CN106915516B - 一种可以检测篮球圆度和表面缺陷的篮球堆叠机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可以检测篮球圆度和表面缺陷的篮球堆叠机，属于自动包装领域，可以自动检测篮球圆度和表面缺陷的同时进行篮球的堆叠，该设备包括：进料控制装置(1)，篮球圆度和表面缺陷检测装置(2)，篮球堆叠装置(3)，控制主机。采用三个视觉检测装置获取篮球的图像，控制主机根据三个角度篮球的长短径比值确定篮球的圆度是否符合要求，根据表面高对比度图像的连通域数量确定篮球是否存在表面缺陷，可以自动判断篮球的圆度和表面缺陷之后对篮球进行泄气堆叠，节省大量人力物力。
Description
技术领域
本发明属于自动化包装技术领域，涉及自动包装设备，尤其是一种可以检测篮球圆度和表面缺陷的篮球堆叠机。
背景技术
篮球运动已经深入到我们的生活中,大众娱乐篮球可以帮助人们在紧张的工作生活中放松身体和精神,它也对人们的健康起到了有益的作用。因此,研究发展大众娱乐篮球有着重要的意义。
目前来看，篮球生产中一个重要的问题是生产的篮球圆度不够或存在表面缺陷，圆度不够或表面存在缺陷的篮球在实际使用时的准确性大大降低，将会影响球员的技术动作的发挥，而目前，篮球的圆度的保障主要是在制作模具的角度，在制作前进行保障。但是由于篮球的生产过程中难以避免的会产生误差，这些误差也会导致篮球的圆度降低。二篮球表面缺陷还停留在人工检测阶段，因此，在篮球包装前对其进行圆度检测有十分重要的意义。
此外，篮球的存放占用了大量的空间，将篮球泄气后堆叠起来存放可以大大降低空间占用，提高运输效率。
发明内容
本发明克服以上缺陷，提供一种可以检测篮球圆度和表面缺陷的篮球堆叠机。
本发明的技术方案如下：
一种可以检测篮球圆度和表面缺陷的篮球堆叠机，可以自动检测篮球的圆度和表面缺陷并将合格的篮球进行堆叠，其特征在于包括：进料控制装置1，篮球圆度和表面缺陷检测装置2，篮球堆叠装置3，控制主机；篮球圆度和表面缺陷检测装置(2)上安装有照明光源。
进一步的，进料控制装置包括进料传送带101，进料光电检测器102，进料漏斗103，篮球接球器104，篮球角度调整器105；进料漏斗设置在进料传送带的末端，进料漏斗的出口仅容一个篮球通过；进料光电检测器设置在进料漏斗的上方，用于检测进料漏斗中是否有篮球进入，如果有则向控制主机发送信号，控制主机控制进料传送带暂停；篮球接球器104设置在进料漏斗正下方，用于接住已经充好气的篮球，由两个相对的半环形构成，所述两个相对的半环形与进料传送带相反的方向的开口可以打开；篮球角度调整器设置在篮球接球器的下方，由两个滚轮构成，两个滚轮与篮球接触后可以使篮球在两个方向上转动，调整篮球的角度。
进一步的，篮球圆度和表面缺陷检测装置包括第一抓取机械臂201，第一圆度和表面缺陷视觉检测器202，第二圆度和表面缺陷视觉检测器203，第三圆度和表面缺陷视觉检测器204；第一抓取机械臂安装在篮球接球器的与进料传送带相反的方向上，可以上下或者左右摆动，以及可以伸出和缩短，第一抓取机械臂上安装有抽气针和抓取视觉检测装置206，抓取视觉检测装置检测篮球接球器上的篮球气门图像，并将图像发送至控制主机，控制主机通过分析图像得到篮球的气门位置，并控制篮球角度调整器转动，使篮球气门与第一抓取机械臂上的抽气针对准；第一抓取机械臂可以将抽气针插入篮球的气门并通过第一抓取机械臂上的机械吸盘抓取篮球；第一抓取机械臂抓取篮球后，篮球接球器打开，第一抓取机械臂向上摆动至视觉检测位置，篮球接球器闭合，控制主机控制进料传送带启动；第一圆度和表面缺陷视觉检测器、第二圆度和表面缺陷视觉检测器、第三圆度和表面缺陷视觉检测器设置在视觉检测位置的上前左三个方向上，可以从三个方向上获取篮球的侧面图，并传送至控制主机，控制主机根据三幅图像计算篮球的长短径的比值，并计算篮球的圆度，根据三幅图的高对比度图中连通域个数确定篮球是否存在表面缺陷，判断篮球的圆度是否合格。不合格品收集箱205位于第一抓取机械臂的右侧，用于收集不合格的篮球，当控制主机检测到篮球圆度或表面缺陷不合格时控制第一抓取机械臂右摆，并抽出抽气针，放开机械吸盘，使篮球落入不合格品收集箱；
进一步的，篮球堆叠装置位于第一抓取机械臂的左侧，包括凹型半球接纳盘301、凸型半球挤压头302和位于凸型半球挤压头跟部正下方的篮球收集箱303；凹型半球接纳盘设置在第一抓取机械臂的左前方，用于为篮球提供接纳位置；凸型半球挤压头安装在伸缩杆上，伸缩杆设置在第一抓取机械臂的左后侧，位于与凹型半球接纳盘相反的位置上，凸型半球挤压头上安装有堆叠吸盘；当控制主机检测到篮球圆度和表面缺陷合格时控制第一抓取机械臂左摆，使篮球位于凹型半球接纳盘的接纳位置；控制主机可以控制第一抓取机械臂上的抽气针对篮球进行抽气；抽气的同时凸型半球挤压头向凹型半球接纳盘方向进行挤压，使篮球内部成为真空，第一抓取机械臂上的机械吸盘放开，凸型半球挤压头上的堆叠吸盘吸附篮球，第一抓取机械臂抽出抽气针；凸型半球挤压头带动真空篮球竖直下摆，堆叠吸盘放开，篮球落入篮球收集箱。
进一步的，以上设备的执行方法包括以下步骤：
控制主机控制进料传送带启动，控制主机控制进料光电检测器检测进料漏斗中是否有篮球进入，如果进料光电检测器检测到有篮球进入则向控制主机发送信号，控制主机控制进料传送带暂停；
控制主机控制视觉检测装置检测篮球接球器上的篮球气门图像，并将图像发送至控制主机，控制主机通过分析图像得到篮球的气门位置，并控制篮球角度调整器转动，使篮球气门与第一抓取机械臂上的抽气针对准；控制主机控制第一抓取机械臂将抽气针插入篮球的气门并通过第一抓取机械臂上的机械吸盘抓取篮球；第一抓取机械臂抓取篮球后，篮球接球器打开，第一抓取机械臂向上摆动至视觉检测位置，篮球接球器闭合，控制主机控制进料传送带启动；
控制主机控制第一圆度和表面缺陷视觉检测器、第二圆度和表面缺陷视觉检测器、第三圆度和表面缺陷视觉检测器采集图像，控制主机根据三幅图像计算篮球的长短径的比值，并计算篮球的圆度，根据三幅图的高对比度图中连通域个数确定篮球是否存在表面缺陷，判断篮球的圆度和表面缺陷是否合格；
当控制主机检测到篮球圆度或表面缺陷不合格时控制第一抓取机械臂右摆，并抽出抽气针，放开机械吸盘，使篮球落入不合格品收集箱；
当控制主机检测到篮球圆度和表面缺陷合格时控制第一抓取机械臂左摆，使篮球位于凹型半球接纳盘的接纳位置；控制主机可以控制第一抓取机械臂上的抽气针对篮球进行抽气；抽气的同时凸型半球挤压头向凹型半球接纳盘方向进行挤压，使篮球内部成为真空，第一抓取机械臂上的机械吸盘放开，凸型半球挤压头上的堆叠吸盘吸附篮球，第一抓取机械臂抽出抽气针；凸型半球挤压头带动真空篮球下摆成竖直方向，堆叠吸盘放开，篮球落入篮球收集箱，完成堆叠。
本发明具有以下优势：
1)本发明在抓取篮球前采用视觉检测装置获取篮球气门角度，根据角度自动将气针插入篮球的气门；
2)可以采用三个视觉检测装置获取篮球的图像，控制主机根据三个角度篮球的长短径比值确定篮球的圆度是否符合要求，可以自动判断篮球的圆度；
3)可以自动对篮球进行泄气堆叠。
附图说明
图1本发明设备的俯视示意图。
图2本发明设备处理不合格品的俯视示意图。
图3本发明设备的处理合格品的俯视示意图。
图4本发明设备的侧视示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种可以检测篮球圆度和表面缺陷的篮球堆叠机，可以自动检测篮球的圆度和表面缺陷并将合格的篮球进行堆叠，其特征在于包括：进料控制装置1，篮球圆度和表面缺陷检测装置2，篮球堆叠装置3，控制主机；篮球圆度和表面缺陷检测装置(2)上安装有照明光源。
进一步的，进料控制装置包括进料传送带101，进料光电检测器102，进料漏斗103，篮球接球器104，篮球角度调整器105；进料漏斗设置在进料传送带的末端，进料漏斗的出口仅容一个篮球通过；进料光电检测器设置在进料漏斗的上方，用于检测进料漏斗中是否有篮球进入，如果有则向控制主机发送信号，控制主机控制进料传送带暂停；篮球接球器104设置在进料漏斗正下方，用于接住已经充好气的篮球，由两个相对的半环形构成，所述两个相对的半环形与进料传送带相反的方向的开口可以打开；篮球角度调整器设置在篮球接球器的下方，由两个滚轮构成，两个滚轮与篮球接触后可以使篮球在两个方向上转动，调整篮球的角度。
进一步的，篮球圆度和表面缺陷检测装置包括第一抓取机械臂201，第一圆度和表面缺陷视觉检测器202，第二圆度和表面缺陷视觉检测器203，第三圆度和表面缺陷视觉检测器204；第一抓取机械臂安装在篮球接球器的与进料传送带相反的方向上，可以上下或者左右摆动，以及可以伸出和缩短，第一抓取机械臂上安装有抽气针和抓取视觉检测装置206，抓取视觉检测装置检测篮球接球器上的篮球气门图像，并将图像发送至控制主机，控制主机通过分析图像得到篮球的气门位置，并控制篮球角度调整器转动，使篮球气门与第一抓取机械臂上的抽气针对准；第一抓取机械臂可以将抽气针插入篮球的气门并通过第一抓取机械臂上的机械吸盘抓取篮球；第一抓取机械臂抓取篮球后，篮球接球器打开，第一抓取机械臂向上摆动至视觉检测位置，篮球接球器闭合，控制主机控制进料传送带启动；第一圆度和表面缺陷视觉检测器、第二圆度和表面缺陷视觉检测器、第三圆度和表面缺陷视觉检测器设置在视觉检测位置的上前左三个方向上，可以从三个方向上获取篮球的侧面图，并传送至控制主机，控制主机根据三幅图像计算篮球的长短径的比值，并计算篮球的圆度，根据三幅图的高对比度图中连通域个数确定篮球是否存在表面缺陷，判断篮球的圆度是否合格。不合格品收集箱205位于第一抓取机械臂的右侧，用于收集不合格的篮球，当控制主机检测到篮球圆度或表面缺陷不合格时控制第一抓取机械臂右摆，并抽出抽气针，放开机械吸盘，使篮球落入不合格品收集箱；
进一步的，篮球堆叠装置位于第一抓取机械臂的左侧，包括凹型半球接纳盘301、凸型半球挤压头302和位于凸型半球挤压头跟部正下方的篮球收集箱303；凹型半球接纳盘设置在第一抓取机械臂的左前方，用于为篮球提供接纳位置；凸型半球挤压头安装在伸缩杆上，伸缩杆设置在第一抓取机械臂的左后侧，位于与凹型半球接纳盘相反的位置上，凸型半球挤压头上安装有堆叠吸盘；当控制主机检测到篮球圆度和表面缺陷合格时控制第一抓取机械臂左摆，使篮球位于凹型半球接纳盘的接纳位置；控制主机可以控制第一抓取机械臂上的抽气针对篮球进行抽气；抽气的同时凸型半球挤压头向凹型半球接纳盘方向进行挤压，使篮球内部成为真空，第一抓取机械臂上的机械吸盘放开，凸型半球挤压头上的堆叠吸盘吸附篮球，第一抓取机械臂抽出抽气针；凸型半球挤压头带动真空篮球竖直下摆，堆叠吸盘放开，篮球落入篮球收集箱。
进一步的，以上设备的执行方法包括以下步骤：
控制主机控制进料传送带启动，控制主机控制进料光电检测器检测进料漏斗中是否有篮球进入，如果进料光电检测器检测到有篮球进入则向控制主机发送信号，控制主机控制进料传送带暂停；
控制主机控制视觉检测装置检测篮球接球器上的篮球气门图像，并将图像发送至控制主机，控制主机通过分析图像得到篮球的气门位置，并控制篮球角度调整器转动，使篮球气门与第一抓取机械臂上的抽气针对准；控制主机控制第一抓取机械臂将抽气针插入篮球的气门并通过第一抓取机械臂上的机械吸盘抓取篮球；第一抓取机械臂抓取篮球后，篮球接球器打开，第一抓取机械臂向上摆动至视觉检测位置，篮球接球器闭合，控制主机控制进料传送带启动；
控制主机控制第一圆度和表面缺陷视觉检测器、第二圆度和表面缺陷视觉检测器、第三圆度和表面缺陷视觉检测器采集图像，控制主机根据三幅图像计算篮球的长短径的比值，并计算篮球的圆度，根据三幅图的高对比度图中连通域个数确定篮球是否存在表面缺陷，判断篮球的圆度和表面缺陷是否合格；
当控制主机检测到篮球圆度或表面缺陷不合格时控制第一抓取机械臂右摆，并抽出抽气针，放开机械吸盘，使篮球落入不合格品收集箱；
当控制主机检测到篮球圆度和表面缺陷合格时控制第一抓取机械臂左摆，使篮球位于凹型半球接纳盘的接纳位置；控制主机可以控制第一抓取机械臂上的抽气针对篮球进行抽气；抽气的同时凸型半球挤压头向凹型半球接纳盘方向进行挤压，使篮球内部成为真空，第一抓取机械臂上的机械吸盘放开，凸型半球挤压头上的堆叠吸盘吸附篮球，第一抓取机械臂抽出抽气针；凸型半球挤压头带动真空篮球下摆成竖直方向，堆叠吸盘放开，篮球落入篮球收集箱，完成堆叠。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (2)
1.一种可以检测篮球圆度和表面缺陷的篮球堆叠机，可以自动检测篮球的圆度和表面缺陷并将合格的篮球进行堆叠，其特征在于包括：进料控制装置(1)，篮球圆度和表面缺陷检测装置(2)，篮球堆叠装置(3)，控制主机；篮球圆度和表面缺陷检测装置(2)上安装有照明光源；
进料控制装置包括进料传送带(101)，进料光电检测器(102)，进料漏斗(103)，篮球接球器(104)，篮球角度调整器(105)；进料漏斗设置在进料传送带的末端，进料漏斗的出口仅容一个篮球通过；进料光电检测器设置在进料漏斗的上方，用于检测进料漏斗中是否有篮球进入，如果有则向控制主机发送信号，控制主机控制进料传送带暂停；篮球接球器(104)设置在进料漏斗正下方，用于接住已经充好气的篮球，由两个相对的半环形构成，所述两个相对的半环形与进料传送带相反的方向的开口可以打开；篮球角度调整器设置在篮球接球器的下方，由两个滚轮构成，两个滚轮与篮球接触后可以使篮球在两个方向上转动，调整篮球的角度；
篮球圆度和表面缺陷检测装置包括第一抓取机械臂(201)，第一圆度和表面缺陷视觉检测器(202)，第二圆度和表面缺陷视觉检测器(203)，第三圆度和表面缺陷视觉检测器(204)；第一抓取机械臂安装在篮球接球器的与进料传送带相反的方向上，可以上下或者左右摆动，以及可以伸出和缩短，第一抓取机械臂上安装有抽气针和抓取视觉检测装置(206)，抓取视觉检测装置检测篮球接球器上的篮球气门图像，并将图像发送至控制主机，控制主机通过分析图像得到篮球的气门位置，并控制篮球角度调整器转动，使篮球气门与第一抓取机械臂上的抽气针对准；第一抓取机械臂可以将抽气针插入篮球的气门并通过第一抓取机械臂上的机械吸盘抓取篮球；第一抓取机械臂抓取篮球后，篮球接球器打开，第一抓取机械臂向上摆动至视觉检测位置，篮球接球器闭合，控制主机控制进料传送带启动；第一圆度和表面缺陷视觉检测器、第二圆度和表面缺陷视觉检测器、第三圆度和表面缺陷视觉检测器设置在视觉检测位置的上前左三个方向上，可以从三个方向上获取篮球的侧面图，并传送至控制主机，控制主机根据三幅图像计算篮球的长短径的比值，并计算篮球的圆度，根据三幅图的高对比度图中连通域个数确定篮球是否存在表面缺陷，判断篮球的圆度是否合格；不合格品收集箱(205)位于第一抓取机械臂的右侧，用于收集不合格的篮球，当控制主机检测到篮球圆度或表面缺陷不合格时控制第一抓取机械臂右摆，并抽出抽气针，放开机械吸盘，使篮球落入不合格品收集箱。
2.如权利要求1所述的一种可以检测篮球圆度和表面缺陷的篮球堆叠机，其特征在于：篮球堆叠装置位于第一抓取机械臂的左侧，包括凹型半球接纳盘(301)、凸型半球挤压头(302)和位于凸型半球挤压头跟部正下方的篮球收集箱(303)；凹型半球接纳盘设置在第一抓取机械臂的左前方，用于为篮球提供接纳位置；凸型半球挤压头安装在伸缩杆上，伸缩杆设置在第一抓取机械臂的左后侧，位于与凹型半球接纳盘相反的位置上，凸型半球挤压头上安装有堆叠吸盘；当控制主机检测到篮球圆度和表面缺陷合格时控制第一抓取机械臂左摆，使篮球位于凹型半球接纳盘的接纳位置；控制主机可以控制第一抓取机械臂上的抽气针对篮球进行抽气；抽气的同时凸型半球挤压头向凹型半球接纳盘方向进行挤压，使篮球内部成为真空，第一抓取机械臂上的机械吸盘放开，凸型半球挤压头上的堆叠吸盘吸附篮球，第一抓取机械臂抽出抽气针；凸型半球挤压头带动真空篮球竖直下摆，堆叠吸盘放开，篮球落入篮球收集箱。
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| CN2055590U (zh) * | 1989-04-12 | 1990-04-04 | 北京市革制品厂 | 运动球自动检测装置 |
| JPH0961363A (ja) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Bridgestone Sports Co Ltd | ゴルフボールの外観検査方法及び該検査方法に用いる照明装置 |
| CN103286081A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-09-11 | 浙江工业大学 | 基于单目多视角机器视觉的钢珠表面缺陷在线自动分选装置 |
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