CN103934219B - 一种复合材料网片智能分拣机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，包括：带有盖子的落料筒，复合材料网片以上下层叠的方式置于料筒内，装有复合材料网片的落料筒通过盖子封闭；翻转式机械手上料子系统；多工位转盘出料子系统；多位智能检测与辊轮输送子系统，将复合材料网片依次出料至图像处理与分拣子系统的进料工位；图像处理与分拣子系统；智能化质量分析与决策支持子系统。本发明是基于机器视觉影像处理层叠网片智能分拣机，采用机器视觉来代替人工检测、分拣网片，实现快速、准确的网片分拣，提高生产效率，保证成品出厂质量。

Description

一种复合材料网片智能分拣机

技术领域

本发明涉及一种对复合材料网片进行智能分拣的机械。

背景技术

复合材料网片是采用玻纤网片涂以酚醛树脂、环氧改性树脂烘干后冲切而成，是生产砂轮等产品的结合材料，在固体结构中起增强产品的强度、韧性和抗疲劳作用。在机械精密磨削中，所使用的砂轮是易耗部件，因而对网片需求极大。

但是国内外并未见报道有全自动的网片分拣装备，而国内主要依靠人工分拣，自动化程度低，劳动强度大、生产效率低，严重制约着产品质量的提高和工人劳动条件的改善，生产成本居高不下。因此，迫切需要一种新型的网片自动分拣装置，来解决上述难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动的网片分拣装备。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，包括：带有盖子的落料筒，复合材料网片以上下层叠的方式置于落料筒内，装有复合材料网片的落料筒通过盖子封闭；

翻转式机械手上料子系统，用于将装有复合材料网片的落料筒夹持至多工位转盘出料子系统的上料工位后，将落料筒翻转使得落料筒的盖子朝下；

多工位转盘出料子系统，包括圆形转台，圆形转台设有至少三个工位，分别为上料工位、去除网片粘连工位及出料工位并各有一固定在圆形转台上的料仓，料仓随圆形转台转动依次经过各个工位；料仓位于上料工位时，层叠的复合材料网片自抽去盖子的落料筒落入料仓内；料仓位于去除网片粘连工位时，在料仓周围布置有固定毛滚刷组，由伺服电机驱动位于料仓内的复合材料网片上下移动，层叠在一起的复合材料网片在上下移动过程中，与周围的毛滚刷组的刷毛接触并形成相对运动，毛滚刷组上的刷毛将一些彼此上下粘连的复合材料网片分离开来；料仓位于出料工位时，由伺服电机驱动层叠的复合材料网片上升，上升到位后，由间歇运动的出料辊子依次与位于最上层的复合材料网片接触后将其分片出料至多位智能检测与辊轮输送子系统；

多位智能检测与辊轮输送子系统，将复合材料网片依次出料至图像处理与分拣子系统的进料工位；

图像处理与分拣子系统，至少包括进料工位、摄像工位、合格品工位及不合格品工位，复合材料网片进入进料工位后转至摄像工位，再根据智能化质量分析与决策支持子系统给出的信号将复合材料网片转至合格品工位或不合格品工位；

智能化质量分析与决策支持子系统，用于对位于图像处理与分拣子系统的摄像工位的复合材料网片进行拍摄，并根据拍摄到的图像判断当前的复合材料网片是否为合格品，依据判断的结果向图像处理与分拣子系统给出相应的信号。

优选地，所述翻转式机械手上料子系统包括夹紧机构及可上下移动的托盘，所述落料筒置于托盘上，托盘上升到位后，由夹紧机构将所述落料筒夹紧后翻转180°，所述落料筒内设有落料筒导杆，该落料筒导杆位于落料筒中心轴线，落料筒导杆的一头固定在落料筒的筒底，便于落料筒翻转时，落料筒内部的复合材料网片出入定位且不发生散乱，所述落料筒被夹紧机构输送至所述多工位转盘出料子系统的上料工位后，所述落料筒的盖子打开，复合材料网片自由落下直至全部落入所述多工位转盘出料子系统的上料工位的料仓中。

优选地，所述多工位转盘出料子系统还包括固定在所述圆形转台上的红外传感器，位于所述出料工位的层叠的复合材料网片被所述伺服电机驱动上升后，由红外传感器检测位于最上层的复合材料网片是否上升到位。

优选地，在所述料仓内设有可升降的下托板及上托板，下托板固定在料仓两侧的导轨上，在下托板与上托板之间设有碟型弹簧，在导轨与料仓之间留有可容纳所述毛滚刷组的间隙，由伺服电机通过滚珠丝杠驱动下托板及上托板沿着导轨上下移动。

优选地，在所述料仓内同样设有料仓导杆，料仓导杆位于料仓的中心轴线上，贯穿于所述料仓内部的下托板及上托板后固定于料仓底部。

优选地，在所述料仓的料仓壁上对称镂空有数组竖直条形空隙，其中一对竖直条形空隙用于所述下托板连接所述导轨，其他组竖直条形空隙用于毛滚刷组的刷毛伸入。

优选地，所述多位智能检测与辊轮输送子系统包括布置在同一直线上的至少两对传输辊及至少一对发射辊轮，出料辊子将所述复合材料网片出料至位于多位智能检测与辊轮输送子系统端部的一对传输辊后，经过后续的传输辊及发射辊轮后，由发射辊轮将所述复合材料网片发射至所述图像处理与分拣子系统的进料工位，在相邻两对传输辊之间及相邻的传输辊与发射辊轮之间均设有一个光电传感器，由光电传感器对经过的复合材料网片计数，在相邻两对传输辊之间或相邻的传输辊与发射辊轮之间至少设有一个超声波传感器，由超声波传感器检测经过的复合材料网片的厚度。

优选地，所述图像处理与分拣子系统包括可旋转的分拣转盘，在分拣转盘上设有与所述进料工位、所述摄像工位、所述合格品工位及所述不合格品工位的数量总和相同的复合材料网片容纳空间，在每个复合材料网片容纳空间均设有一个磁极落料开关，所有磁极落料开关均与所述智能化质量分析与决策支持子系统相连，在与所述合格品工位及所述不合格品工位对应位置处分别设有一个合格品出料筒及不合格品出料筒，放有复合材料网片的复合材料网片容纳空间根据所述智能化质量分析与决策支持子系统给出的信号运行至合格品工位或不合格品工位后，该复合材料网片容纳空间的磁极落料开关开启后，相应的复合材料网片落入合格品出料筒或不合格品出料筒内。

本发明是基于机器视觉影像处理层叠网片智能分拣机，采用机器视觉来代替人工检测、分拣网片，实现快速、准确的网片分拣，提高生产效率，保证成品出厂质量。

附图说明

图1为本发明提供的一种复合材料网片智能分拣机的主视图；

图2为本发明提供的一种复合材料网片智能分拣机的俯视图；

图3为多位智能检测与辊轮输送子系统的示意图；

图4A为图像处理与分拣子系统的主视图；

图4B为图像处理与分拣子系统的局部立体示意图。

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。

如图1及图2所示，本发明提供的一种复合材料网片智能分拣机，包括带有盖子的落料筒4、翻转式机械手上料子系统、多工位转盘出料子系统、多传感器滚轮式输送子系统、图像处理与分拣子系统及质量分析与决策支持子系统。

由人工将复合材料网片3以上下层叠的方式放入落料筒4后，用盖子将落料筒4封闭。

翻转式机械手上料子系统包括夹紧机构19及可上下移动的托盘。装有复合材料网片3的落料筒4置于托盘上，由托盘将落料筒4抬起，落料筒4上升到位后，由夹紧机构19将落料筒4夹紧，托盘下落复位，夹紧机构19再将落料筒4翻转180°，使得盖子朝下。落料筒4被夹紧机构19输送至多工位转盘出料子系统的上料工位A。落料筒4内设有落料筒导杆，该落料筒导杆位于落料筒4中心轴线，落料筒导杆的一头固定在落料筒4的筒底，便于落料筒翻转时，落料筒4内部的复合材料网片3出入定位且不发生散乱。

多工位转盘出料子系统包括圆形转台2，圆形转台2内的料仓在上料工位A、去除网片粘连工位B、出料工位C及空料工位D间移动。在料仓内设有可升降的下托板21及上托板，下托板21固定在料仓两侧的导轨14上，在下托板21与上托板之间设有碟型弹簧碟型弹簧，在导轨14与料仓之间留有可容纳毛滚刷组5的间隙，由伺服电机15通过滚珠丝杠20驱动下托板21及上托板沿着导轨14上下移动。在料仓内同样设有料仓导杆，料仓导杆位于料仓的中心轴线上，贯穿于料仓内部的下托板21及上托板后固定于料仓底部。在料仓的料仓壁上对称镂空有数组竖直条形空隙，其中一对竖直条形空隙用于下托板21连接导轨14，其他组竖直条形空隙用于毛滚刷组5的刷毛伸入。

当料仓位于上料工位A时，层叠的复合材料网片3自抽去盖子的落料筒4落入料仓内的托板21上。落料筒4内的所有复合材料网片3均已出料完毕后，再由夹紧机构19将落料筒4反转180°，夹紧机构19松开，落料筒4落在托盘上，托盘带着空的落料筒4下降，落料筒4回到原始位置。

料仓将复合材料网片3装载完毕后，转动至去除网片粘连工位B。在料仓周围布置有毛滚刷组5，由伺服电机15通过丝杠20驱动托板21沿着导轨14上下移动，托板21带动复合材料网片3上下移动，在移动过程中，层叠的复合材料网片3与毛滚刷组5接触，通过毛滚刷组5上的毛滚刷通过震动旋转将粘连的复合材料网片3分离开来。

结合图3，料仓再转动至出料工位C，由伺服电机15通过丝杠20驱动托板21沿着导轨14上，托板21带着层叠的复合材料网片3上升，由位于圆形转台2上的红外传感器8检测层叠的复合材料网片3最上面一片复合材料网片3是否上升到位后，上升到位后，由出料辊子6与位于最上面一片的复合材料网片3接触后，通过凸轮7驱动出料辊子6将位于最上面一片的复合材料网片3出料至多位智能检测与辊轮输送子系统，达到单片出料的目的。随后按照固定时间间隙，伺服电机15通过丝杠20驱动托板21逐步上升，每次上升到位后，均由出料辊子6将位于最上面一片的复合材料网片3出料至多位智能检测与辊轮输送子系统直至将料仓内的所有复合材料网片3均出料完毕，出料完毕后，料仓转至空料工位D等待装料。

多传感器滚轮式输送子系统包括布置在同一直线上的六对传输辊13及至少一对发射辊轮10，每对传输辊13的两个传输辊之间及每对发射辊轮10的两个发射辊轮之间分别通过弹簧11相连。出料辊子6将复合材料网片3出料至位于多位智能检测与辊轮输送子系统端部的一对传输辊13后，经过后续的传输辊13及发射辊轮10后，由发射辊轮10将复合材料网片3发射至图像处理与分拣子系统的进料工位。在相邻两对传输辊13之间及相邻的传输辊13与发射辊轮10之间均设有一个光电传感器12，由光电传感器12对经过的复合材料网片3计数，在任意两组相邻两对传输辊13之间分别设有一个超声波传感器9，共两个超声波传感器9，由超声波传感器9检测经过的复合材料网片3的厚度。

结合图4A及图4B，图像处理与分拣子系统包括可旋转的分拣转盘17，在分拣转盘17上设有与进料工位、摄像工位、合格品工位及不合格品工位的数量总和相同的复合材料网片容纳空间，在每个复合材料网片容纳空间的底部均设有一个磁极落料开关。所有磁极落料开关均与智能化质量分析与决策支持子系统相连，在与合格品工位及不合格品工位对应位置处分别设有一个合格品出料筒及不合格品出料筒。复合材料网片3出多传感器滚轮式输送子系统后，落入位于进料工位的复合材料网片容纳空间内，该复合材料网片容纳空间再转动至摄像工位。由智能化质量分析与决策支持子系统的摄像头对摄像工位的复合材料网片容纳空间内的复合材料网片3进行拍摄，再由该智能化质量分析与决策支持子系统对拍摄到的图片进行图像处理，根据图像处理的结果判断当前的复合材料网片3是否为合格品，若为合格品，则当前的复合材料网片容纳空间运行至合格品工位后，磁极落料开关开启，复合材料网片容纳空间内的复合材料网片3落入位于合格品工位的合格品出料筒内，若为不合格品，则当前的复合材料网片容纳空间运行至不合格品工位后，磁极落料开关开启，复合材料网片容纳空间内的复合材料网片3落入位于不合格品工位的不合格品出料筒内。本领域技术人员还可以根据需要将不合格品按照形状、平整度、颜色、尺寸这四个方面来分类，并根据图像处理的结果将不合格品根据不同分类落入不同的不合格品出料筒内。

Claims (8)

1.一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，包括：带有盖子的落料筒（4），复合材料网片（3）以上下层叠的方式置于落料筒（4）内，装有复合材料网片（3）的落料筒（4）通过盖子封闭；

翻转式机械手上料子系统，用于将装有复合材料网片（3）的落料筒（4）夹持至多工位转盘出料子系统的上料工位（A）后，将落料筒（4）翻转使得落料筒（4）的盖子朝下；

多工位转盘出料子系统，包括圆形转台（2），圆形转台（2）设有至少三个工位，分别为上料工位（A）、去除网片粘连工位（B）及出料工位（C）并各有一固定在圆形转台（2）上的料仓，料仓随圆形转台（2）转动依次经过各个工位；料仓位于上料工位（A）时，层叠的复合材料网片（3）自抽去盖子的落料筒（4）落入料仓内；料仓位于去除网片粘连工位（B）时，在料仓周围布置有固定毛滚刷组（5），由伺服电机（15）驱动位于料仓内的复合材料网片（3）上下移动，层叠在一起的复合材料网片（3）在上下移动过程中，与周围的毛滚刷组（5）的刷毛接触并形成相对运动，毛滚刷组（5）上的刷毛将一些彼此上下粘连的复合材料网片（3）分离开来；料仓位于出料工位（C）时，由伺服电机（15）驱动层叠的复合材料网片（3）上升，上升到位后，由间歇运动的出料辊子（6）依次与位于最上层的复合材料网片（3）接触后将其分片出料至多位智能检测与辊轮输送子系统；

多位智能检测与辊轮输送子系统，将复合材料网片（3）依次出料至图像处理与分拣子系统的进料工位；

图像处理与分拣子系统，至少包括进料工位、摄像工位、合格品工位及不合格品工位，复合材料网片（3）进入进料工位后转至摄像工位，再根据智能化质量分析与决策支持子系统给出的信号将复合材料网片（3）转至合格品工位或不合格品工位；

智能化质量分析与决策支持子系统，用于对位于图像处理与分拣子系统的摄像工位的复合材料网片（3）进行拍摄，并根据拍摄到的图像判断当前的复合材料网片（3）是否为合格品，依据判断的结果向图像处理与分拣子系统给出相应的信号。

2.如权利要求1所述的一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，所述翻转式机械手上料子系统包括夹紧机构（19）及可上下移动的托盘，所述落料筒（4）置于托盘上，托盘上升到位后，由夹紧机构（19）将所述落料筒（4）夹紧后翻转180°，所述落料筒（4）内设有落料筒导杆，该落料筒导杆位于落料筒（4）中心轴线，落料筒导杆的一头固定在落料筒（4）的筒底，便于落料筒翻转时，落料筒（4）内部的复合材料网片（3）出入定位且不发生散乱，所述落料筒（4）被夹紧机构（19）输送至所述多工位转盘出料子系统的上料工位（A）后，所述落料筒（4）的盖子打开，复合材料网片（3）自由落下直至全部落入所述多工位转盘出料子系统的上料工位（A）的料仓中。

3.如权利要求1所述的一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，所述多工位转盘出料子系统还包括固定在所述圆形转台（2）上的红外传感器（8），位于所述出料工位（C）的层叠的复合材料网片（3）被所述伺服电机（15）驱动上升后，由红外传感器（8）检测位于最上层的复合材料网片（3）是否上升到位。

4.如权利要求1所述的一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，在所述料仓内设有可升降的下托板（21）及上托板，下托板（21）固定在料仓两侧的导轨（14）上，在下托板（21）与上托板之间设有碟型弹簧碟型弹簧，在导轨（14）与料仓之间留有可容纳所述毛滚刷组（5）的间隙，由伺服电机（15）通过滚珠丝杠（20）驱动下托板（21）及上托板沿着导轨（14）上下移动。

5.如权利要求4所述的一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，在所述料仓内同样设有料仓导杆，料仓导杆位于料仓的中心轴线上，贯穿于所述料仓内部的下托板（21）及上托板后固定于料仓底部。

6.如权利要求4所述的一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，在所述料仓的料仓壁上对称镂空有数组竖直条形空隙，其中一对竖直条形空隙用于所述下托板（21）连接所述导轨（14），其他组竖直条形空隙用于毛滚刷组（5）的刷毛伸入。

7.如权利要求4所述的一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，所述多位智能检测与辊轮输送子系统包括布置在同一直线上的至少两对传输辊（13）及至少一对发射辊轮（10），出料辊子（6）将所述复合材料网片（3）出料至位于多位智能检测与辊轮输送子系统端部的一对传输辊（13）后，经过后续的传输辊（13）及发射辊轮（10）后，由发射辊轮（10）将所述复合材料网片（3）发射至所述图像处理与分拣子系统的进料工位，在相邻两对传输辊（13）之间及相邻的传输辊（13）与发射辊轮（10）之间均设有一个光电传感器（12），由光电传感器（12）对经过的复合材料网片（3）计数，在相邻两对传输辊（13）之间或相邻的传输辊（13）与发射辊轮（10）之间至少设有一个超声波传感器（9），由超声波传感器（9）检测经过的复合材料网片（3）的厚度。

8.如权利要求1所述的一种复合材料网片智能分拣机，其特征在于，所述图像处理与分拣子系统包括可旋转的分拣转盘（17），在分拣转盘（17）上设有与所述进料工位、所述摄像工位、所述合格品工位及所述不合格品工位的数量总和相同的复合材料网片容纳空间，在每个复合材料网片容纳空间均设有一个磁极落料开关，所有磁极落料开关均与所述智能化质量分析与决策支持子系统相连，在与所述合格品工位及所述不合格品工位对应位置处分别设有一个合格品出料筒及不合格品出料筒，放有复合材料网片（3）的复合材料网片容纳空间根据所述智能化质量分析与决策支持子系统给出的信号运行至合格品工位或不合格品工位后，该复合材料网片容纳空间的磁极落料开关开启后，相应的复合材料网片（3）落入合格品出料筒或不合格品出料筒内。