CN105445281B - 回转式自动灯检机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种回转式自动灯检机，包括回转传送装置、单头检测装置和剔除装置，回转传送装置用于实现待检测瓶体在回转盘上匀速、稳定向前运动，以获取检测的流水线时间，单头检测装置用于实现瓶内液体中的异物检测，剔除装置用于剔除有杂质的瓶体；本发明中旋转托瓶盘的每个瓶体位置上均安装有光源和检测相机，检测装置与瓶体运动完全一致，完全相对静止，保证检测精度；本发明中的内窥式智能相机直接伸入瓶口进行检测，可用于玻璃喷涂瓶、瓶壁刻花瓶、贴有商标瓶等异形瓶内异物检测，因此可广泛应用于白酒、饮料等行业的瓶内异物检测。
Description
技术领域
本发明涉及瓶内异物检测的自动化技术领域，特别是涉及一种回转式自动灯检机。
背景技术
目前，自动灯检机都是针对于制药行业，相机均放置在瓶体外部，透过瓶壁拍摄瓶体内部液体图像判断是否有杂质。例如申请号为201110203595.7、申请号为201210557961.3等中国发明专利均采用该种原理。该类型的自动灯检机对于瓶壁喷漆瓶、瓶壁刻花瓶、贴有标签瓶均不能使用，而目前市场大部分的白酒和饮料为了美观采用种类繁多的包装瓶，市场上还没有胜任这些瓶装液体的杂质自动检测设备。另外，目前的回转式自动灯检机采用相机往复运动跟随拍摄的方式，会导致相机始终重复加减速运动，不可避免带来相机的振动，同时由于机械齿轮误差，相机的运动不可能与瓶体的运动完全一致，即相机和待检测瓶体不能保持相对静止，因此会带来检测误差。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的提供了一种回转式自动灯检机。
本发明采取的技术方案为：一种回转式自动灯检机，包括回转传送装置、单头检测装置和剔除装置，所述回转传送装置包括进瓶绞龙和拨盘、旋转轴、旋转托瓶盘、旋转凸轮、出瓶绞龙和拨盘，所述旋转轴通过电机驱动，所述单头检测装置分为上下两部分，下半部分包括压瓶托盘和LED光源，所述压瓶托盘为底部开孔且带有凹槽的瓶托，该瓶托下方分别设置有LED光源及散热器，所述LED光源和散热器固定在轴承内圈，并通过法兰盘固定在旋转托瓶盘上，压瓶托盘固定在轴承外圈，并通过齿轮被电机带动作高速旋转或急停；上半部分包括压瓶帽、内窥式智能相机以及微型气缸，所述压瓶帽为中空旋转结构，压瓶帽安装在旋转凸轮上，并与压瓶托盘上下对应，所述内窥式智能相机固定在压瓶帽上，并通过微型气缸在压瓶帽内上下运动；所述剔除装置安装在回转传送装置的出瓶轨道上。
优选地，所述压瓶托盘在旋转托瓶盘上等距安置，单头检测装置中的瓶体在旋转托瓶盘上运转停留时间即为用作异物检测的全部时间。
优选地，所述压瓶托盘和压瓶帽同轴上下对称安装，压瓶托盘底部的开孔内设有支撑筋，LED光源通过开孔照射待检测瓶底，内窥式智能相机穿过压瓶帽从顶部瓶口伸入瓶中进行检测。
优选地，所述压瓶帽采用平面止推轴承结构，轴承外环与压瓶帽连接，压紧瓶口并随瓶子一起做旋转运动，轴承内环与压紧轴连接，随压紧轴上下直线运动，做压紧动作，压紧轴自身不做旋转运动。
优选地，所述内窥式智能相机采用分体式设计，镜头和感光单元设计成细长型，便于伸入瓶体内部获取图像，通过导线将获取的图像传输至外部的嵌入式处理单元。
优选地，所述嵌入式处理单元为基于ARM、DSP或FPGA的处理单元。
优选地，所述剔除装置包括计瓶器、剔除机构，计瓶器安装在出瓶轨道的最前端，出瓶绞龙和拨盘将检测完毕的瓶体运送到出瓶轨道，随即通过计瓶器，计瓶器对通过的瓶子进行计数编号，并与旋转托瓶盘上的检测工位对应，当计数到有杂质瓶体时，触发剔除机构动作信号，剔除机构在剔除气缸的带动下将有杂质瓶体剔除出瓶轨道。
优选地，所述计瓶器采用反射光电开关，有瓶子经过即输出脉冲，将得到的脉冲数编号并与检测工位对应。
优选地，所述旋转托瓶盘上安装有与电机连接的电机高速旋转急停装置。
优选地，所述旋转轴安装在底座支架上，旋转托瓶盘和旋转凸轮上下同轴安装在旋转轴上并一同旋转，进瓶绞龙和拨盘位于进瓶轨道和托瓶盘进瓶口之间，负责将待检测瓶体拨入托瓶盘的压瓶托上，出瓶绞龙和拨盘位于旋转托瓶盘出瓶口和出瓶轨道之间，负责将检测完毕的瓶体从旋转托瓶盘运送到出瓶轨道上。
优选地，所述压瓶托盘底部开孔且带有斜面凹槽的瓶托。
优选地，所述压瓶帽底部与瓶口接触部分设有斜面。
优选地，待检测瓶体送入压瓶托盘后，压瓶帽在旋转凸轮的带动下向下压瓶体，通过斜面使得瓶体自动对中，保证装置在高速旋转和急停时不会造成瓶内液体的剧烈晃动。
采用上述技术方案，本发明产生的技术效果有：
1、本发明提供的回转式自动灯检机，采用相机伸入瓶内获取图像检测代替现有的相机在瓶外检测的方式，使得该自动灯检机不受瓶壁限制，可以检测各种喷涂瓶、刻花瓶以及贴有标签的瓶子，应用范围更广阔。
2、本发明提供的回转式自动灯检机，其压瓶托盘采用底部开孔且带有支撑筋的结构，既能达到对瓶体支撑作用，又能使底部LED光源透过开孔照亮整个待检测瓶体的内部空间，以便获取瓶内图像。
3、本发明提供的回转式自动灯检机，其压瓶帽和压瓶托盘采用上下同轴安装，压瓶托盘底部开孔和压瓶帽底部与瓶口接触部分均带有斜面，使得在压紧待检测瓶体时，自动使瓶体对中，压瓶帽、瓶体、压瓶托盘保持在同一轴线上，保证瓶体高速旋转的稳定性，避免瓶内液体因产生较大的晃动而影响检测效果。
4、本发明提供的回转式自动灯检机，回转盘上的每个瓶体均对应一套检测装置，检测装置随瓶体一同回转，相机、光源、待检测瓶体运动完全相同，它们完全相对静止，避免了因相机往复跟随拍摄造成的检测误差。
5、本发明提供的回转式自动灯检机，图像处理采用嵌入式处理单元，具有体积小、功耗低、实时性高等优点，并且随回转盘一同旋转，大数据量的图像本地即被处理，无需传至回转盘外处理，增加了系统的可靠性和实时性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明单头检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
如图1和图2所示，本发明的结构示意图，包括回转传送装置、单头检测装置和剔除装置，回转传送装置包括进瓶绞龙和拨盘1、旋转轴2、旋转托瓶盘3、旋转凸轮4、出瓶绞龙和拨盘5，旋转轴2通过电机驱动，旋转轴2安装在底座支架6上，旋转托瓶盘3和旋转凸轮4上下同轴安装在旋转轴2上并一同旋转，进瓶绞龙和拨盘1位于进瓶轨道和托瓶盘进瓶口之间，负责将待检测瓶体拨入托瓶盘的压瓶托上，出瓶绞龙和拨盘5位于旋转托瓶盘3出瓶口和出瓶轨道之间，负责将检测完毕的瓶体从旋转托瓶盘3运送到出瓶轨道上；单头检测装置分为上下两部分，下半部分包括压瓶托盘11和LED光源12，压瓶托盘11为底部开孔且带有凹槽的瓶托，该瓶托下方分别设置有LED光源12及散热器13，LED光源12和散热器13固定在轴承内圈，并通过法兰盘固定在旋转托瓶盘3上，压瓶托盘11固定在轴承外圈，并通过齿轮被电机带动作高速旋转或急停；上半部分包括压瓶帽9、内窥式智能相机8以及微型气缸7，压瓶帽9为中空旋转结构，压瓶帽9安装在旋转凸轮4上，并与压瓶托盘11上下对应，压瓶帽9底部与瓶口接触部分设有斜面，内窥式智能相机8固定在压瓶帽9上，并通过微型气缸7在压瓶帽9内上下运动；剔除装置安装在回转传送装置的出瓶轨道上，剔除装置包括计瓶器、剔除机构，计瓶器安装在出瓶轨道的最前端，出瓶绞龙和拨盘5将检测完毕的瓶体运送到出瓶轨道，随即通过计瓶器，计瓶器对通过的瓶子进行计数编号，并与旋转托瓶盘3上的检测工位对应，当计数到有杂质瓶体时，触发剔除机构动作信号，剔除机构在剔除气缸的带动下将有杂质瓶体剔除出瓶轨道。计瓶器采用反射光电开关，有瓶子经过即输出脉冲，将得到的脉冲数编号并与检测工位对应。
压瓶托盘11在旋转托瓶盘3上等距安置，单头检测装置中的瓶体在旋转托瓶盘3上运转停留时间即为用作异物检测的全部时间；压瓶托盘11和压瓶帽9同轴上下对称安装，压瓶托盘11底部的开孔内设有支撑筋，LED光源12通过开孔照射待检测瓶底，内窥式智能相机8穿过压瓶帽9从顶部瓶口伸入瓶中进行检测。压瓶帽9采用平面止推轴承结构，轴承外环与压瓶帽9连接，压紧瓶口并随瓶子一起做旋转运动，轴承内环与压紧轴连接，随压紧轴上下直线运动，做压紧动作，压紧轴自身不做旋转运动。智能相机8采用分体式设计，镜头和感光单元设计成细长型，便于伸入瓶体内部获取图像，通过导线将获取的图像传输至外部的嵌入式处理单元。嵌入式处理单元为基于ARM、DSP或FPGA的处理单元。每个单头检测装置均配有一个嵌入式处理单元，本专利采用基于DSP和FPGA的嵌入式图像处理器，利用FPGA硬件实现图像采集和处理提高系统实时性，利用DSP编程调用的灵活性实现复杂的图像处理算法，该图像处理单元具有体积小、功耗低、实时性高等优点，与单头检测装置一起安装在回转盘内。待检测瓶体送入压瓶托盘11后，压瓶帽9在旋转凸轮4的带动下向下压瓶体，通过斜面使得瓶体自动对中，保证装置在高速旋转和急停时不会造成瓶内液体的剧烈晃动。
本专利的工作原理和工作流程如下：
1)首先流水线上待检测的瓶体在进瓶绞龙和拨盘1的带动下，被准确送到压瓶托盘11上；
2)随着旋转凸轮4的转动，压瓶帽9沿着凸轮曲线向下压瓶口，在压瓶帽9和压瓶托盘11斜面的导向下，待检测瓶体被自动对中并与压瓶帽9和压瓶托盘11保持在同一轴线上；
3)压紧瓶体后，电机带动压瓶托盘11作高速旋转或急停运动，从而带动压瓶托盘11上的瓶体作高速旋转或急停运动，瓶体停止转动，但瓶内液体仍高速旋转；
4)瓶体在压瓶托盘11上继续运动，等待瓶内液面漩涡平复；
5)液面平复后，漩涡消除，液体仍以较高速度旋转，内窥式智能相机8开始拍摄瓶口上方照片，判断瓶口是否对正，相机能否伸入瓶口；
6)当内窥式智能相机8判断可以伸入瓶口后，微型气缸7动作带动内窥式智能相机8伸入瓶口内部拍摄瓶内图片；
7)内窥式智能相机8连续拍摄瓶内液体图片并传至嵌入式处理单元，嵌入式处理单元判断是否检测到有运动的物体，若检测到则对物体进行运动跟踪和分析，若物体作连续的圆弧运动即判断该瓶内有杂质，若没有检测到作圆周运动的物体则表明该瓶内没有杂质；
8)检测完毕后，在凸轮曲线的带动下压瓶帽9抬升，微型气缸7提起内窥式智能相机8，瓶体被出瓶绞龙和拨盘5送至出瓶轨道；
9)剔除装置对出瓶轨道上的检测完毕瓶体进行计数编号，并利用剔除气缸将有杂质的瓶体推离轨道。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种回转式自动灯检机，包括回转传送装置、单头检测装置和剔除装置，所述回转传送装置包括进瓶绞龙和拨盘(1)、旋转轴(2)、旋转托瓶盘(3)、旋转凸轮(4)、出瓶绞龙和拨盘(5)，所述旋转轴(2)通过电机驱动，其特征在于：
所述单头检测装置分为上下两部分，下半部分包括压瓶托盘(11)和LED光源(12)，所述压瓶托盘(11)为底部开孔且带有斜面凹槽的瓶托，且所述压瓶托盘(11)底部的开孔内设有支撑筋，该瓶托下方分别设置有LED光源(12)及散热器(13)，所述LED光源(12)和散热器(13)固定在轴承内圈，并通过法兰盘固定在旋转托瓶盘(3)上，压瓶托盘(11)固定在轴承外圈，并通过齿轮被电机带动作高速旋转或急停；上半部分包括压瓶帽(9)、内窥式智能相机(8)以及微型气缸(7)，所述压瓶帽(9)为中空旋转结构，压瓶帽(9)安装在旋转凸轮(4)上，并与压瓶托盘(11)上下对应，所述内窥式智能相机(8)固定在压瓶帽(9)上，并通过微型气缸(7)在压瓶帽(9)内上下运动；
所述剔除装置安装在回转传送装置的出瓶轨道上。
2.根据权利要求1所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述压瓶托盘(11)在旋转托瓶盘(3)上等距安置，单头检测装置中的瓶体在旋转托瓶盘(3)上运转停留时间即为用作异物检测的全部时间。
3.根据权利要求1或2所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述压瓶托盘(11)和压瓶帽(9)同轴上下对称安装，LED光源(12)通过压瓶托盘(11)底部的开孔照射待检测瓶底，内窥式智能相机(8)穿过压瓶帽(9)从顶部瓶口伸入瓶中进行检测。
4.根据权利要求3所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述压瓶帽(9)采用平面止推轴承结构，轴承外环与压瓶帽(9)连接，压紧瓶口并随瓶子一起做旋转运动，轴承内环与压紧轴连接，随压紧轴上下直线运动，做压紧动作，压紧轴自身不做旋转运动。
5.根据权利要求1所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述内窥式智能相机(8)采用分体式设计，镜头和感光单元设计成细长型，便于伸入瓶体内部获取图像，通过导线将获取的图像传输至外部的嵌入式处理单元。
6.根据权利要求5所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述嵌入式处理单元为基于ARM、DSP或FPGA的处理单元。
7.根据权利要求1所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述剔除装置包括计瓶器、剔除机构，计瓶器安装在出瓶轨道的最前端，出瓶绞龙和拨盘(5)将检测完毕的瓶体运送到出瓶轨道，随即通过计瓶器，计瓶器对通过的瓶子进行计数编号，并与旋转托瓶盘(3)上的检测工位对应，当计数到有杂质瓶体时，触发剔除机构动作信号，剔除机构在剔除气缸的带动下将有杂质瓶体剔除出瓶轨道。
8.根据权利要求7所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述计瓶器采用反射光电开关，有瓶子经过即输出脉冲，将得到的脉冲数编号并与检测工位对应。
9.根据权利要求1或2所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述旋转托瓶盘(3)上安装有与电机连接的电机高速旋转急停装置(10)。
10.根据权利要求1所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述旋转轴(2)安装在底座支架(6)上，旋转托瓶盘(3)和旋转凸轮(4)上下同轴安装在旋转轴(2)上并一同旋转，进瓶绞龙和拨盘(1)位于进瓶轨道和托瓶盘进瓶口之间，负责将待检测瓶体拨入托瓶盘的压瓶托上，出瓶绞龙和拨盘(5)位于旋转托瓶盘(3)出瓶口和出瓶轨道之间，负责将检测完毕的瓶体从旋转托瓶盘(3)运送到出瓶轨道上。
11.根据权利要求1所述的回转式自动灯检机，其特征在于：所述压瓶帽(9)底部与瓶口接触部分设有斜面。
12.根据权利要求1、2、4-8、10和11中任一项所述的回转式自动灯检机，其特征在于：待检测瓶体送入压瓶托盘(11)后，压瓶帽(9)在旋转凸轮(4)的带动下向下压瓶体，通过斜面使得瓶体自动对中，保证装置在高速旋转和急停时不会造成瓶内液体的剧烈晃动。
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