CN105966882B - 自动理标机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动理标机，包括：传输机构，用于将贴有标签的药瓶沿一直线进行输送，并在输送路径上设置有挡板；第一光电传感器，用于检测是否有药瓶被该挡板阻挡，并产生相应的检测信号；视觉传感器，用于对被阻挡的药瓶瓶身上的标签进行图像识别，并将识别到的图像与预先存储的图像进行对比，进而根据对比结果产生旋转信号；抓取旋转机构，用于将被阻挡的药瓶提升至旋转位置，并对其进行适当的旋转，之后将被旋转后的药瓶重新放回到挡板的另一侧，以继续输送；控制器，响应于所述检测信号以启用视觉传感器，之后根据所述旋转信号控制抓取旋转机构作出相应的动作。本发明能够自动完成药瓶朝向调整。

Description

自动理标机
技术领域
本发明涉及一种自动化设备，更具体地说，它涉及一种自动理标机。
背景技术
在制药过程中，装有药丸并贴好标签的药瓶在打包前，其瓶体上的标签必需朝向同一个方向。目前，制药工厂内基本上都是由流水线工人通过肉眼判断药瓶上的标签的朝向，然后手动地去转动药瓶，使其朝向一个方向。这种方式不仅效率低下，浪费人力资源，而且流水线工人长期机械式的操作，容易出现疲劳，导致对药瓶的转动不到位的情况出现。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种能够自动完成药瓶朝向调整的自动理标机。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种自动理标机，包括：
传输机构，用于将贴有标签的药瓶沿一直线进行输送，并在输送路径上设置有挡板；
第一光电传感器，用于检测是否有药瓶被该挡板阻挡，并产生相应的检测信号；
视觉传感器，用于对被阻挡的药瓶瓶身上的标签进行图像识别，并将识别到的图像与预先存储的图像进行对比，进而根据对比结果产生旋转信号；
抓取旋转机构，用于将被阻挡的药瓶抓取到挡板的另一侧，并在此过程中对药瓶进行适当的水平旋转；
控制器，响应于所述检测信号以启用视觉传感器，之后根据所述旋转信号控制抓取旋转机构作出相应的动作。
通过以上技术方案，利用视觉传感器来代替人工识别药瓶标签的方式，自动地对药瓶标签的当前朝向进行分析，然后发送相应的信号至控制器，由控制器通来控制抓取旋转机构来对传输机构上的药瓶进行调整后，再重新放回到传输机构上。
优选地，所述传输机构包括机架、安装在机架上的第一传送带以及安装在机架上并用于驱动第一传送带的第一伺服电机；所述挡板固定在机架上；所述第一光电传感器安装于机架上并靠近挡板的一侧；所述视觉传感器安装于机架上并与第一光电传感器相对设置于第一传送带的两侧。
通过以上技术方案，可将药瓶逐个地放到第一传送带上，首个药瓶会被挡板挡住，进而被第一光电传感器检测到后，控制器控制视觉传感器来对其进行图像识别。
优选地，沿第一传送带的输送路径平行设置有两根挡条；所述挡条通过支架固定在机架上且两根挡条的间距可调；靠近视觉传感器的一根挡条呈分段设置，视觉传感器位于该挡条的两段之间。
通过以上技术方案，可避免药瓶在输送过程中因为相互挤压导致排列混乱。
优选地，该呈分段设置的挡条的两段之间设置有阻挡件。
通过以上技术方案，可避免药瓶被挤出第一传送带。
优选地，该支架包括下固定座、上固定座、支杆以及夹持杆，下固定座通过螺栓可拆卸连接于机架上，上固定座位于下固定座的正上方，并通过支杆与下固定座连接；夹持杆水平设置于上固定座，并且在朝向第一传送带的一端设置有供挡条穿入的夹持口。
通过以上技术方案，可通过调整夹持杆的水平位置来使两个挡条的间距得以调整，以适应不同尺寸的药瓶。
优选地，所述抓取旋转机构包括通过若干支撑柱固定在机架上的安装台、水平设置于安装台上并朝向第一传送带的输送方向的第一气缸、垂直固定于第一气缸的伸缩杆上并朝向第一传送带竖直设置的第二气缸、竖直固定于第二气缸的伸缩杆上并朝向第一传送带设置的第二伺服电机、固定在第二伺服电机的转轴上的气管接头以及设置于气管接头上的吸盘；所述气管接头呈中空设置，下端具有进气口，侧面设有出气口，其中，所述吸盘套设于进气口，出气口通过气管与负压源连通。
通过以上技术方案，利用第二气缸将吸盘向下推动并压紧于药瓶的瓶盖；由于吸盘内具有负压，能够将药瓶吸起；在第二气缸复位后，利用第一气缸将第二气缸向前推动，间接地使药瓶越过挡板，到达下落位置，在此过程中，通过第二伺服电机来带动药瓶转动，将其调整至适当的位置，然后再次利用第二气缸将药瓶下放到第一传送带上，同时控制负压源停止产生负压，使得吸盘与药瓶分离；最后控制第一气缸、第二气缸、第二伺服电机复位，以及重新启动负压源。
优选地，于挡板的另一侧设置有第二光电传感器，所述第二光电传感器与控制器电连接。
通过以上技术方案，当药瓶被放下后，第二光电传感器能够检测到药瓶的存在，并产生相应的信号至控制器。当该信号不存在时，表示之前下放的药瓶已经被第一传送带输送出去，若该信号仍在，则表示后序工位（例如包装机）出现了一些状况，导致药瓶被堵在挡板背离安装台一侧的第一传送带上，若此时仍进行对药瓶的调整动作，则重新被下放的药瓶就会挤压在经过调整后但未被送走的药瓶上，造成设备的损坏。因此，若该信号仍在，控制器则不进入调整程序，从而避免了上述情况的发生。
优选地，于第二传送带的两侧分别设置防倾倒装置；所述防倾倒装置包括安装于机架侧边的固定架、水平设置于固定架上并朝向第一传送带的第三气缸、设置于第三气缸的伸缩杆上的安装架、竖直设置于安装架底部的第二传送带以及竖直设置于安装架上并用于驱动第二传送带的第三伺服电机；第三伺服电机的转速与驱动第一传送带的第一伺服电机的转速相同。
通过以上技术方案，可使得药瓶在重新被放下后，不易发生向后倾倒的情况出现。
本发明的第二个目的在于提供一种能够自动完成药瓶朝向调整的理标方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
基于上述方案中的自动理标机的理标方法，包括：
S1.检测传输机构上的药瓶是否被挡板阻挡，若是，则进入S2；
S2.启用视觉传感器对药瓶瓶身上的标签进行识别，并将识别到的图像信息与预存储的信息进行对比，并根据对比结果输出相应的旋转信号至控制器；
S3.控制器控制抓取旋转机构将药瓶移动挡板的另一侧，并在此过程中，根据旋转信号控制抓取旋转机构将药瓶转动一定的角度；
S4.重复步骤S1～S3。
附图说明
图1为实施例1中自动理标机的结构图；
图2为实施例1中自动理标机另一角度的结构图；
图3为实施例1中支架的结构图；
图4为实施例1中气管接头的结构图；
图5为实施例1中图2中A部的放大图；
图6为实施例1中药瓶上标签定位的原理图；
图7为实施例1的控制流程图；
图8为实施例3中自动理标机的结构图；
图9 为实施例3中防倾斜装置的结构图。
附图标记：1、传输机构；11、机架；12、第一传送带；13、第一伺服电机；2、第一光电传感器；3、抓取旋转机构；31、安装台；32、支撑柱；33、第一气缸；34、第二气缸；35、第二伺服电机；36、气管接头；361、出气口；37、吸盘；38、接近开关；39、金属检测物；4、视觉传感器；5、挡条；6、支架；61、下固定座；62、上固定座；63、支杆；64、夹持杆；7、第二光电传感器；81、挡板；82、阻挡件；9、防倾倒装置；91、固定架；92、第三气缸；93、安装架；94、第二传送带；95、第三伺服电机；10、药瓶。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1：
参照图1、图2，一种自动理标机，其主要包括机架11，机架11上设置有第一传送带12，第一传送带12由位于机架11侧面的第一伺服电机13驱动，因此，将贴有标签的药瓶10放到第一传送带12上，药瓶10能够沿着第一传送带12的输送方向快速的移动。为了使药瓶10能够排成一条直线，第一传送带12的上方并排设置有两根挡条5，两根挡条5分别通过支架6固定在机架11上。
参照图2、图3，该支架6包括下固定座61、上固定座62、支杆63以及夹持杆64，所述下固定座61通过螺栓可拆卸连接于机架11上，上固定座62位于下固定座61的正上方，并通过支杆63与下固定座61连接；夹持杆64水平设置于上固定座62，并且在朝向第一传送带12的一端设置有供挡条5穿入的夹持口。作为示例，从图2中可以看到，第一传送带12的两侧分别设置有3个支架6，位于同一侧的支架6上的夹持杆64的高度相同，且夹持口排成一条直线，因此，在安装挡条5时，只需要将挡条5沿一条直线逐个插入到该夹持口内即可，非常方便。另外，该夹持杆64水平穿设于上固定座62，进而通过调节夹持杆64的位置，来调节两根挡条5的间距，从而能够适应不同尺寸的药瓶10。
参照图2、图4，安装台31通过若干支撑柱32在固定在机架11的两侧，该安装台31上水平设置有第一气缸33，该第一气缸33朝向第一传送带12的输送方向设置，并在伸缩杆的端部垂直固定有第二气缸34；该第二气缸34朝向第一传送带12设置，且伸缩杆固定有朝向第一传送带12设置的第二伺服电35机。该第二伺服电35机的转轴的端部固定有气管接头36，该气管接头36的内部呈中空设置，其上端与第二伺服电35机的转轴固定连接，下端设置有进气口并连接有吸盘37，侧面设置有出气口361并通过气管连通到负压源（图中未示出）。本实施例中，该负压源可采用真空发生器，另外，该气管接头36也可直接采用三通阀，即将三通阀的上端密封固定在第二伺服电35机的转轴上，吸盘37固定在三通阀的下端，以及气管连接在三通阀的侧端。因此，当负压源工作时，能够在吸盘37内产生负压。
参照图4，在第二伺服电机35的转轴上设置有一金属检测物39，以及在第二伺服电机35的壳体上设置有接近开关38，接近开关38与控制器电连接。当第二伺服电机35转动一定角度后，控制器控制其复位，当金属检测物39靠近接近开关38时，则表示第二伺服电机35完成复位。
参照图5，在第一传送带12的输送路径上且位于伺服电机的下方设置有挡板81，挡板81的两端固定在机架11上，当药瓶10沿着第一传送带12的输送方向移动时，能够被该挡板81挡住。在第一传送带12的一侧且位于挡板81朝向安装台31的一侧设置有第一光电传感器2，以及在第一传送带12的另一侧且与第一光电传感器2的位置设置有视觉传感器4。相应地，靠近视觉传感器4的挡条5呈分段设置，两段之间留有与视觉传感器4对应的间隙，进而避免影响视觉传感器4的拍摄效果。同时，为了避免药瓶10从该间隙处被挤出第一传送带12，该间隙处设有一阻挡件82，该阻挡件82可固定在挡板81或机架11上（本实施例中为固定在挡板81上）。
参照图5，在第一传送带12的一侧并正对药瓶10的下落位置设有第二光电传感器7，第二光电传感器7与控制器电连接。当药瓶10被放下后，第二光电传感器7能够检测到药瓶10的存在，并产生相应的信号至控制器。
当药瓶10被挡板81阻挡时，其能够位于吸盘37的正下方，此时第一光电传感器2检测到药瓶10，向控制器发送检测信号，控制器再向视觉传感器4发送启动信号，以启动视觉传感器4，对被阻挡的药瓶10上的标签进行识别。药瓶10的瓶身为方形，标签贴在药瓶10上后，会在瓶身的四个侧面具有不同的图案。视觉传感器4内预先存储有该标签位于瓶身四个侧面上的图案，当其对第一传送带12上的药瓶10上的标签进行识别时，将识别到的图像与存储的图案进行对比，并根据比对结果，产生一个旋转信号并传送至控制器。
参照图6，假定在药瓶10正确朝向视觉传感器4时，标签的图案为1号图案，与1号图案相对的为2号图案，另外两侧的分别为3号图案和4号图案。当视觉传感器4识别到1号图案时，则产生代表无需旋转的信号至控制器，当识别到2号图案时，则产生代表顺时针旋转180度或逆时针旋转180度的信号至控制器，当识别到3号图案时，则产生代表顺时针旋转90度的信号对控制器，以及当识别到4号图案时，则产生代表逆时间旋转90度的信号到控制器。
以下，结合图1、图7，对本发明的控制流程进行介绍：
在第一光电传感器2检测到药瓶后，控制器控制视觉传感器4启动，并从视觉传感器接收到相应的旋转信号；同时，控制器判断第二光电传感器7是否检测到药瓶（10），若是，则继续控制第二气缸34动作，推动第一伺服电机35下降，使气管接头36下端的吸盘37压紧于药瓶10的瓶盖上，当第二气缸34伸出到位后，控制负压源产生负压，使得吸盘将瓶盖牢牢吸住；之后控制器控制第二气缸34复位，使第二伺服电机35上升，进而使药瓶10也随之上升。当第二气缸34复位后，此时药瓶10的高度大于挡板81的高度；同时，控制器控制第一气缸33动作，将第二气缸34朝着第一传送带12的输送方向推动，在这个过程中，控制器根据从视觉传感器4接收到的信号来控制伺服电机转动相应的角度，进而带动药瓶10转动，实现药瓶10上标签的朝向调整。当第一气缸33伸出到位后，或者在第一气缸33伸出的过程中，控制器控制第二气缸34动作，将第二伺服电机35向下推动，推到位后，此时药瓶10的底部与第一传送带12接触；然后控制器控制负压源关闭，吸盘37内的负压消失，进而与药瓶10分离。与此同时，控制器控制第二气缸34复位，在第二气缸34复位的过程中或是在第二气缸34复位完成后，控制器控制第一气缸33和第二伺服电机35复位。
值得说明的是，上述方案中的第一气缸33和第二气缸34可等效的替换为丝杆滑台。
实施例2：
基于实施例1的一种自动理标机，参照图8、图9，于第一传送带12的两侧分别设置有防倾倒装置9。该防倾倒装置9包括安装于机架11侧边的固定架91、水平设置于固定架91上并朝向传送带的第三气缸92、设置于第三气缸92的伸缩杆上的安装架93、竖直设置于安装架93底部的第二传送带94以及竖直设置于安装架93上并用于驱动第二传送带94的第三伺服电机95。第三伺服电机95的转速与第一伺服电机13的转速相同，进而使得第一传送带12与第二传送带94的输送速度相同。
参照实施例1，在药瓶10被调整后重新下放到第一传送带12的同时，即控制第二气缸34动作的同时，控制器控制第三气缸92动作，将第二传送带94朝向第一传送带12的方向推出；如此，分别位于第一传送带12两侧的第二传送带94相互靠近。当药瓶10下降到第一传送带12上的同时，两个第二传送带94恰好夹持于药瓶10的两侧；此时，药瓶10的瓶身以及瓶底分别与第二传送带94和第一传送带12接触，其瓶身的上半部分与下半部分能够获得相近的前进速度。
实施例三：
基于实施例一或二的的自动理标机的理标方法，包括：
S1.检测传输机构1上的药瓶10是否被挡板81阻挡，若是，则进入S2；
S2.启用视觉传感器4对药瓶10瓶身上的标签进行识别，并将识别到的图像信息与预存储的信息进行对比，并根据对比结果输出相应的旋转信号至控制器；
S3.控制器控制抓取旋转机构3将药瓶10移动挡板81的另一侧，并在此过程中，根据旋转信号控制抓取旋转机构3将药瓶10转动一定的角度；
S4.重复步骤S1～S3。

Claims (6)

1.一种自动理标机，其特征是，包括：
传输机构(1)，用于将贴有标签的药瓶(10)沿一直线进行输送，并在输送路径上设置有挡板(81)；
第一光电传感器(2)，用于检测是否有药瓶(10)被该挡板(81)阻挡，并产生相应的检测信号；
视觉传感器(4)，用于对被阻挡的药瓶(10)瓶身上的标签进行图像识别，并将识别到的图像与预先存储的图像进行对比，进而根据对比结果产生旋转信号；
抓取旋转机构(3)，用于将被阻挡的药瓶(10)抓取到挡板(81)的另一侧，并在此过程中对药瓶（10）进行适当的水平旋转；
控制器，响应于所述检测信号以启用视觉传感器(4)，之后根据所述旋转信号控制抓取旋转机构(3)作出相应的动作；
所述传输机构(1)包括机架(11)、安装在机架(11)上的第一传送带(12)以及安装在机架(11)上并用于驱动第一传送带(12)的第一伺服电机(13)；所述挡板(81)固定在机架(11)上；所述第一光电传感器(2)安装于机架(11)上并靠近挡板(81)的一侧；所述视觉传感器(4)安装于机架(11)上并与第一光电传感器(2)相对设置于第一传送带(12)的两侧；
沿第一传送带(12)的输送路径平行设置有两根挡条(5)；所述挡条(5)通过支架(6)固定在机架(11)上且两根挡条(5)的间距可调；靠近视觉传感器(4)的一根挡条(5)呈分段设置，视觉传感器(4)位于该挡条(5)的两段之间；
于第二传送带(94)的两侧分别设置防倾倒装置(9)；所述防倾倒装置(9)包括安装于机架(11)侧边的固定架(91)、水平设置于固定架(91)上并朝向第一传送带（12）的第三气缸(92)、设置于第三气缸(92)的伸缩杆上的安装架(93)、竖直设置于安装架(93)底部的第二传送带（94）以及竖直设置于安装架(93)上并用于驱动第二传送带（94）的第三伺服电机(95)；第三伺服电机(95)的转速与驱动第一传送带(12)的第一伺服电机（13）的转速相同。
2.根据权利要求1所述的自动理标机，其特征是，该呈分段设置的挡条(5)的两段之间设置有阻挡件(82)。
3.根据权利要求1所述的自动理标机，其特征是，该支架(6)包括下固定座(61)、上固定座(62)、支杆(63)以及夹持杆(64)，下固定座(61)通过螺栓可拆卸连接于机架(11)上，上固定座(62)位于下固定座(61)的正上方，并通过支杆(63)与下固定座(61)连接；夹持杆(64)水平设置于上固定座(62)，并且在朝向第一传送带(12)的一端设置有供挡条(5)穿入的夹持口。
4.根据权利要求1所述的自动理标机，其特征是，所述抓取旋转机构(3)包括通过若干支撑柱(32)固定在机架(11)上的安装台(31)、水平设置于安装台(31)上并朝向第一传送带(12)的输送方向的第一气缸(33)、垂直固定于第一气缸(33)的伸缩杆上并朝向第一传送带(12)竖直设置的第二气缸(34)、竖直固定于第二气缸(34)的伸缩杆上并朝向第一传送带(12)设置的第二伺服电机(35)、固定在第二伺服电机(35)的转轴上的气管接头(36)以及设置于气管接头(36)上的吸盘(37)；所述气管接头(36)呈中空设置，下端具有进气口，侧面设有出气口(361)，其中，所述吸盘(37)套设于进气口，出气口(361)通过气管与负压源连通。
5.根据权利要求1所述的自动理标机，其特征是，于挡板(81)的另一侧设置有第二光电传感器(7)，所述第二光电传感器(7)与控制器电连接。
6.基于权利要求1所述的自动理标机的理标方法，其特征是，包括：
S1. 检测传输机构(1)上的药瓶(10)是否被挡板(81)阻挡，若是，则进入S2；
S2.启用视觉传感器(4)对药瓶(10)瓶身上的标签进行识别，并将识别到的图像信息与预存储的信息进行对比，并根据对比结果输出相应的旋转信号至控制器；
S3.控制器控制抓取旋转机构(3)将药瓶(10)移动挡板(81)的另一侧，并在此过程中，根据旋转信号控制抓取旋转机构(3)将药瓶(10)转动一定的角度；
S4.重复步骤S1～S3。
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