选地，所述的光源安装座和相机安装座分别位于转臂的两端。

优选地，所述的主轴可转动地设于主平台上，中空直驱伺服电机固定于主平台上。

更优选地，所述的主平台的底面连接电机安装架，主电机与减速机固定于电机安装架上。

优选地，所述的气缸固定于气缸固定座上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1）通过直驱伺服电机直接驱动，相机、光源固定于同一转臂上，转臂与直驱伺服电机相连。结构简单，降低机械零件加工要求；相机、光源安装位置灵活，调试方便，有利于检测工位的合理布局；相机、光源、待检瓶三者同步性高，保证了相机图像采集质量，大大提高了灯检机的检测精度。2）采用无底座机械式夹爪夹瓶装置，西林瓶完全悬空，瓶底没有任何物体遮挡，更在利于底部异物及外观缺陷的检出。3）只需采用两组线阵相机从二个角度即可覆盖到西林瓶内粉饼上、下表面及圆周表面形状、异物、外观等方面，大大降低了生产成本。

 附图说明

图1是冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置主视图； 

图2是冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置俯视图；

图3是冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置俯视图(移去夹爪及主驱动)。

图例说明：

   光源101、光源安装座102、相机103、相机安装座104、转臂105、中空直驱伺服电机106、中空直驱伺服电机输出法兰107、步进电机201、步进电机固定块202、同步带203、气缸204、气缸固定座205、同步带轮206、夹爪207、西林瓶夹头208、主轴301、滑套302、灯检盘307、主平台303、电机安装架304、减速机305、主电机306。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。 

实施例 

如图1所示，为冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置主视图，所述的用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置包括图像同步跟随采集装置、机械式夹爪夹瓶装置和主驱动系统。

所述的图像同步跟随采集装置包括光源101、光源安装座102、相机103、相机安装座104、转臂105、中空直驱伺服电机106和中空直驱伺服电机输出法兰107。如图3所示，光源101安装于光源安装座102上，相机103安装于相机安装座104上；光源安装座102固定连接转臂105的一端，相机安装座104固定连接转臂105的另一端。所述的转臂105的另一端直接固定连接中空直驱伺服电机输出法兰107，中空直驱伺服电机输出法兰107直接安装在中空直驱伺服电机106上，与中空直驱伺服电机输出法兰107固定连接。中空直驱伺服电机106连接电机驱动器，通过电机驱动器控制中空直驱伺服电机106的运转来调整相机103、光源101与待检西林瓶209的相对运动，实现同步跟随采集图像。

所述的主驱动系统包括主轴301、滑套302、灯检盘307、主平台303、电机安装架304、减速机305和主电机306。主轴301可转动地设于主平台303上，中空直驱伺服电机106固定于主平台303上，主轴301可转动地设于中空直驱伺服电机106的中心孔中，中空直驱伺服电机108与主轴301保持同心，减速机305的输出轴通过联轴器与主轴301相连，减速机305连接主电机306，主轴301可转动地安装于主平台303上，主轴301外侧安装有滑套302，滑套302固定连接灯检盘307，所述的主平台303的底面连接电机安装架304，主电机306与减速机305固定于电机安装架304上，通过控制主电机307的运转来带动主轴301及灯检盘307一起旋转运行。

所述的机械式夹爪夹瓶装置包括步进电机201、步进电机固定块202、同步带203、气缸204、气缸固定座205、同步带轮206、夹爪207和西林瓶夹头208。夹爪207可转动地设于灯检盘307外周，夹爪207的上端连接驱动夹爪207开合的气缸204的活动轴，气缸204固定于气缸固定座205上，如图2所示，夹爪207的上部安装有同步带轮206，步进电机201的输出轴上也安装有同步带轮206，夹爪207上部的同步带轮206和步进电机201输出轴上的同步带轮206通过同步带203相连，步进电机201安装于步进电机固定块202上，步进电机固定块202固定于灯检盘307上，所述的夹爪207的下端安装有西林瓶夹头208，待检西林瓶209被西林瓶夹头208夹住头部悬于空中，光源101和相机103位于待检西林瓶209的一侧。步进电机201通过同步带203带动夹爪207、西林瓶夹头208及待检西林瓶209一起旋转；所述的夹爪207通过电磁阀控制气缸204活动轴伸缩来调整夹爪207的开合。

机械式夹爪夹瓶装置的多组夹爪均匀分布安装在灯检盘307圆周上。安装过程中通过调整相机安装座104、光源安装座102竖直方向的角度，保证一组相机103能拍摄到待检西林瓶209瓶身及冻干粉饼上表面，另一组相机103能拍摄到待检西林瓶209瓶身及冻干粉饼底面。 

具体动作过程如下：首先主电机306带动主轴301始终以均速旋转。当待检西林瓶209通过进料装置进入持续旋转的主轴301时，气缸204推动夹爪207闭合并将待检西林瓶209夹起。当主轴301自身旋转到指定工位时，步进电机201驱动夹爪207开始低速旋转，同时图像同步跟随采集装置中的中空直驱伺服电机106带动光源101、相机103做相对主轴301旋转方向上的同步跟随转动，并保持角速度相同。在此同步跟随过程中，相机对待检西林瓶209进行图像采集，并通过控制系统对所采集的图像进行分析处理，最终检测出西林瓶内冻干粉饼上、下及圆周表面形状、异物、西林瓶身外观质量及缺陷，并判断是否符合要求。完成这些检测动作后，当该产品随主轴301旋转至出料位置时，气缸204推动夹爪207打开并将产品放下，然后由出料装置根据产品检测结果进行分类，完成整过冻干西林瓶内冻干粉饼的形状、外表面异物及瓶身外观的检测过程。

Claims (7)

1.一种用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，包括图像同步跟随采集装置、机械式夹爪夹瓶装置和主驱动系统；所述的图像同步跟随采集装置包括中空直驱伺服电机(106)，中空直驱伺服电机(106)固定连接中空直驱伺服电机输出法兰(107)，中空直驱伺服电机输出法兰(107)固定连接转臂(105)的一端，转臂(105)固定连接光源安装座(102)和相机安装座(104)，光源安装座(102)上设有光源(101)，相机安装座(104)上设有相机(103)；所述的主驱动系统包括主轴(301)，主轴(301)可转动地设于中空直驱伺服电机(106)的中心孔中，主轴(301)连接减速机(305)，减速机(305)连接主电机(306)，主轴(301)外侧设有滑套(302)，滑套(302)固定连接灯检盘(307)；所述的机械式夹爪夹瓶装置包括可转动地设于灯检盘(307)外周的夹爪(207)，夹爪(207)的上部设有同步带轮(206)，步进电机(201)的输出轴上也设有同步带轮(206)，夹爪(207)上部的同步带轮(206)和步进电机(201)输出轴上的同步带轮(206)通过同步带(203)相连，步进电机(201)设于步进电机固定块(202)上，步进电机固定块(202)固定于灯检盘(307)上，夹爪(207)的上端连接驱动夹爪(207)开合的气缸(204)的活动轴，所述的夹爪(207)的下端设有西林瓶夹头(208)。

2.如权利要求1所述的用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，待检西林瓶(209)固定于所述的西林瓶夹头(208)上，光源(101)和相机(103)位于待检西林瓶(209)的一侧。

3.如权利要求1所述的用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，所述的中空直驱伺服电机(108)与主轴(301)保持同心。

4.如权利要求1所述的用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，所述的光源安装座(102)和相机安装座(104)分别位于转臂(105)的两端。

5.如权利要求1所述的用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，所述的主轴(301)可转动地设于主平台(303)上，中空直驱伺服电机(106)固定于主平台(303)上。

6.如权利要求3所述的用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，所述的主平台(303)的底面连接电机安装架(304)，主电机(306)与减速机(305)固定于电机安装架(304)上。

7.如权利要求1所述的用于冻干西林瓶灯检机的异物及外观检测装置，其特征在于，所述的气缸(204)固定于气缸固定座(205)上。

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