CN107478659A - 应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置及方法 - Google Patents

应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置及方法，包括机架、设置在机架上的转盘、设置在转盘上呈圆环形且等间隔排布的用于承托已包装好的柑普茶果的若干托架、设置在机架上用于驱动转盘旋转的变频驱动机构、设置在机架上用于对托架上承托的已包装好的柑普茶果进行图像采集的前工业机器视觉摄像装置、后工业机器视觉摄像装置和顶部工业机器视觉摄像装置、设置在机架上用于对工业机器视觉摄像装置采集到的图像进行对比处理的工业机器视觉控制器及设置在机架上用于将工业机器视觉控制器区分出来的大、中、小以及不合格的柑普茶果对应地从托架上推出的四个出料机构，所述工业机器视觉控制器和各出料机构分别与机架上设置的PLC控制器连接。本发明通过采集柑普茶果的三维图像进行对比，检测准确度高，不会出现错检和漏检的问题。

Description

应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置及方法
技术领域
本发明涉及农产品分级与外包装检测技术领域，具体是涉及一种应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置及方法。
背景技术
现有的用于农产品的机器视觉分级装置，都是采用输送带的形式。这些分级装置主要针对果蔬的大规模采后处理，其结构复杂，成本较高，而且果蔬在传送过程中不够平稳，一定程度上影响了分级效果。并且，现有的机器视觉分级装置大多采用平面图像进行表面检测，然而由于柑普茶果的大小和形状外观均为变量，要同时检测尺寸大小和外观质量状况（包括包装完整度、包裹密实度、标贴和折纹整齐度），需检测的指标多样和复杂，技术要求较高，因此现有的采用平面图像进行表面检测的机器视觉分级装置，由于其结构及使用的局限性，还无法满足对柑普茶果进行有效分级的技术要求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种结构简单、成本低、使用安全可靠、制造容易、检测效率和准确度都较高的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置。在此基础上，本发明进一步的目的是提供一种操作简单、分级效果好的应用机器视觉技术的柑普茶果分级方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置，其特点是：包括机架、设置在机架上的转盘、设置在转盘上呈圆环形且等间隔排布的用于承托已包装好的柑普茶果的若干托架、设置在机架上用于驱动转盘旋转的变频驱动机构、设置在机架上用于对托架上承托的已包装好的柑普茶果进行图像采集的前工业机器视觉摄像装置、后工业机器视觉摄像装置和顶部工业机器视觉摄像装置、设置在机架上用于对工业机器视觉摄像装置采集到的图像进行对比处理的工业机器视觉控制器及设置在机架上用于将工业机器视觉控制器区分出来的大、中、小以及不合格的柑普茶果对应地从托架上推出的四个出料机构，其中所述工业机器视觉控制器和各出料机构分别与机架上设置的PLC控制器连接。
其中，所述各出料机构均由机架上设置的一个出料气缸和一个光电传感器组成。
所述机架上对应各出料机构的位置处分别设置有一个出料槽。
所述变频驱动机构包括变频器、与变频器连接的马达及与马达的动力输出轴连接的减速箱，所述减速箱的动力输出轴与转盘连接。
所述前工业机器视觉摄像装置、后工业机器视觉摄像装置和顶部工业机器视觉摄像装置均由工业机器视觉摄像头和视觉光源组成。
所述托架由设置在转盘上的支撑柱及设置在支撑柱顶面上的呈圆环形且等间隔排布的三个支撑脚组成，所述三个支撑脚的顶面共同形成有供已包装好的柑普茶果平稳放置的凹位。
本发明所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级方法，其特点是：先通过变频驱动机构驱动转盘匀速转动，且转盘的转速可通过变频驱动机构的变频器进行调节；然后将已包装好的柑普茶果放置到转盘的托架上，当托架带动柑普茶果到达前工业机器视觉摄像装置、后工业机器视觉摄像装置及顶部工业机器视觉摄像装置所在的位置时，触发各工业机器视觉摄像装置动作而进行图像的采集，且采集到的图像传送到工业机器视觉控制器，通过工业机器视觉控制器自动测算出柑普茶果的尺寸大小、包装完整度、包裹密实度以及标贴和折纹整齐度，并将测算获得的结果与工业机器视觉控制器内预先采集的合格柑普茶果的三维图像进行对比，而将包装纸破损、包裹不实、标贴不正、折纹不齐的均视为不合格，同时将柑普茶果分为大、中、小三级，偏大和偏小的也视为不合格；当经过分级检测出来的大、中、小以及不合格的柑普茶果到达与其对应的出料机构时，通过该出料机构的光电传感器获取其位置信号并将信号反馈给PLC控制器，并由PLC控制器控制该出料机构的出料气缸将其自动推出到与其对应的出料槽内。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明采用转盘的旋转来带动柑普茶果进行分级检测，由于转盘是一整体，转动起来平稳，柑普茶果放在托架上不会晃动，从而确保了分级检测的可靠性；
2、本发明通过采集柑普茶果的三维图像进行对比，检测准确度高，不会出现错检和漏检的问题，从而有效地解决了现有技术中由于采用平面图像进行表面检测而导致检测不够准确的问题；
3、本发明的结构简单，制造容易，成本低，适用范围广，特别适用于已包装好的柑普茶果的分级检测。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图。
图2为本发明的主视结构示意图。
具体实施方式
如图1-图2所示，本发明所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置，包括机架1、设置在机架1上的转盘2、设置在转盘2上呈圆环形且等间隔排布的用于承托已包装好的柑普茶果的若干托架3、设置在机架1上用于驱动转盘2旋转的变频驱动机构4、设置在机架1上用于对托架3上承托的已包装好的柑普茶果进行图像采集的前工业机器视觉摄像装置5、后工业机器视觉摄像装置6和顶部工业机器视觉摄像装置7、设置在机架1上用于对工业机器视觉摄像装置采集到的图像进行对比处理的工业机器视觉控制器8及设置在机架1上用于将工业机器视觉控制器8区分出来的大、中、小以及不合格的柑普茶果对应地从托架3上推出的四个出料机构9，其中所述工业机器视觉控制器8和各出料机构9分别与机架1上设置的PLC控制器11连接。其中，所述各出料机构9均由机架1上设置的一个出料气缸91和一个光电传感器92组成。所述机架1上对应各出料机构9的位置处分别设置有一个出料槽12。所述变频驱动机构4包括变频器41、与变频器41连接的马达42及与马达42的动力输出轴连接的减速箱43，所述减速箱43的动力输出轴与转盘2连接。所述前工业机器视觉摄像装置5、后工业机器视觉摄像装置6和顶部工业机器视觉摄像装置7均由工业机器视觉摄像头和视觉光源组成。所述托架3由设置在转盘2上的支撑柱31及设置在支撑柱31顶面上的呈圆环形且等间隔排布的三个支撑脚32组成，所述三个支撑脚32的顶面共同形成有供已包装好的柑普茶果平稳放置的凹位。
本发明所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级方法，是先通过变频驱动机构4驱动转盘2匀速转动，且转盘2的转速可通过变频驱动机构4的变频器41进行调节，即当需要调节转盘2至其它转速时，是通过变频器41控制马达42的速度，同时马达42通过减速箱43来驱动转盘2达到所需的速度；然后将已包装好的柑普茶果通过振动下料机构自动放置到转盘2的托架3上，当托架3带动柑普茶果到达前工业机器视觉摄像装置5、后工业机器视觉摄像装置6及顶部工业机器视觉摄像装置7所在的位置时，触发各工业机器视觉摄像装置动作而进行图像的采集，且采集到的图像传送到工业机器视觉控制器8，通过工业机器视觉控制器8自动测算出柑普茶果的尺寸大小、包装完整度、包裹密实度以及标贴和折纹整齐度，并将测算获得的结果与工业机器视觉控制器8内预先采集的合格柑普茶果的三维图像进行对比，而将包装纸破损、包裹不实、标贴不正、折纹不齐的均视为不合格，同时将柑普茶果分为大、中、小三级，偏大和偏小的也视为不合格；当经过分级检测出来的大、中、小以及不合格的柑普茶果到达与其对应的出料机构9时，通过该出料机构9的光电传感器92获取其位置信号并将信号反馈给PLC控制器11，并由PLC控制器11控制该出料机构9的出料气缸91将其自动推出到与其对应的出料槽12内。也就是说，机架1上的四个出料机构9和四个出料槽12是对应大、中、小以及不合格的柑普茶果进行设置的，当大、中、小以及不合格的柑普茶果随转盘2转动到与其对应的出料机构9和出料槽12所在的位置时，而通过与其对应的出料机构9将其推出至与其对应的出料槽12内。
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (7)

1.一种应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置，其特征在于：包括机架（1）、设置在机架（1）上的转盘（2）、设置在转盘（2）上呈圆环形且等间隔排布的用于承托已包装好的柑普茶果的若干托架（3）、设置在机架（1）上用于驱动转盘（2）旋转的变频驱动机构（4）、设置在机架（1）上用于对托架（3）上承托的已包装好的柑普茶果进行图像采集的前工业机器视觉摄像装置（5）、后工业机器视觉摄像装置（6）和顶部工业机器视觉摄像装置（7）、设置在机架（1）上用于对工业机器视觉摄像装置采集到的图像进行对比处理的工业机器视觉控制器（8）及设置在机架（1）上用于将工业机器视觉控制器（8）区分出来的大、中、小以及不合格的柑普茶果对应地从托架（3）上推出的四个出料机构（9），其中所述工业机器视觉控制器（8）和各出料机构（9）分别与机架（1）上设置的PLC控制器（11）连接。
2.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置，其特征在于：所述各出料机构（9）均由机架（1）上设置的一个出料气缸（91）和一个光电传感器（92）组成。
3.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置，其特征在于：所述机架（1）上对应各出料机构（9）的位置处分别设置有一个出料槽（12）。
4.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置，其特征在于：所述变频驱动机构（4）包括变频器（41）、与变频器（41）连接的马达（42）及与马达（42）的动力输出轴连接的减速箱（43），所述减速箱（43）的动力输出轴与转盘（2）连接。
5.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置，其特征在于：所述前工业机器视觉摄像装置（5）、后工业机器视觉摄像装置（6）和顶部工业机器视觉摄像装置（7）均由工业机器视觉摄像头和视觉光源组成。
6.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的柑普茶果分级装置，其特征在于：所述托架（3）由设置在转盘（2）上的支撑柱（31）及设置在支撑柱（31）顶面上的呈圆环形且等间隔排布的三个支撑脚（32）组成，所述三个支撑脚（32）的顶面共同形成有供已包装好的柑普茶果平稳放置的凹位。
7.一种应用机器视觉技术的柑普茶果分级方法，该方法采用如上述任一权利要求所述的分级装置，其特征在于：先通过变频驱动机构（4）驱动转盘（2）匀速转动，且转盘（2）的转速可通过变频驱动机构（4）的变频器（41）进行调节；然后将已包装好的柑普茶果放置到转盘（2）的托架（3）上，当托架（3）带动柑普茶果到达前工业机器视觉摄像装置（5）、后工业机器视觉摄像装置（6）及顶部工业机器视觉摄像装置（7）所在的位置时，触发各工业机器视觉摄像装置动作而进行图像的采集，且采集到的图像传送到工业机器视觉控制器（8），通过工业机器视觉控制器（8）自动测算出柑普茶果的尺寸大小、包装完整度、包裹密实度以及标贴和折纹整齐度，并将测算获得的结果与工业机器视觉控制器（8）内预先采集的合格柑普茶果的三维图像进行对比，而将包装纸破损、包裹不实、标贴不正、折纹不齐的均视为不合格，同时将柑普茶果分为大、中、小三级，偏大和偏小的也视为不合格；当经过分级检测出来的大、中、小以及不合格的柑普茶果到达与其对应的出料机构（9）时，通过该出料机构（9）的光电传感器（92）获取其位置信号并将信号反馈给PLC控制器（11），并由PLC控制器（11）控制该出料机构（9）的出料气缸（91）将其自动推出到与其对应的出料槽（12）内。
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