CN105107757A - 软胶囊机器人分拣系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软胶囊机器人分拣系统及方法，包括工作台，工作台上设置有振动上料机构、称重分料机构、第一移动送料机构、第一视觉识别机构、第二移动送料机构、第二视觉识别机构及分拣机器人；称重分料机构位于振动上料机构的出口端；第一移动送料机构和第二移动送料机构平行设置在称重分料机构的两侧，第一视觉识别机构与第一移动送料机构同侧设置且位于第一移动送料机构上端，第二视觉识别机构与第二移动送料机构同侧设置且位于第二移动送料机构上端；分拣机器人位于第一移动送料机构和第二移动送料机构之间；该系统还包括控制器。本发明分拣精度、准确率及自动化程度高，减少了人力消耗和成本。

Description

软胶囊机器人分拣系统及方法

技术领域

本发明涉及一种胶囊分拣系统，属医药机械自动化领域，更具体的说是涉及一种软胶囊机器人分拣系统及方法。

背景技术

在医药生产过程中虽然胶囊分拣标准要求很严格，但也容易出现产品残缺不完整、重量不足、表面有杂质等不良品出现，如果此类产品流入销售环节，势必会给生产厂商带来重大经济损失。目前各大制药公司还基本停留在靠人工肉眼检查的阶段，工人长时间重复劳动，由于视觉疲劳、心里焦躁、粗心大意等人为因素，可能会造成以上不良品漏检或者是造成人为二次污染以至于流入下个环节。

随着市场竞争的不断加剧，各生产厂家不得不提高自身产品质量，提高分拣效率以应对市场的变化。随着社会的飞速发展，劳动成本也在不断的提高。

由此可见，采用一套能长时间工作、分拣准确率高且没有二次污染的设备是非常实用而且值得研究创新的。

发明内容

本发明为克服现有软胶囊分拣系统存在漏检、分拣效果及效率差的缺陷，提供了一种软胶囊机器人分拣系统及其分拣方法。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

软胶囊机器人分拣系统，包括工作台，所述工作台上设置有振动上料机构、称重分料机构、第一移动送料机构、第一视觉识别机构、第二移动送料机构、第二视觉识别机构及分拣机器人；所述称重分料机构位于振动上料机构的出口端；所述第一移动送料机构和第二移动送料机构平行设置在称重分料机构的两侧，所述第一视觉识别机构与第一移动送料机构同侧设置，且所述第一视觉识别机构位于第一移动送料机构上端，所述第二视觉识别机构与第二移动送料机构同侧设置，且所述第二视觉识别机构位于第二移动送料机构上端；所述分拣机器人位于第一移动送料机构和第二移动送料机构之间；该系统还包括控制器，控制器与振动上料机构、称重分料机构、第一移动送料机构、第一视觉识别机构、第二移动送料机构、第二视觉识别机构及分拣机器人均信号连接。

作为本系统的第一个优化方案，所述第一移动送料机构包括第一送料盘和第一伺服行走机构，所述第一送料盘可在第一伺服行走机构带动下做直线运动；所述第二移动送料机构包括第二送料盘和第二伺服行走机构，所述第二送料盘可在第二伺服行走机构带动下做直线运动。

作为第一个优化方案的进一步优化，所述第一送料盘和第二送料盘的侧面均连接有气缸。

作为本系统的第二个优化方案，所述第一视觉识别机构包括沿直线排列的一号摄像头和二号摄像头；所述所述第二视觉识别机构包括沿直线排列的三号摄像头和四号摄像头。

作为本系统的第三个优化方案，所述第一移动送料机构和第二移动送料机构均分别设置有第一自动擦拭机构和第一自动擦拭机构。

作为本系统的第四个优化方案，该系统还包括设置在工作台上的合格品接料框，合格品接料框位于第一移动送料机构和第二移动送料机构的结束段。

作为本系统的第五个优化方案，该系统还包括设置在第一移动送料机构和第二移动送料机构下端的不良品收集盒。

同时，本发明还公开了一种软胶囊机器人分拣方法，该方法包括以下步骤：

S1.将软胶囊倒入振动上料机构，振动上料机构振动，将单个软胶囊筛选出并输送到称重分料机构4；

S2.称重分料机构4称取规定重量的软胶囊，此时，第一送料盘处于接料位置并向控制器发出到位信号，控制器9收到信号控制振动上料机构停止振动，称重分料机构将称取的软胶囊倒入第一送料盘；

S3.第一送料盘在第一伺服行走机构带动下平移到一号摄像头下方并停止，一号摄像头对第一送料盘5内软胶囊拍照进行初步检测筛选，将不合格软胶囊坐标输送给控制器；

S4.控制器控制分拣机器人对坐标处软胶囊进行抓取，将不合格胶囊抓取并放入不良品收集盒；

S5.第一伺服行走机构做往复运动，重复步骤S3和步骤S4三到五次；

S6.第一伺服行走机构将第一送料盘送至二号摄像头下方并停止，二号摄像头对第一送料盘内软胶囊拍照进行精准检测筛选，将不合格软胶囊的精准坐标输送给控制器；

S7.控制器控制分拣机器人对精准坐标处软胶囊进行抓取，将不合格胶囊抓取并放入不良品收集盒；

S8.分拣结束后第一送料盘5移动到合格品接料框并倒入合格软胶囊，完成后返回接料位置；

S9.重复步骤S3~步骤S8。

作为本方法的进一步优化，在进行步骤S3~步骤S8的同时，还执行以下步骤：

A1.当第一送料盘5离开接料位置后，第二送料盘在第二伺服行走机构带动下到达接料位置，称重分料机构称取规定重量的软胶囊倒入第一送料盘；

A2.采用步骤S3~步骤S8的方式，第二送料盘内的软胶囊通过三号摄像头和四号摄像头分别进行检测筛选，检测筛选完成后将不合格软胶囊的坐标发送给控制器，等待分拣机器人分拣；

A3.待分拣机器人将第一送料盘内软胶囊分拣完成后，直接对第二送料盘内的软胶囊进行分拣；

A4.第二送料盘分拣结束后移动到合格品接料框并倒入合格软胶囊，完成后返回接料位置；

A5.重复步骤A1~步骤A4。

作为本方法的进一步优化，当第一送料盘和第二送料盘完成规定输送次数后，第一自动擦拭机构和第二自动擦拭机构分别对第一送料盘和第二送料盘擦拭清洗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过视觉识别机构对不合格胶囊进行识别筛选，并通过分拣机器人抓取，分拣精度、准确率及自动化程度高，减少了人力消耗和成本。

2、本发明能够同时进行两条线的胶囊分拣，分拣效率高，分拣时间短、速度快，并且能够长时间工作。

3、本发明在分拣过程中不与外界环境接触，保证了胶囊的卫生，避免了人为污染。

4、本发明的分拣方法步骤紧密，能够充分利用分拣系统，提高了分拣效率，降低了分拣时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的结构示意图；

图中的标号分别表示为：1、工作台；2、第二伺服行走机构；3、振动上料机构；4、称重分料机构；5、第一送料盘；6、第一自动擦拭机构；7、一号摄像头；8、二号摄像头；9、控制器；10、滑料道；11、合格品接料框；12、三号摄像头；13、四号摄像头；14、分拣机器人；15、第一伺服行走机构；16、第一自动擦拭机构；17、第二送料盘；18、不良品收集盒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1、图2所示，软胶囊机器人分拣系统，包括工作台1，所述工作台1上设置有振动上料机构3、称重分料机构4、第一移动送料机构、第一视觉识别机构、第二移动送料机构、第二视觉识别机构及分拣机器人14；所述称重分料机构4位于振动上料机构3的出口端；所述第一移动送料机构和第二移动送料机构平行设置在称重分料机构4的两侧，所述第一视觉识别机构与第一移动送料机构同侧设置，且所述第一视觉识别机构位于第一移动送料机构上端，所述第二视觉识别机构与第二移动送料机构同侧设置，且所述第二视觉识别机构位于第二移动送料机构上端；所述分拣机器人14位于第一移动送料机构和第二移动送料机构之间；该系统还包括控制器9，控制器9与振动上料机构3、称重分料机构4、第一移动送料机构、第一视觉识别机构、第二移动送料机构、第二视觉识别机构及分拣机器人14均信号连接。

本实施例工作原理为：

待分拣软胶囊置于振动上料机构3内，通过振动上料机构3振动将软胶囊输送给称重分料机构4，输送时振动上料机构3将粘连在一起的软胶囊阻隔，只允许单个软胶囊通过，起到初步筛选的作用；当称重分料机构4的重量达到预设重量时振动上料机构3停止振动送料，称重分料机构4将其内的软胶囊倒入第一移动送料机构或第二移动送料机构，通过第一移动送料机构或第二移动送料机构输送到分拣机器人14的工作范围内，第一移动送料机构或第二移动送料机构输送时，当软胶囊位于第一视觉识别机构或第二视觉识别机构时停止，通过第一视觉识别机构或第二视觉识别机构对软胶囊的外形、颜色或形状等进行识别，识别后进入分拣机器人14进行分拣，如此重复几次，最后，合格的软胶囊通过第一移动送料机构或第二移动送料机构输送离开工作台，完成分拣。

本发明的分拣通过第一视觉识别机构或第二视觉识别机构进行识别，并通过分拣机器人14进行分拣，识别和分拣精度高，速度快，分拣效果好，效率高。同时，第一移动送料机构或第二移动送料机构可同时进行两条线的软胶囊输送，当其中某条线的软胶囊正在进行分拣时，另一条线的送料机构移动到自动称重分料机构并接收软胶囊，通过识别后等待分拣机器人14，从而当分拣机器人14完成后马上能进行另一条线的分拣，分拣效率高，速度快。本发明的软胶囊机器人分拣系统也可只设置第一移动送料机构或第二移动送料机构所在的任意一条分拣线，但相对于两条线来说分拣效率降低。

本发明通过视觉识别机构对不合格胶囊进行识别筛选，并通过分拣机器人14抓取，分拣精度、准确率及自动化程度高，减少了人力消耗和成本。

本发明的分拣过程均不与人接触，保证了胶囊的卫生，同时，还可在工作台1上加设亚力克护罩，将上述部件和工作台1完全罩住，进一步隔离胶囊的分拣，加强卫生环境。

本发明的控制器9可控制振动上料机构3的振动，称重分料机构4的翻转倒料，第一移动送料机构和第二移动送料机构的运行和位置精度，第一视觉识别机构和第二视觉识别机构的识别以及分拣机器人14的精确找准，起到了很好的校准和控制作用，保证分拣的准确率。

本实施例中，还可在第一移动送料机构和第二移动送料机构结束段设置滑料道10，当第一移动送料机构和第二移动送料机构内的软胶囊完成分拣后，合格品可直接倒入滑料道10，通过滑料道10进行收集或者是输送，保证胶囊的后续处理能够及时处理，分拣机器人14可以不用停止继续作业，节约了输送时间和分拣时间。

本实施例中分拣机器人14可采用LS3-401SC型爱普生机器人；LS3-401SC型爱普生机器人不仅具有稳定的吸盘用于吸收不合格胶囊，同时其运行稳定，抓取精准，可提高分拣精度和效率，也便于长久工作使用。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上做了进一步优化，具体为：所述第一移动送料机构包括第一送料盘5和第一伺服行走机构15，所述第一送料盘5可在第一伺服行走机构15带动下做直线运动；所述第二移动送料机构包括第二送料盘17和第二伺服行走机构2，所述第二送料盘17可在第二伺服行走机构2带动下做直线运动。

本实施例的第一送料盘5和第二送料盘17用于盛装软胶囊，在第一伺服行走机构15和第二伺服行走机构2的作用下完成软胶囊的输送，输送平稳，结构简单。

作为优选的，所述第一送料盘5和第二送料盘17的侧面均连接有气缸19。气缸19用于翻转第一送料盘5和第二送料盘17，当第一送料盘5和第二送料盘17内的软胶囊完成分拣后，留下合格的软胶囊，气缸19工作将第一送料盘5和第二送料盘17倾斜翻转将软胶囊倒出，无须人工拾捡，方便卫生。

实施例3

本实施例在实施例1或实施例2的基础上做了进一步优化，具体为：所述第一视觉识别机构包括沿直线排列的一号摄像头7和二号摄像头8；所述所述第二视觉识别机构包括沿直线排列的三号摄像头12和四号摄像头13。

本实施例的一号摄像头7和二号摄像头8可对第一移动送料机构输送的软胶囊进行识别，一号摄像头7对软胶囊进行进行初步识别和筛选，将外型缺陷较大、外观污点较大、颜色及重量差别较大的胶囊选出，二号摄像头8则进行精确筛选，将差别较小的胶囊选出，直到完成所有不合格胶囊的分拣，同理三号摄像头12和四号摄像头13则对第二移动送料机构的软胶囊进行初步和精确筛选。

本实施例的一号摄像头7、二号摄像头8、三号摄像头12及四号摄像头13最好采用高清工业摄像头，以保证识别的精准性，提高分拣精度。

实施例4

本实施例在实施例1-实施例3中任一实施例的基础上增加了以下结构：所述第一移动送料机构和第二移动送料机构均分别设置有第一自动擦拭机构6和第一自动擦拭机构16。

本实施例的第一自动擦拭机构6和第一自动擦拭机构16分别对第一移动送料机构和第二移动送料机构进行擦拭清洁，保证第一移动送料机构和第二移动送料机构运输软胶囊的卫生，避免设备对软胶囊的污染。

实施例5

本实施例在上述任一实施例的基础上增加了以下结构，具体为：该系统还包括设置在工作台1上的合格品接料框11，合格品接料框11位于第一移动送料机构和第二移动送料机构的结束段。

本发明在合格品接料框11位于第一移动送料机构和第二移动送料机构的结束段设置合格品接料框11，当第一移动送料机构和第二移动送料机构运输的软胶囊完成分拣后，可直接倒入合格品接料框11完成合格品收集，简单方便。

实施例6

本实施例在上述任一实施例的基础上增加了以下结构，具体为：该系统还包括设置在第一移动送料机构和第二移动送料机构下端的不良品收集盒18。

本实施例的不良品收集盒18位于分拣机器人14的活动范围，当分拣机器人抓取不合格的暖胶囊后，直接将其放置在不良品收集盒18内，将不合格软胶囊收集，便于后续处理。

实施例7

一种软胶囊机器人分拣方法，该方法包括以下步骤：

S1.将软胶囊倒入振动上料机构3，振动上料机构3振动，将单个软胶囊筛选出并输送到称重分料机构4；振动上料机构3对软胶囊进行一个打大致筛选，将粘连在一起的胶囊团排除，只允许单个的软胶囊进入称重分料机构4，减少后续分拣工作量。

S2.称重分料机构4称取规定重量的软胶囊，此时，第一送料盘5处于接料位置并向控制器9发出到位信号，控制器9收到信号控制振动上料机构3停止振动，称重分料机构4将称取的软胶囊倒入第一送料盘5；

S3.第一送料盘5在第一伺服行走机构15带动下平移到一号摄像头7下方并停止，一号摄像头7对第一送料盘5内软胶囊拍照进行初步检测筛选，将不合格软胶囊坐标输送给控制器9；根据不合格标准，可设定大小差异、颜色差异、表面斑点情况的数据给控制器9，控制器9根据对比分析找出不合格软胶囊坐标。

S4.控制器9控制分拣机器人14对坐标处软胶囊进行抓取，将不合格胶囊抓取并放入不良品收集盒18；

S5.第一伺服行走机构15做往复运动，重复步骤S3和步骤S4三到五次；根据软胶囊生产好坏情况，往复运动的重复次数可以进行调整。

S6.第一伺服行走机构15将第一送料盘5送至二号摄像头8下方并停止，二号摄像头8对第一送料盘5内软胶囊拍照进行精准检测筛选，将不合格软胶囊的精准坐标输送给控制器9；

S7.控制器9控制分拣机器人14对精准坐标处软胶囊进行抓取，将不合格胶囊抓取并放入不良品收集盒18；

S8.分拣结束后第一送料盘5移动到合格品接料框11并倒入合格软胶囊，完成后返回接料位置；

S9.重复步骤S3~步骤S8。

本方法通过控制器9完成对各部件的开关、运行和定位控制，精度高，反应速度快，并且分拣快速、准确，减少了漏检和错检的问题，分析效率高，效果好，同时也减少了分拣时对软胶囊的二次污染。

同时，在执行步骤S3~步骤S8的同时，该方法还执行以下步骤：

A1.当第一送料盘5离开接料位置后，第二送料盘17在第二伺服行走机构2带动下到达接料位置，称重分料机构4称取规定重量的软胶囊倒入第一送料盘5；

A2.采用上述步骤S3~步骤S8相同的方式，第二送料盘17内的软胶囊通过三号摄像头12和四号摄像头13分别进行检测筛选，检测筛选完成后将不合格软胶囊的坐标发送给控制器9，等待分拣机器人14分拣；

A3.待分拣机器人14将第一送料盘5内软胶囊分拣完成后，直接对第二送料盘17内的软胶囊进行分拣；

A4.第二送料盘17分拣结束后移动到合格品接料框11并倒入合格软胶囊，完成后返回接料位置；

A5.重复步骤A1~步骤A4。

本方法同时执行步骤A1~步骤A4、步骤S1~步骤S8两条线的分拣，减少了分拣机器人14的等待时间，使得分拣效率大大提高。

最后，当第一送料盘5和第二送料盘17完成规定输送次数3~5次后，第一自动擦拭机构6和第二自动擦拭机构16分别对第一送料盘5和第二送料盘17擦拭清洗，保证第一送料盘5和第二送料盘17的卫生环境，避免软胶囊二次污染。

如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.软胶囊机器人分拣系统，包括工作台（1），其特征在于：所述工作台（1）上设置有振动上料机构（3）、称重分料机构（4）、第一移动送料机构、第一视觉识别机构、第二移动送料机构、第二视觉识别机构及分拣机器人（14）；所述称重分料机构（4）位于振动上料机构（3）的出口端；所述第一移动送料机构和第二移动送料机构平行设置在称重分料机构（4）的两侧，所述第一视觉识别机构与第一移动送料机构同侧设置，且所述第一视觉识别机构位于第一移动送料机构上端，所述第二视觉识别机构与第二移动送料机构同侧设置，且所述第二视觉识别机构位于第二移动送料机构上端；所述分拣机器人（14）位于第一移动送料机构和第二移动送料机构之间；该系统还包括控制器（9），控制器（9）与振动上料机构（3）、称重分料机构（4）、第一移动送料机构、第一视觉识别机构、第二移动送料机构、第二视觉识别机构及分拣机器人（14）均信号连接。

2.根据权利要求1所述的软胶囊机器人分拣系统，其特征在于：所述第一移动送料机构包括第一送料盘（5）和第一伺服行走机构（15），所述第一送料盘（5）可在第一伺服行走机构（15）带动下做直线运动；所述第二移动送料机构包括第二送料盘（17）和第二伺服行走机构（2），所述第二送料盘（17）可在第二伺服行走机构（2）带动下做直线运动。

3.根据权利要求2所述的软胶囊机器人分拣系统，其特征在于：所述第一送料盘（5）和第二送料盘（17）的侧面均连接有气缸（19）。

4.根据权利要求1或2所述的软胶囊机器人分拣系统，其特征在于：所述第一视觉识别机构包括沿直线排列的一号摄像头（7）和二号摄像头（8）；所述所述第二视觉识别机构包括沿直线排列的三号摄像头（12）和四号摄像头（13）。

5.根据权利要求1所述的软胶囊机器人分拣系统，其特征在于：所述第一移动送料机构和第二移动送料机构均分别设置有第一自动擦拭机构（6）和第一自动擦拭机构（16）。

6.根据权利要求1所述的软胶囊机器人分拣系统，其特征在于：该系统还包括设置在工作台（1）上的合格品接料框（11），合格品接料框（11）位于第一移动送料机构和第二移动送料机构的结束段。

7.根据权利要求1所述的软胶囊机器人分拣系统，其特征在于：该系统还包括设置在第一移动送料机构和第二移动送料机构下端的不良品收集盒（18）。

8.一种软胶囊机器人分拣方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.将软胶囊倒入振动上料机构（3），振动上料机构（3）振动，将单个软胶囊筛选出并输送到称重分料机构（4）；

S2.称重分料机构（4）称取规定重量的软胶囊，此时，第一送料盘（5）处于接料位置并向控制器（9）发出到位信号，控制器（9）收到信号控制振动上料机构（3）停止振动，称重分料机构（4）将称取的软胶囊倒入第一送料盘（5）；

S3.第一送料盘（5）在第一伺服行走机构（15）带动下平移到一号摄像头（7）下方并停止，一号摄像头（7）对第一送料盘（5）内软胶囊拍照进行初步检测筛选，将不合格软胶囊坐标输送给控制器（9）；

S4.控制器（9）控制分拣机器人（14）对坐标处软胶囊进行抓取，将不合格胶囊抓取并放入不良品收集盒（18）；

S5.第一伺服行走机构（15）做往复运动，重复步骤S3和步骤S4三到五次；

S6.第一伺服行走机构（15）将第一送料盘（5）送至二号摄像头（8）下方并停止，二号摄像头（8）对第一送料盘（5）内软胶囊拍照进行精准检测筛选，将不合格软胶囊的精准坐标输送给控制器（9）；

S7.控制器（9）控制分拣机器人（14）对精准坐标处软胶囊进行抓取，将不合格胶囊抓取并放入不良品收集盒（18）；

S8.分拣结束后第一送料盘（5）移动到合格品接料框（11）并倒入合格软胶囊，完成后返回接料位置；

S9.重复步骤S3~步骤S8。

9.根据权利要求8所述的一种软胶囊机器人分拣方法，其特征在于，在进行所述步骤S3~步骤S8的同时，还执行以下步骤：

A1.当第一送料盘（5）离开接料位置后，第二送料盘（17）在第二伺服行走机构（2）带动下到达接料位置，称重分料机构（4）称取规定重量的软胶囊倒入第一送料盘（5）；

A2.采用与所述步骤S3~步骤S8相同的方式，第二送料盘（17）内的软胶囊通过三号摄像头（12）和四号摄像头（13）分别进行检测筛选，检测筛选完成后将不合格软胶囊的坐标发送给控制器（9），等待分拣机器人（14）分拣；

A3.待分拣机器人（14）将第一送料盘（5）内软胶囊分拣完成后，直接对第二送料盘（17）内的软胶囊进行分拣；

A4.第二送料盘（17）分拣结束后移动到合格品接料框（11）并倒入合格软胶囊，完成后返回接料位置；

A5.重复步骤A1~步骤A4。

10.根据权利要求9所述的一种软胶囊机器人分拣方法，其特征在于，当第一送料盘（5）和第二送料盘（17）完成规定输送次数后，第一自动擦拭机构（6）和第二自动擦拭机构（16）分别对第一送料盘（5）和第二送料盘（17）擦拭清洗。