CN105414056B - 一种转动式自动分拣机及分拣方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转动式自动分拣机及分拣方法，其技术方案的要点是包括有机台，所述机台上分别设有用于放置物料的振动盘、与振动盘连通的送料导轨、由电机带动转动的转盘，所述转盘上周向设有多个用于接收送料导轨上物料的进料槽，在所述转盘的上方设有产品外观质量采集单元，在所述机台上还设有多个分别与进料槽连通的出料筒和吹气装置。其方法是根据产品外观质量采集单元检测物料的结果将进料槽内的物料吹入对应出料筒内。本发明结构简单,不需要与上位机进行通信连接，送料导轨数量可根据产品优劣等级数量确定，节省机器空间。
Description
【技术领域】
本发明属于工业机器人领域，具体涉及一种转动式自动分拣机及分拣方法。
【背景技术】
目前在生产制造业的加工生产线上，越来越多的使用自动化机械设备代替原有的人工操作，自动化设备具有稳定性强、可长时间操作、无人车间、不以主观因素判定产品的优劣等优点，使生产效率提高和优化生产环境。其应用范围越来越广，应用前景十分广泛。
目前分拣机多采用上位机或人工判断产品的性能或外观质量，把判定结果传动到分拣机，且分拣机多采用三轴(X轴、Y轴、Z轴)运动方式进行分料动作。这样的设备及方法使生产成本增加，需要增加上位机判断或利用人眼判断筛选，且人眼筛选容易产生疲劳，由主观因素判断容易影响判断结果；采用三轴运动方式，由于产品筛选类别的增加机械臂运动的距离也相应增加，造成筛选速度较慢，影响生产效率。
本发明就是基于这种情况作出的。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种操作简便、效率高、分拣快速的转动式自动分拣机及分拣方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种转动式自动分拣机，其特征在于：包括有机台1，所述机台1上分别设有用于放置物料的振动盘2、与振动盘2连通的送料导轨3、由电机10带动转动的转盘4，所述转盘4上周向设有多个用于接收送料导轨3上物料的进料槽401，在所述转盘4的上方设有产品外观质量采集单元5，在所述机台1上还设有多个分别与进料槽401连通的出料筒11和根据产品外观质量采集单元5检测物料的结果将进料槽401内的物料吹入对应出料筒11的吹气装置6。
如上所述的转动式自动分拣机，其特征在于：所述产品外观质量采集单元5包括竖立在所述机台1上的第一支架501，在所述第一支架501上设有用于对进料槽401内的物料拍照的摄像头502和图像信息评价模块。
如上所述的转动式自动分拣机，其特征在于：在所述电机10与所述转盘4之间设有连接电机轴与所述转盘4的传动轴13，在所述转盘4的下方设有用于吸附所述进料槽401内的物料的吸气装置7，所述吸气装置7包括设于所述传动轴13上与外部气泵连接的吸气嘴701、连通吸气嘴701和各个进料槽401的吸气通道，所述吸气通道又包括轴向设在所述传动轴13上的轴向通气道702、与轴向通气道702连通呈放射状设立在传动轴13上的多个通气孔703、多个设在转盘4底面且连通通气孔703与进料槽401的通气槽704。
如上所述的转动式自动分拣机，其特征在于：所述吹气装置6包括设在所述机台1上的第二支架601，所述第二支架601上设有多个用于将进料槽401内的物料吹至所述出料筒11的吹气嘴602。
如上所述的转动式自动分拣机，其特征在于：所述送料导轨3上与所述转盘4的连接处设有导轨出口301，在所述导轨出口301处设有用于检测转动至导轨出口301处的进料槽401是否有物料的进料口传感器12和由控制器控制开启或关闭的物料挡片。
如上所述的转动式自动分拣机，其特征在于：在所述转盘4的外围设有固定在所述机台1上的挡圈8，在所述挡圈8上位于所述送料导轨3相对的位置设有进料缺口801，在所述挡圈8上位于所述出料筒11相对的位置设有多个出料缺口802。
如上所述的转动式自动分拣机，其特征在于：所述吹气装置6吹气的压力大于所述吸气装置7吸气的压力。
如上所述的转动式自动分拣机，其特征在于：在所述转盘4下方设有随转盘4一同转动的安装板14，在所述安装板14上位于所述进料槽401正下方设有多个用于安装物料探测器的安装孔15，在所述第二支架601上还设有多个与所述出料筒11对应的出料口传感器；所述的出料筒11为四个，所述的进料槽401为十八个。
如上所述的转动式自动分拣机，其特征在于：在所述机台1上设有警示模块9，所述警示模块包括警示灯塔901、人机界面902和蜂鸣器；所述产品外观质量采集单元5设在远离所述出料筒11的位置。
一种利用所述分拣机分拣的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、所述振动盘2振动并通过所述送料导轨3将物料传送到所述导轨出口301处；
B、物料挡片打开传送物料至导轨出口301处的所述进料槽401，完成送料后物料挡片关闭，转盘4转动20度后暂停，待后方的所述进料槽401完成进料后继续转动，重复此动作；
C、装有物料的所述进料槽401转至所述摄像头502后暂停，待摄像头502采集完图像和完成进料后，转盘4继续转动，重复此动作；
D、装有物料的所述进料槽401转至相应出料筒11位置后暂停，待吹气装置6将物料吹入出料筒11内、摄像头502采集完图像和完成进料后，转盘4继续转动，重复此动作，完成分拣工作。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明结构简单：不需要与上位机进行通信连接，送料导轨数量可根据产品优劣等级数量确定，节省机器空间。
2、本发明自动检测：产品传送到摄像头位置，自动摄像并通过图像信息评价模块判定产品的等级，避免人工操作时漏检、误检的情况发生，提高产品检测准确度。
3、本发明快速分拣：采用多凹槽旋转装置减少机械臂行程以增加分拣速度，提高分拣效率。
4、本发明通用性强：适用于分拣不同种类和大小的产品，改变图像信息评价标准和振动盘模块，以及改变判定等级确定分料口数量。
【附图说明】
图1是本发明立体图；
图2是本发明剖视图；
图3是本发明转盘的立体图；
图4是本发明安装板的立体图；
图5是本发明挡圈的立体图；
图6为图3中A处的放大图。
图中：1为机台；2为振动盘；3为送料导轨；301为导轨出口；4为转盘；401为进料槽；5为外观质量采集单元；501为第一支架；502为摄像头；6为吹气装置；601为第二支架；602为吹气嘴；7为吸气装置；701为吸气嘴；702为轴向通气道；703为通气孔；704为通气槽；8为挡圈；801为进料缺口；802为出料缺口；9为警示模块；901为警示灯塔；902为人机界面；10为电机；11为出料筒；12为进料口传感器；13为传动轴；14为安装板；15为安装孔。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明技术特征作进一步详细说明以便于所述领域技术人员理解。
一种转动式自动分拣机，包括有机台1，所述机台1上分别设有用于放置物料的振动盘2、与振动盘2连通的送料导轨3、由电机10带动转动的转盘4，所述转盘4上周向设有多个用于接收送料导轨3上物料的进料槽401，在所述转盘4的上方设有产品外观质量采集单元5，在所述机台1上还设有多个分别与进料槽401连通的出料筒11和根据产品外观质量采集单元5检测物料的结果将进料槽401内的物料吹入对应出料筒11的吹气装置6。所述进料槽401的直径可以为25毫米。
如上所述的转动式自动分拣机，所述产品外观质量采集单元5包括竖立在所述机台1上的第一支架501，在所述第一支架501上设有用于对进料槽401内的物料拍照的摄像头502和图像信息评价模块。
如上所述的转动式自动分拣机，在所述电机10与所述转盘4之间设有连接电机轴与所述转盘4的传动轴13，在所述转盘4的下方设有用于吸附所述进料槽401内的物料的吸气装置7，所述吸气装置7包括设于所述传动轴13上与外部气泵连接的吸气嘴701、连通吸气嘴701和各个进料槽401的吸气通道，所述吸气通道又包括轴向设在所述传动轴13上的轴向通气道702、与轴向通气道702连通呈放射状设立在传动轴13上的多个通气孔703、多个设在转盘4底面且连通通气孔703与进料槽401的通气槽704。
如上所述的转动式自动分拣机，所述吹气装置6包括设在所述机台1上的第二支架601，所述第二支架601上设有多个用于将进料槽401内的物料吹至所述出料筒11的吹气嘴602。
如上所述的转动式自动分拣机，所述送料导轨3上与所述转盘4的连接处设有导轨出口301，在所述导轨出口301处设有用于检测转动至导轨出口301处的进料槽401是否有物料的进料口传感器12和由控制器控制开启或关闭的物料挡片。
如上所述的转动式自动分拣机，在所述转盘4的外围设有固定在所述机台1上的挡圈8，在所述挡圈8上位于所述送料导轨3相对的位置设有进料缺口801，在所述挡圈8上位于所述出料筒11相对的位置设有多个出料缺口802。所述挡圈8的作用是用于防止物料由于旋转离心力造成的抛出现象。
如上所述的转动式自动分拣机，在所述转盘4下方设有随转盘4一同转动的安装板14，在所述安装板14上位于所述进料槽401正下方设有多个用于安装物料探测器的安装孔15，在所述第二支架601上还设有多个与所述出料筒11对应的出料口传感器。
如上所述的转动式自动分拣机，所述的出料筒11为四个，所述的进料槽401为十八个，所述进料口传感器12、出料口传感器和物料探测器均为光电传感器。所述安装孔15也为十八个，其直径为8毫米，本发明可以分拣的物料直径范围在8至25毫米之间。
如上所述的转动式自动分拣机，在所述机台1上设有警示模块9，所述警示模块9包括警示灯塔901、蜂鸣器和人机界面902，正常工作时由警示灯塔901提示工作，出现故障或分料达到设定数量时警示灯、蜂鸣器和人机界面同时提示报警，蜂鸣器响、警示灯闪烁、人机界面提示报警内容。
本发明还设置有手动开关，用于开启设备电源、启动和暂停动作、急停、复位等动作。
本发明所述摄像头安装到转盘4进料槽401后方第三个进料槽401正上方的位置。摄像头采集物料的图像传送到图像信息评价模块对物料进行判定，同时通过图像信息评价模块处理并传送到PLC控制器计算各等级产品数量。摄像头装置在转盘4进料口附近而远离出料筒11的目的是增加图像信息评价模块判别物料等级的时间。其判定标准由图像信息评价模块设定，使其更加客观准确的判定物料的优劣，并把判定结果传送到PLC可编程逻辑控制器，PLC控制器确定转盘的运动方式。
所述进料口传感器12与物料探测器配合使用控制导轨出口301处的物料挡片作动，所述物料挡片由电磁阀控制作动，振动盘2利用振动将其内的物料送到送料导轨3，送料导轨3上前面的物料挤压后面物料实现移动，进料口传感器12安装在导轨出口301处，距转盘4一个物料长度的位置，转盘4上其中一个进料槽401转动到导轨出口301处，进料口传感器12和该进料槽401底部的物料探测器均探测到该进料槽401无物料时，控制器控制送料导轨3进料口处的物料挡片打开，振动盘振动传送物料到该进料槽401，并关闭该物料挡片。
产品外观质量采集单元5包括摄像头501和图像信息评价模块，摄像头获取物料信息并传输到图像信息评价模块进行外观评比，根据设定规格判定产品的优劣等级，把相应等级信息传输到PLC控制器并记录各等级物料数量。
人机交互模块与PLC可编程逻辑控制器连接，用于设置转盘4的运行速度、振动盘振动频率，人机交互模块还用于产品判定等级的设定，人机交互界面还用于显示报警提示和显示各级别产品数量。
进料口感应器12探测到进料口处的进料槽401内有物料时，转盘4上的吸气装置7吸住物料，同时转盘4通过电机10控制其旋转20度暂停，暂停的目的是用于摄像头502采集物料外观图像以及四个出料筒11出料，暂停时间由摄像头抓取物料图像的时间与出料速度共同确定。由图像信息评价模块判定物料的优劣等级，本发明设置有四个等级即优、良、中、差，每个等级对应一个出料口，通过PLC控制器控制相应电磁阀动作，物料旋转到设定等级的出料口位置开启相应电磁阀作动吹气，把物料吹送到相应出料筒11中，其中吹气压力大于转盘4的吸气压力，便于吹到出料筒11中。出料口传感器探测物料已经被分拣到出料筒11中，摄像头也已经抓取到该位置物料的图像，同时进料口位置也被传送进物料，转盘4开始旋转，每次旋转度数确定都为20度。重复上述动作直至接收到停止指令时结束动作。
在所述转盘4的外围设有固定在所述机台1上的挡圈8，在所述挡圈8上位于所述送料导轨3相对的位置设有进料缺口801，在所述挡圈8上位于所述出料筒11相对的位置设有多个出料缺口802。所述出料缺口802与所述出料筒11均为四个，分别用于接受优、良、中、差四个等级的物料，在每个出料筒11的上方都装有一个吹气嘴602，每一个吹气嘴602都由一个电磁阀控制，每个出料缺口802下方安装一个发射与反射一体的光纤传感器，用于探测物料是否被分拣出去。每个在出料缺口802位置设置一个出料筒11，筒壁下方放置盛放物料容器。
该转动式自动分拣机分拣方法如下：
1、振动盘2振动将其内的物料送到送料导轨3，送料导轨3上前面的物料挤压后面物料移动至导轨出口301；
2、进料口传感器12检测到第一个进料槽401没有物料，控制器控制物料挡片打开，完成进料后关闭物料挡片，转盘4转动20度后暂停，待后方的进料槽401完成进料后转盘4继续转动，转动20度后又暂停，重复此动作直到第一个进料槽401转动至摄像头502的位置后暂停；
3、待摄像头502采集完图像和导轨出口301处的进料槽401完成进料后，转盘继续转动20度后暂停，重复此动作直到第一个进料槽401转至对应的出料筒11位置后暂停；
4、根据图像信息评价模块评价物料的优劣等级，吹气装置6将物料吹入对应出料筒11内、摄像头502采集完图像、导轨出口301处的进料槽401完成进料这三步完成后，转盘4继续转动，重复此动作。
在转动的过程中吸气装置7开启对进料槽401内的物料吸气，吹气装置6吹气的压力大于所述吸气装置7吸气的压力。图像信息评价模块评价物料的优劣等级在转盘4转运的过程中进行，转盘4暂停的时间根据不同阶段可以人为设定。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种转动式自动分拣机，其特征在于：包括有机台(1)，所述机台(1)上分别设有用于放置物料的振动盘(2)、与振动盘(2)连通的送料导轨(3)、由电机(10)带动转动的转盘(4)，所述转盘(4)上周向设有多个用于接收送料导轨(3)上物料的进料槽(401)，在所述转盘(4)的上方设有产品外观质量采集单元(5)，在所述机台(1)上还设有多个分别与进料槽(401)连通的出料筒(11)和根据产品外观质量采集单元(5)检测物料的结果将进料槽(401)内的物料吹入对应出料筒(11)的吹气装置(6)；在所述电机(10)与所述转盘(4)之间设有连接电机轴与所述转盘(4)的传动轴(13)，在所述转盘(4)的下方设有用于吸附所述进料槽(401)内的物料的吸气装置(7)，所述吸气装置(7)包括设于所述传动轴(13)上与外部气泵连接的吸气嘴(701)、连通吸气嘴(701)和各个进料槽(401)的吸气通道，所述吸气通道又包括轴向设在所述传动轴(13)上的轴向通气道(702)、与轴向通气道(702)连通呈放射状设立在传动轴(13)上的多个通气孔(703)、多个设在转盘(4)底面且连通通气孔(703)与进料槽(401)的通气槽(704)。
2.根据权利要求1所述的转动式自动分拣机，其特征在于：所述产品外观质量采集单元(5)包括竖立在所述机台(1)上的第一支架(501)，在所述第一支架(501)上设有用于对进料槽(401)内的物料拍照的摄像头(502)和图像信息评价模块。
3.根据权利要求1所述的转动式自动分拣机，其特征在于：所述吹气装置(6)包括设在所述机台(1)上的第二支架(601)，所述第二支架(601)上设有多个用于将进料槽(401)内的物料吹至所述出料筒(11)的吹气嘴(602)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的转动式自动分拣机，其特征在于：所述送料导轨(3)上与所述转盘(4)的连接处设有导轨出口(301)，在所述导轨出口(301)处设有用于检测转动至导轨出口(301)处的进料槽(401)是否有物料的进料口传感器(12)和由控制器控制开启或关闭的物料挡片。
5.根据权利要求1至3任一项所述的转动式自动分拣机，其特征在于：在所述转盘(4)的外围设有固定在所述机台(1)上的挡圈(8)，在所述挡圈(8)上位于所述送料导轨(3)相对的位置设有进料缺口(801)，在所述挡圈(8)上位于所述出料筒(11)相对的位置设有多个出料缺口(802)。
6.根据权利要求1所述的转动式自动分拣机，其特征在于：所述吹气装置(6)吹气的压力大于所述吸气装置(7)吸气的压力。
7.根据权利要求3所述的转动式自动分拣机，其特征在于：在所述转盘(4)下方设有随转盘(4)一同转动的安装板(14)，在所述安装板(14)上位于所述进料槽(401)正下方设有多个用于安装物料探测器的安装孔(15)，在所述第二支架(601)上还设有多个与所述出料筒(11)对应的出料口传感器；所述的出料筒(11)为四个，所述的进料槽(401)为十八个。
8.根据权利要求1至3任一项所述的转动式自动分拣机，其特征在于：在所述机台(1)上设有警示模块(9)，所述警示模块包括警示灯塔(901)、人机界面(902)和蜂鸣器；所述产品外观质量采集单元(5)设在远离所述出料筒(11)的位置。
9.根据权利要求1至8任一项所述分拣机分拣的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、所述振动盘(2)振动并通过所述送料导轨(3)将物料传送到导轨出口(301)处；
B、物料挡片打开传送物料至导轨出口(301)处的所述进料槽(401)，完成送料后物料挡片关闭，所述转盘(4)转动20度后暂停，待后方的所述进料槽(401)完成进料后继续转动，重复此动作；
C、装有物料的所述进料槽(401)转至摄像头(502)后暂停，待摄像头(502)采集完图像和完成进料后，所述转盘(4)继续转动，重复此动作；
D、装有物料的所述进料槽(401)转至相应出料筒(11)位置后暂停，待吹气装置(6)将物料吹入出料筒(11)内、摄像头(502)采集完图像和完成进料后，转盘(4)继续转动，重复此动作，完成分拣工作。
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