CN106881281A - 一种自动分拣装置和系统 - Google Patents
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Abstract
根据本发明所涉及的自动分拣装置和系统，自动分拣装置包括图像获取单元、具有抓取部件的次品抓取单元、次品剔除单元、次品传送单元、以及具有信号控制模块和图像处理模块的控制单元，控制单元控制图像获取单元获取产品的图像信号并将图像信号传送至图像处理模块处理后，得到次品的坐标位置，通过信号控制模块控制抓取部件根据坐标位置抓取次品后，控制次品剔除单元将次品剔除到传送带上运走。因为本发明所涉及的自动分拣装置能够自动准确和快速去除蜡烛次品，所以，本发明所涉及的自动分拣装置能够在不影响原有设备工作的基础上代替人眼进行筛选去除次品，具有减少人工成本，和提高了工作效率的优点。
Description
技术领域
本发明属于机械领域，具体涉及一种自动分拣装置和系统。
背景技术
在铝壳小蜡烛(茶蜡)的生产过程中会出现一些次品，例如会出现铝壳变形、蜡芯不在圆心以及蜡烛灌装量过少等情况的蜡烛，需要在蜡烛灌装后进行去除。目前，挑出这些次品的工作主要靠人工目测，需要耗费大量的劳动力，并且次品蜡烛的标准受人为因素影响很大，从而造成成品蜡烛的质量不稳定。随着市场竞争的日趋激烈，蜡烛生产企业对次品剔除有了越来越高的自动化需求，机器视觉检测技术已经在很多领域得到了应用，例如停车场入口的车牌识别，水果的分拣等等。应用机器视觉检测技术的分拣系统可以有效实现铝壳蜡烛的次品剔除的自动化。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种自动分拣装置和系统。
本发明提供了一种自动分拣装置，用于设置在产品线的上方，对产品线上的产品进行外观检测并将产品中的次品进行剔除，其特征在于，包括：图像获取单元，设置在产品的上方，包括固定设置的支架和设置在支架上的复数个用于获取产品线上的产品的图像的图像获取部件；次品抓取单元，设置在产品的上方，包括固定设置的复数个抓取部件；次品剔除单元，设置在产品的上方，位于抓取部件的下方；次品传送单元，设置在产品的上方，位于次品抓取单元和次品剔除单元的下方，包括机架、传送带以及传送带驱动部件；以及控制单元，分别与次品传送单元、次品抓取单元、检测单元以及次品剔除单元相连并进行控制，包括：信号控制模块和图像处理模块，其中，机架设置在地面上，传送带驱动部件设置在机架上，传送带水平设置在机架的顶部，与传送带驱动部件相连，支架设置在机架的上部，复数个图像获取部件分别设置在支架上，控制单元控制图像获取单元获取产品的图像信号并将图像信号传送至图像处理模块处理后，得到次品的坐标位置，通过信号控制模块控制抓取部件根据坐标位置抓取次品后，控制次品剔除单元将次品剔除到传送带上运走。
在本发明提供的自动分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，抓取部件包括水平移动部件和与之相连的垂直移动部件，产品为蜡烛。
另外，在本发明提供的自动分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，水平移动部件包括固定设置在机架上的水平驱动件。
另外，在本发明提供的自动分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，水平驱动件为双导杆气缸。
另外，在本发明提供的自动分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，其中，垂直移动部件包括扎钩、垂直驱动件以及连接件，连接件设置在双导杆气缸的活塞的顶端，垂直驱动件与连接件固定连接，扎钩具有首端和尾端，首端与垂直驱动件活动端的顶端相连。
另外，在本发明提供的自动分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，尾端设置有倒钩，用于将次品牢牢的抓取。
另外，在本发明提供的自动分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，图像获取部件设置与产品传送带水平面呈固定角度。
另外，在本发明提供的自动分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，图像获取部件为CCD工业摄像机。
另外，在本发明提供的自动分拣装置中，还可以具有这样的特征：其中，信号控制模块为PLC控制器。
一种自动分拣系统，其特征在于，包括：产品流水线，上述任意一项的自动分拣装置，设置在流水线的产品的上方。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的自动分拣装置，包括图像获取单元、具有抓取部件的次品抓取单元、次品剔除单元、次品传送单元、以及具有信号控制模块和图像处理模块的控制单元，控制单元控制图像获取单元获取产品的图像信号并将图像信号传送至图像处理模块处理后，得到次品的坐标位置，通过信号控制模块控制抓取部件根据坐标位置抓取次品后，控制次品剔除单元将次品剔除到传送带上运走。
因为本发明所涉及的自动分拣装置能够自动准确和快速去除蜡烛次品，所以，本发明所涉及的自动分拣装置能够在不影响原有设备工作的基础上代替人眼进行筛选去除次品，具有减少人工成本，和提高了工作效率的优点。
另外，本发明所涉及的自动分拣装置通过调整图像获取部件的数量和倾斜角度能够适应不同规格的小蜡烛生产线。
进一步地，本发明所涉及的自动分拣装置通过调整图像处理模块能够适应不同规格的产品生产线，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的实施例中自动分拣系统的示意图；
图2是本发明的实施例中自动分拣装置的示意图；
图3是本发明的实施例中次品传送单元的示意图；
图4是本发明的实施例中的图像获取单元的示意图；
图5是本发明的实施例中次品抓取单元的示意图；以及
图6是本发明的实施例中次品剔除单元的局部示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明涉及的自动分拣装置和系统作具体阐述。
实施例
如图1所示，自动分拣系统100包括蜡烛生产线10和自动分拣装置20。
蜡烛生产线10生产的产品为蜡烛，包括蜡烛传送装置11、蜡液灌注器12。
蜡烛传送装置11包括生产线支架111和产品输送带112，生产线支架111设置在地面上，产品输送带112设置在生产线支架111的上部，实施例中，产品输送带112的移动方向为从如图1的左上端到右下端。
蜡液灌注器12设置在蜡烛传送装置11如图1左端的产品输送带112的上方。
如图2所示，自动分拣装置20包括次品传送单元21、图像获取单元22、次品抓取单元23、次品剔除单元24以及控制单元。
如图3所示，次品传送单元21包括机架211、传送带驱动部件212、张紧装置213以及次品传送带214。次品传送单元21位于蜡液灌注器12的右端。
机架211设置在地面上，机架211的上部位于产品输送带112的上方且横跨产品输送带112。
传送带驱动部件212设置在机架211顶部的一端，用于驱动次品传送带214。
张紧装置213设置在机架211顶部的另一端，用于张紧次品传送带214。
次品传送带214设置在机架211的顶部，与传送带驱动部件212和张紧装置213相连，次品传送带214位于产品输送带112的上方，蜡烛生产线10上的产品从次品传送带214下正常通过。
如图2、图4所示，图像获取单元22包括两个支架221、支撑件222、复数个钣金连接件223以及复数个图像获取部件224，图像获取单元22如图1所示设置在机架211的上方。
两个支架221，分别设置在机架211的两端，支架221呈杆状，其下端与机架211的上部固定连接。
支撑件222横截面呈L形，其直角的两端分别与两个支架221的上端固定连接，实施例中支撑件222为钣金件，采用金属板制成。
复数个连接件223分别均匀地设置在支撑件222远离支架221端部上，实施例中，实施例中连接件223为钣金件，采用金属板制成，与支撑件222固定连接，数量为6个。
复数个图像获取部件224设置在连接件223上，以产品输送带112的前进方向为列方向，可根据产品列数、行间距和列间距来设置图像获取部件224的数量，图像获取部件224与产品输送带112水平面呈固定角度，从而能检测蜡烛的高度是否合格。实施例中，图像获取部件224为CCD工业摄像机，数量为6个，该摄像机镜头向下且朝向蜡液灌注器12一端，与产品输送带112水平面的夹角为45度。
如图2、图5所示，次品抓取单元23，设置在机架211的上方，包括支撑件231、复数个水平移动部件232以及复数个垂直移动部件234。
支撑件231呈条状，与机架211的上部固定连接。
复数个水平移动部件232并排贴合且平行于产品输送带112设置在支撑件231上部，水平移动部件232包括两个第一电磁阀2321和水平驱动件2322，实施例中，水平驱动件2322为双导杆气缸，数量为25个，双导杆气缸的活塞移动方向平行于产品输送带112移动的方向。
垂直移动部件233，包括连接件2331、垂直驱动件2332、以及扎钩2333。
连接件2331设置在双导杆气缸的活塞的顶端。
垂直驱动件2332与连接件2331固定连接，实施例中，垂直驱动件2332为单杆圆筒气缸，单杆圆筒气缸的活塞移动方向垂直于产品输送带112移动的方向。
扎钩2333具有首端和尾端，扎钩2333与单杆圆筒气缸的活塞同轴线，扎钩2333的首端与单杆圆筒气缸的活塞的顶端相连。
扎钩2333的尾端设置有倒钩，用于将次品牢牢的抓取。
如图1、图6所示，次品剔除单元24，设置在机架211的上方，位于次品抓取单元23的下方，包括两个剔除驱动件241、两个第二电磁阀以及压板242。
两个剔除驱动件241分别设置在支架221上，且与支架221固定连接，实施例中剔除驱动件241为双导杆气缸，通过钣金连接件固定在支架221上。
两个第二电磁阀分别设置在两个双导杆气缸241上。
压板242呈条状，压板242的两端分别与两个双导杆气缸的活塞的顶端固定连接，压板242的一侧对应于复数个扎钩2333设置有复数个让扎钩2333通过的长槽。
控制单元，分别与次品传送单元、次品抓取单元、检测单元以及次品剔除单元相连，并分别对次品传送单元、次品抓取单元、检测单元以及次品剔除单元进行控制，包括：信号控制模块和图像处理模块。实施例中，信号控制模块为PLC控制器。
控制单元控制图像获取单元22获取蜡烛的图像信号并将该图像信号传送至图像处理模块进行处理，图像处理模块对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如形状、数量、位置、高度，再根据预设的允许度输出结果，并得到次品的坐标位置，通过信号控制模块控制抓取部件根据坐标位置抓取次品后，控制次品剔除单元将次品剔除到传送带上运走。
自动分拣系统100的操作原理：
如图1所示，自动分拣系统100包括蜡烛生产线10和自动分拣装置20，蜡烛生产线10工作时，空置铝壳由产品输送带112输送到蜡液灌注器12下方，经灌注后形成未经挑选的蜡烛产品，产品输送带112将蜡烛产品输送至产品检测区域，经自动分拣装置20将次品剔除后，输送成品蜡烛至包装区域。
自动分拣装置20的操作流程和原理：
控制单元控制图像获取单元22中的CCD工业摄像机获取产品的图像信号后，将图像信号传送至图像处理模块进行处理，得到次品的坐标位置，并将坐标位置信息反馈到PLC控制器，PLC控制器收到次品坐标信号后，通过第一电磁阀控制水平驱动件2322工作，将扎钩2333水平向前送到次品蜡烛的上方，当收到扎钩2333到位信号后，PLC控制器控制垂直驱动件2332工作，将扎钩2333竖直向下扎入次品蜡烛，PLC控制器收到扎钩2333扎入蜡烛信号后控制垂直驱动件2332工作，将扎钩2333竖直向上抬起。PLC控制器收到扎钩2333抬起到初始水平位置信号后，控制水平驱动件2322工作，将扎钩2333水平向后送到原始工作位置。PLC控制器收到扎钩2333回到原始工作位置信号后，控制剔除驱动件241将压板242向下压，压板242将次品蜡烛卸载到次品传送带214上，次品会通过次品传送带214输送到指定位置。PLC控制器收到压板242向下到位信号后，控制剔除驱动件241将压板242抬起到起始位置后停止，等待下一个次品坐标的信号。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的自动分拣装置，包括图像获取单元、具有抓取部件的次品抓取单元、次品剔除单元、次品传送单元、以及具有信号控制模块和图像处理模块的控制单元，控制单元控制图像获取单元获取产品的图像信号并将图像信号传送至图像处理模块处理后，得到次品的坐标位置，通过信号控制模块控制抓取部件根据坐标位置抓取次品后，控制次品剔除单元将次品剔除到传送带上运走。
因为本实施例所涉及的自动分拣装置能够自动准确和快速去除蜡烛次品，所以，本发明所涉及的自动分拣装置能够在不影响原有设备工作的基础上代替人眼进行筛选去除次品，具有减少人工成本，和提高了工作效率的优点。
另外，本发明所涉及的自动分拣装置通过调整图像获取部件的数量和倾斜角度能够适应不同规格的小蜡烛生产线。
进一步地，本发明所涉及的自动分拣装置通过调整图像处理模块能够适应不同规格的产品生产线，具有广阔的应用前景。
进一步地，水平驱动件为双导杆气缸，双导杆气缸具有使用可靠性高和成本低的优点。
进一步地，扎钩的尾端设置有倒钩，方便了将次品牢牢的抓取。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动分拣装置，用于设置在产品线的上方，对所述产品线上的产品进行外观检测并将所述产品中的次品进行剔除，其特征在于，包括：
图像获取单元，设置在所述产品的上方，包括固定设置的支架和设置在所述支架上的复数个用于获取所述产品线上的产品的图像的图像获取部件；
次品抓取单元，设置在所述产品的上方，包括固定设置的复数个抓取部件；
次品剔除单元，设置在所述产品的上方，位于所述抓取部件的下方；
次品传送单元，设置在所述产品的上方，位于所述次品抓取单元和所述次品剔除单元的下方，包括机架、传送带以及传送带驱动部件；以及
控制单元，分别与所述次品传送单元、所述次品抓取单元、所述检测单元以及所述次品剔除单元相连并进行控制，包括：信号控制模块和图像处理模块，
其中，所述机架设置在地面上，
所述传送带驱动部件设置在所述机架上，
所述传送带水平设置在所述机架的顶部，与所述传送带驱动部件相连，
所述支架设置在所述机架的上部，
复数个所述图像获取部件分别设置在所述支架上，
所述控制单元控制所述图像获取单元获取所述产品的图像信号并将所述图像信号传送至所述图像处理模块处理后，得到所述次品的坐标位置，通过所述信号控制模块控制所述抓取部件根据所述坐标位置抓取所述次品后，控制所述次品剔除单元将所述次品剔除到所述传送带上运走。
2.根据权利要求1所述的自动分拣装置，其特征在于：
其中，所述抓取部件包括水平移动部件和与之相连的垂直移动部件，所述产品为蜡烛。
3.根据权利要求2所述的自动分拣装置，其特征在于：
其中，所述水平移动部件包括固定设置在所述机架上的水平驱动件。
4.根据权利要求3所述的自动分拣装置，其特征在于：
其中，所述水平驱动件为双导杆气缸。
5.根据权利要求4所述的自动分拣装置，其特征在于：
其中，所述垂直移动部件包括扎钩、垂直驱动件以及连接件，
所述连接件设置在所述双导杆气缸的活塞的顶端，
所述垂直驱动件与所述连接件固定连接，
所述扎钩具有首端和尾端，所述首端与所述垂直驱动件活动端的顶端相连。
6.根据权利要求5所述的自动分拣装置，其特征在于：
其中，所述尾端设置有倒钩，用于将所述次品牢牢的抓取。
7.根据权利要求1所述的自动分拣装置，其特征在于：
其中，所述图像获取部件设置与所述产品传送带水平面呈固定角度。
8.根据权利要求1所述的自动分拣装置，其特征在于：
其中，所述图像获取部件为CCD工业摄像机。
9.根据权利要求1所述的自动分拣装置，其特征在于：
其中，所述信号控制模块为PLC控制器。
10.一种自动分拣系统，其特征在于，包括：
产品流水线，
权利要求1-9中任意一项所述的自动分拣装置，设置在所述流水线的产品的上方。
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