CN106005974A

CN106005974A - 自动理标机

Info

Publication number: CN106005974A
Application number: CN201610567548.3A
Authority: CN
Inventors: 黄建龙; 严桂英
Original assignee: Taizhou World Control Automation Equipment Co Ltd
Current assignee: Taizhou World Control Automation Equipment Co Ltd
Priority date: 2016-07-16
Filing date: 2016-07-16
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2036-07-16
Also published as: CN106005974B

Abstract

本发明公开了一种自动理标机，包括机架，机架上依次设置有用于输送药瓶的第一传输机构和第二传输机构；第一传输机构与第二传输机构之间设置有一转台，转台由驱动电机驱动；转台的后侧设置有用于阻止药瓶继续前进的挡板，转台的左右两侧分别设置有第一光电传感器和第一视觉传感器，第一机架上还设置有抓取机构，用于将转台上的药瓶抓取到第二传输机构上，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，包括机架，机架上依次设置有用于输送药瓶的第一传输机构和第二传输机构；所述第一传输机构与第二传输机构之间设置有一转台，所述转台由驱动电机驱动；所述转台的后侧设置有用于阻止药瓶继续前进的挡板，所述转台的侧边设置有第一光电传感器和第一视觉传感器；第一传输机构上还设置有抓取机构，用于将转台上的药瓶抓取到第二传输机构上；所述第一光电传感器用于检测转台上是否有药瓶并产生相应的检测信号并发送至控制器；所述第一视觉传感器用于对药瓶的瓶身上的标签进行图像识别，并将识别到的图像与预存储的图像进行对比，以根据对比结果产生相应的旋转控制信号并发送至控制器；所述控制器响应于所述旋转信号控制驱动电机和抓取机构作出相应的动作。

通过以上技术方案，当第一光电传感器检测到药瓶进入到转台中间时，向控制器发送检测信号，然后控制器启用第一视觉传感器对位于转台上的药瓶的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图像信息进行对比，并根据比较结果输出相应的旋转信号至控制器；然后控制器根据接收到的旋转信号控制驱动电机转动相应的角度，最后再控制抓取机构将转台上的药瓶抓取到第二输送机构上。

优选地，所述抓取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、固定在第二气缸的伸缩杆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，控制器控制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，控制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，然后再次控制第二气缸将药瓶下放到第二传输机构上，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、第二气缸复位，以及重新启动负压源。

优选地，所述第一传输机构包括第一传送带和第一伺服电机；所述第二传输机构包括第二传送带和第二伺服电机；沿第一传送带和第二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；靠近第一视觉传感器的一根挡条呈分段设置，第一视觉传感器位于该挡条的两段之间。

通过以上技术方案，第一伺服电机和第二伺服电机分别驱动第一传送带和第二传送带工作；同时，两根挡条能够将药瓶夹持在中间，使多个药瓶能够排成一条直线；另外，其中一根挡条采用分段设置，将第一视觉传感器设置于两段之间，能够避免挡条对第一视觉传感器的拍摄画面造成影响。

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，于第二传送带的首端的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二传送带输送出去，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二传送带上，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三传送带以及竖直设置于安装架上并用于驱动第三传送带的第二伺服电机；第二伺服电机的转速与驱动第二传送带的第一伺服电机的转速相同。

通过以上技术方案，可使得药瓶在被放到第二传送带上时，其瓶身部分的加速度与其瓶底部分的加速度相同，进而不易发生向后倾倒的情况出现。

优选地，所述转台包括中部设置有圆形凹槽的台体，以及位于所述圆形凹槽内并可沿圆形凹槽上下滑动的圆形活动块；所述圆形凹槽的尺寸与药瓶适配；所述圆形凹槽的侧壁以及圆形活动块的侧壁沿竖直方向分别对应设置有滑槽和滑块；所述台体的底部设置有第四气缸，所述第四气缸竖直朝上设置，且其伸缩杆穿透台体的底部进入到圆形凹槽内，并与圆形活动块转动连接；当第一光电传感器检测到有药瓶位于圆形活动块上时，控制器控制第四气缸动作，以驱动圆形活动块下降预定的高度。

通过以上技术方案，当第一光电传感器检测到有药瓶位于圆形活动块上时，控制器控制第四气缸动作，以驱动圆形活动块下降预定的高度，如此，使得药瓶靠近瓶底的一小部分能够进入到圆形凹槽内，那么当台体在驱动电机的驱动下快速转动时，药瓶不会因未完全处于台体的正中间而被甩出台体的台面。

优选地，所述圆形凹槽的槽口边缘呈斜角或圆角设置。

通过以上技术方案，在圆形活动块下降时，药瓶的底部可能会有一小部分仍位于圆形凹槽的外侧，那么随着圆形活动块的下降，药瓶会在圆形凹槽的槽口边缘的导向作用下，自然地以一定的倾斜角度完全地滑入到圆形凹槽内。

本发明的第二个目的在于提供一种理标方法，通过此方法，能够完成对药瓶的朝向调整。

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.检测第一输送机构上的药瓶是否移动到转台的中间，若是，则进入S2；

S2.启用第一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.控制器根据所述旋转信号控制转台转动相应的角度，之后再控制抓取机构将转台上的药瓶抓取至第二传输机构；

S4.重复步骤S1～S3。

通过以上技术方案，利用第一视觉传感器来识别药瓶当前标签的朝向，并进行相应的对比处理后，输出旋转信号，即需要转动的角度；然后控制器再控制驱动转台的驱动电机转动相应的角度即可。最后控制器控制抓取机构将药瓶抓取第第二传输机构上，完成对药瓶的朝向调整。

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中支架的结构图；

图3为图1中A部的放大图；

图4为实施例1中转台的结构示意图；

图5为实施例1中进气接头的连接结构图；

图6为实施例1的控制流程图；

图7为实施例2中的自动理标机的结构图；

图8为实施例2中防倾倒装置的结构图；

图9为实施例3的流程图。

附图标记：1、机架；21、第一传送带；22、第二传送带；23、第一伺服电机；3、抓取机构；31、安装台；32、支撑柱；33、第一气缸；34、第二气缸；35、气管接头；351、出气口；36、吸盘；4、挡条；5、支架；51、下固定座；52、上固定座；53、支杆；54、夹持杆；61、第一光电传感器、62、第二光电传感器；63、第一视觉传感器；7、转台；71、台体；711、圆形凹槽；712、滑槽；72、圆形活动块；721、滑块；73、驱动电机；74、第四气缸；75、连接架；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、第三传送带；95、第二伺服电机。

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1，一种自动理标机，适用于对瓶身为圆形的药瓶进行理标，其主要包括机架1，机架1上依次设置有第一传送带21和第二传送带22，本实施例中，第一传送带21和第二传送带22均为直线形，但不限于此，例如可以是弧形。该第一传送带21和第二传送带22分别由位于机架1侧面的两台第一伺服电机23驱动。

参照图1、图2，为了使药瓶能够排成一条直线，第一传送带21和第二传送带22的上方并排设置有两根挡条4，两根挡条4分别通过支架5固定在机架1上。该支架5包括下固定座51、上固定座52、支杆53以及夹持杆54，下固定座51通过螺栓可拆卸连接于机架1上，上固定座52位于下固定座51的正上方，并通过支杆53与下固定座51连接；夹持杆54水平设置于上固定座52，并且在朝向第一传送带21的一端设置有供挡条4穿入的夹持口。作为示例，从图2中可以看到，第一传送带21的两侧分别设置有3个支架5，位于同一侧的支架5上的夹持杆54的高度相同，且夹持口排成一条直线，因此，在安装挡条4时，只需要将挡条4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54水平穿设于上固定座52，进而通过调节夹持杆54的位置，来调节两根挡条4的间距，从而能够适应不同尺寸的药瓶。

参照图3，第一传送带21和第二传送带22之间设置有一个转台7，药盒从第一传送带21的末端滑出后，能够直接到达转台7上。参照图4，转台7包括中部设置有圆形凹槽711的台体71，以及位于圆形凹槽711内的圆形活动块72；圆形凹槽711的尺寸与药瓶适配，一般设置为略大于药瓶即可；另外，圆形凹槽711的侧壁以及圆形活动块72的侧壁沿竖直方向分别对应设置有滑槽712和滑块721，进而在滑槽712与滑块721的配合下，圆形活动块72与台体71不会发生相对转动。在台体71的底部设置有第四气缸74，该第四气缸74竖直朝上设置，且其伸缩杆穿透台体71的底部进入到圆形凹槽711内，并与圆形活动块72转动连接，例如通过轴承等部件。如此，第四气缸74在动作时，能够带动圆形活动块72升降。另外，在转台7的下方还设置有驱动电机73，该驱动电机73也竖直朝上设置，其转轴通过连接架75与台体71固定连接，如此，驱动电机73在工作时，能够带动整个转台7转动。转台7的后侧设置有挡板81，一方面阻止位于其上的药瓶被后续的药瓶继续向前挤，另一方面使得药瓶到达转台7上时，正好能够位于转台7的正中央，即位于圆形活动块72上。转台7的左侧设置有第一光电传感器61，右侧设置有第一视觉传感器63，上方偏向第一传送带21的位置设置有第二视觉传感器64。靠近第一视觉传感器63的挡条4呈分段设置，两段之间留有与第一视觉传感器63对应的间隙，进而避免影响视觉传感器的拍摄效果。同时，为了避免药瓶从该间隙处被挤出第一传送带21，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1上（本实施例中为固定在挡板81上）。

参照图3，在第二传送带22的首端并正对药瓶的下落位置设有第三光电传感器62，第三光电传感器62与控制器电连接。当药瓶被放下后，第三光电传感器62能够检测到药瓶的存在，并输出相应的检测信号至控制器。

参照图1、图5，安装台31通过若干支撑柱32在固定在机架1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21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21设置，且伸缩杆固定有气管接头35，该气管接头35的内部呈中空设置，其上端与第二气缸34的伸缩杆固定连接，下端设置有进气口并连接有吸盘36，侧面设置有出气口351并通过气管连通到负压源（图中未示出）。本实施例中，该负压源可采用负压发生器，另外，该气管接头35也可直接采用三通阀，即将三通阀的上端密封固定在伺服电机的转轴上，吸盘36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36内产生负压。

以下，结合图1、图3、图6，对本发明的控制原理详细介绍：

药瓶在第一传送带21上依次朝向转台7移动，第一个药瓶被挡板81阻挡在转台7上，并位于圆形活动块72上，且正好位于吸盘36的正下方，而其前一个药瓶又能够正对于第二视觉传感器64和第二光电传感器65。此时第一光电传感器61检测到位于转台7上的药瓶，向控制器发送检测信号，控制器控制第四气缸动作，驱动圆形活动块下降，此时药瓶也随之下降，同时再向第一视觉传感器63发送启动信号，以启动第一视觉传感器63，对转台7上的药瓶瓶身上的标签进行识别，并将识别到图像与预存储的图像进行对比，然后根据对比结果输出旋转信号至控制器。控制器根据接收到的旋转信号发送相应的驱动信号至驱动电机，控制驱动电机转动相应的角度，带动转台7转动，如此，药瓶也随之转动。

控制器在通过驱动电机控制转台7转动后，判断第二光电传感器62是否检测到药瓶，若是，则继续控制第二气缸34动作，使气管接头35下端的吸盘36压紧于药瓶的瓶盖上；之后控制器控制第二气缸34复位，吸盘36上升。由于吸盘36内具有较强的负压，因此，药瓶被吸盘36牢牢的吸住，进而随着第二气缸34的复位而上升。当第二气缸34复位后，此时药瓶的高度大于挡板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21的输送方向推动。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，在第一气缸33和第二气缸34均伸出到位后，此时药瓶的底部与第一传送带21接触；然后控制器控制负压源关闭，吸盘36内的负压消失，进而与药瓶分离。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或其它具备相同功能的机构。

以下，对第一视觉传感器的图像分析的具体原理和算法进行详细说明：

首先，将药瓶的标签贴于瓶身上，再利用图像获取设备对瓶身上的标签进行拍照，每拍摄一次，将瓶身转动1度，如此往复，可获得360张图像，其中第一次拍摄的图像为正确朝向时的图像，。然后再将这360张图像存入到第一视觉传感器中，并从第一张开始，按照1、2、3、4的顺序依次编号。那么当第一视觉传感器在对转台7上的药瓶进行识别时，将获取到的图像信息与该360张图像进行对比，在对比完成后，确认药瓶当前朝向的图像与上述正确朝向的编号，并计算两者的差值，例如，当前朝向的图像编号为25，则差值为24，也就代表需要将药瓶转动24度。第一视觉传感器基于该计算结果生成相应的旋转信号并输入到控制器中。

值得说明的是，若对识别的精度要求更高，则可减小瓶身的转动角度，例如每拍摄一次，转动0.5度，则可获得720张图像，以此类推。

实施例2：

基于实施例1的一种自动理标机，参照图6、图7，于第二传送带22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1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底部的第三传送带94以及竖直设置于安装架93上并用于驱动第三传送带94的第三伺服电机。同时，第三伺服电机的转速与驱动第二传送带22的伺服电机的转速相同，进而使得第二传送带22与第三传送带94的输送速度相同。

参照实施例1，在药瓶被调整后重新下放到第一传送带21的同时，即控制第二气缸34动作的同时，控制器也控制第三气缸92动作，将第三传送带94朝向第二传送带22的方向推出；如此，分别位于第二传送带22两侧的第三传送带94相互靠近。当药瓶下降到第二传送带22上的同时，两个第三传送带94恰好夹持于药瓶的两侧；此时，药瓶的瓶身以及瓶底分别与第三传送带94和第二传送带22接触，其瓶身部分与瓶底部分能够获得相近的前进速度。

实施例3：

基于实施例1或2中的自动理标机的理标方法，参照图9，具体包括以下步骤：

S4.重复步骤S1～S3。

Claims

1.一种自动理标机，其特征是，包括机架(1)，机架(1)上依次设置有用于输送药瓶的第一传输机构和第二传输机构；所述第一传输机构与第二传输机构之间设置有一转台(7)，所述转台(7)由驱动电机(73)驱动；所述转台(7)的后侧设置有用于阻止药瓶继续前进的挡板(81)，所述转台(7)的侧边设置有第一光电传感器(61)和第一视觉传感器(63)；第一传输机构上还设置有抓取机构(3)，用于将转台(7)上的药瓶抓取到第二传输机构上；所述第一光电传感器(61)用于检测转台(7)上是否有药瓶并产生相应的检测信号并发送至控制器；所述第一视觉传感器(63)用于对药瓶的瓶身上的标签进行图像识别，并将识别到的图像与预存储的图像进行对比，以根据对比结果产生相应的旋转控制信号并发送至控制器；所述控制器响应于所述旋转信号控制驱动电机(73)和抓取机构(3)作出相应的动作。

2.根据权利要求1所述的自动理标机，其特征是，所述抓取机构(3)包括通过若干支撑柱(32)固定在机架(1)上的安装台(31)、水平设置于安装台(31)上并朝向第一传送带(21)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(21)竖直设置的第二气缸(34)、固定在第二气缸(34)的伸缩杆上的气管接头(35)以及设置于气管接头(35)上的吸盘(36)；所述气管接头(35)呈中空设置，下端具有进气口，侧面设有出气口(351)，其中，所述吸盘(36)套设于进气口，出气口(351)通过气管与负压源连通。

3.根据权利要求1所述的自动理标机，其特征是，所述第一传输机构包括第一传送带(21)和第一伺服电机(23)；所述第二传输机构包括第二传送带(22)和第二伺服电机(95)；沿第一传送带(21)和第二传送带(22)的输送路径平行设置有两根挡条(4)；所述挡条(4)通过支架(5)固定在机架(1)上且两根挡条(4)的间距可调；靠近第一视觉传感器(63)的一根挡条(4)呈分段设置，第一视觉传感器(63)位于该挡条(4)的两段之间。

4.根据权利要求3所述的自动理标机，其特征是，该呈分段设置的挡条(4)的两段之间设置有阻挡件(82)。

5.根据权利要求3所述的自动理标机，其特征是，该支架(5)包括下固定座(51)、上固定座(52)、支杆(53)以及夹持杆(54)，下固定座(51)通过螺栓可拆卸连接于机架(1)上，上固定座(52)位于下固定座(51)的正上方，并通过支杆(53)与下固定座(51)连接；夹持杆(54)水平设置于上固定座(52)，并且在朝向第一传送带(21)的一端设置有供挡条(4)穿入的夹持口。

6.根据权利要求1所述的自动理标机，其特征是，于第二传送带(22)的首端的一侧设置有第二光电传感器(62)，所述第二光电传感器(62)与控制器电连接。

7.根据权利要求3所述的自动理标机，其特征是，于第二传送带(22)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(1)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)底部的第三传送带(94)以及竖直设置于安装架(93)上并用于驱动第三传送带(94)的第二伺服电机(95)；第二伺服电机(95)的转速与驱动第二传送带(22)的第一伺服电机(23)的转速相同。

8.根据权利要求1所述的自动理标机，其特征是，所述转台(7)包括中部设置有圆形凹槽(711)的台体(71)，以及位于所述圆形凹槽(711)内并可沿圆形凹槽(711)上下滑动的圆形活动块(72)；所述圆形凹槽(711)的尺寸与药瓶适配；所述圆形凹槽(711)的侧壁以及圆形活动块(72)的侧壁沿竖直方向分别对应设置有滑槽(712)和滑块(721)；所述台体(71)的底部设置有第四气缸(74)，所述第四气缸(74)竖直朝上设置，且其伸缩杆穿透台体(71)的底部进入到圆形凹槽(711)内，并与圆形活动块(72)转动连接；当第一光电传感器(61)检测到有药瓶位于圆形活动块(72)上时，控制器控制第四气缸(74)动作，以驱动圆形活动块(72)下降预定的高度。

9.根据权利要求8所述的自动理标机，其特征是，所述圆形凹槽(711)的槽口边缘呈斜角或圆角设置。

10.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.检测第一输送机构上的药瓶是否移动到转台(7)的中间，若是，则进入S2；

S2.启用第一视觉传感器(63)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.控制器根据所述旋转信号控制转台(7)转动相应的角度，之后再控制抓取机构(3)将转台(7)上的药瓶抓取至第二传输机构；

S4.重复步骤S1～S3。