CN108453056A - 一种不透明空容器外观内壁视觉检测设备 - Google Patents

一种不透明空容器外观内壁视觉检测设备 Download PDF

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鞠鹏
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Abstract

本发明提供了一种不透明空容器外观内壁视觉检测设备，是由输送单元在检测前将空容器输送至视觉检测转动大盘机构的容器托上，在检测后自容器托输出；由空容器内壁检测单元与空容器外壁检测单元对空容器进行检测，整个过程中，由旋转圆盘带动其上的容器托做圆周运动，并且容器托同时自转；由剔除机构将检测不合格的空容器剔除。本发明的不透明空容器外观内壁视觉检测设备便于质量把控，可减少人员投入、提高检测效率，并提升自动化水平。

Description

一种不透明空容器外观内壁视觉检测设备
技术领域
本发明涉及检测设备领域，特别是应用于高速自动化生产流水线上对速度、质量要求较高的生产环节，更具体地说是一种不透明空容器外观内壁视觉检测设备。
背景技术
目前高速自动化生产流水线中，对于质量要求高的产品，如食品、药品等，在容器灌装生产时需要对部分不透明的容器进行内、外壁的质量检测，严控质量。
如白酒灌装作业中，需要对高速生产的不透明空容器进行充分的检测，但如采用人工检测的方式，则容易出现疲劳、速度跟不上、用人多、检测质量不过关等缺陷，为了弥补这些缺陷，则必然需要通过增加人员、降低产线速度、进行人员换班休息等诸多措施来降低质量风险，保证产品质量。如此一来不仅增加了这项工作的劳动强度，降低了生产效率，还制约了自动化程度的提升。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明提出一种不透明空容器外观内壁视觉检测设备，便于质量把控，可减少人员投入、提高检测效率，并提升自动化水平。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其结构特点是：
设置由第一驱动装置驱动可自转的各容器托，所述各容器托是以等间隔分布在旋转圆盘的外周，所述旋转圆盘能够绕其旋转轴旋转，在所述旋转轴的顶端、位于各容器托的上方设有环形吊臂安装架，在所述环形吊臂安装架上按各容器托的对应位置沿周向、呈射状布设各径向支架；
设置空容器内壁检测单元，是在所述环形吊臂安装架的底部按对应于各容器托正上方的位置设置各内壁检测装置，所述内壁检测装置的第一安装吊臂与容器托的中心轴共线，设置于第一安装吊臂末端的内壁摄像部件对应于容器托的空位状态与上件状态分别处于上升位与下降位，所述上升位与下降位处在不同的高度位置上，以处于下降位的内壁摄像部件伸入置于容器托上的空容器内部，构成对空容器内壁的检测；
设置空容器外壁检测单元，是在所述各径向支架上对应于各容器托设置各外壁检测装置，所述外壁检测装置的第二安装吊臂位于旋转轴与容器托之间、与容器托的中心轴相平行，所述容器托处于上件状态时，设置于第二安装吊臂末端的外壁摄像部件临近于空容器外壁，用于检测空容器的外壁；
设置输送单元，是在旋转圆盘外周两侧沿切线方向布设进容器输送线体与出容器输送线体，所述进容器输送线体上设有第一光电开关，并在临近旋转圆盘处设有容器进入拨动机构，用于使空容器平稳输送到容器托上，所述出容器输送线体上设有第二光电开关，并在临近旋转圆盘处设有容器拨离机构，用于使空容器平稳输出到出容器输送线体上；
在所述出容器输送线体上、位于第二光电开关的下游设置剔除机构，所述剔除机构是以剔除气缸动作，实现对通过的空容器的剔除。
本发明的结构特点也在于：
还包括中控系统，所述第一光电开关与第二光电开关分别用于感应空容器通过的信号并传输至PLC进行计数，所述内壁摄像部件与外壁摄像部件分别用于拍摄空容器的内壁与外壁并将照片信息发送至中控系统，由所述中控系统将接收到的照片信息与数据库中合格空容器的信息进行比对分析后反馈给PLC，由PLC向所述剔除机构发送操作指令。
所述内壁摄像部件的结构设置为：
以固设于第一安装吊臂末端的接近开关安装座为基架，在所述基架上设置由驱动气缸驱动可伸缩的微型高频广角摄像头，并设置用于检测空容器到位状态的接近开关。
所述外壁摄像部件的结构设置为：
在第二安装吊臂末端固设高频高清摄像头安装座，在所述高频高清摄像头安装座邻近容器托的端面上安装高频高清摄像头。
所述剔除机构的结构设置为：
在出容器输送线体的一侧安装所述剔除气缸，另一侧正对所述剔除气缸的位置处设置一接料盒，所述接料盒朝向出容器输送线体的一端敞口，用于接收被剔除的空容器。
所述容器进入拨动机构的结构设置为：
在进容器输送线体背离旋转圆盘的一侧、邻近旋转圆盘位置处设置一螺旋推进器，所述螺旋推进器的轴线与输送方向相平行；
在进容器输送线体邻近旋转圆盘的一侧、位于螺旋推进器的正对面设置第一拨容器轮，所述第一拨容器轮的外圆周具有等间距分布的缺口，并可绕中轴回转；
位于进容器输送线体与出容器输送线体之间设置一挡容器板，所述挡容器板朝向进容器输送线体的一端呈弧形，与所述第一拨容器轮的外缘之间形成第一弧形输送段，以所述第一弧形输送段作为空容器自进容器输送线体输送至容器托上的移动通道，以所述螺旋推进器形成对空容器移动时的推进，以所述缺口形成对空容器上口的限位。
所述容器拨离机构的结构设置为：
在所述出容器输送纤体邻近旋转圆盘的一侧、与所述第一拨容器轮相对称设置第二拨容器轮，所述第二拨容器轮与第一拨容器轮的结构相同；
所述挡容器板朝向出容器输送纤体的一端具有朝向旋转圆盘延伸的弧形杆，与所述第二拨容器轮的外缘之间形成第二弧形输送段，以所述第二弧形输送段作为空容器自容器托输出至出容器输送线体上的移动通道，以第二拨容器轮外圆的各缺口形成对空容器上口的限位。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明可实现对不透明空容器外观、内壁的自动化检测，尤其在应用于运行速度高的高速自动化生产流水线时优势明显，检测效率高，能够使产品质量得到可靠保障；
2、本发明以空容器内壁检测单元与空容器外壁检测单元对空容器内、外壁实时拍摄，由中控系统对照片信息进行分析比对，相较于现有技术，检测精度得到大幅提高，并且还设有剔除机构，可及时、准确地剔除不合格产品，进一步保障成品合格率，整套视觉检测设备各组成部分之间配合度高、具有较高的整体性，实用性强。
附图说明
图1是本发明视觉检测设备的整体结构示意图；
图2是图1中视觉检测转动大盘机构的结构示意图；
图3是图2视觉检测转动大盘机构未示出底座及底座内驱动部分时的结构示意图；
图4是图1中外壁检测装置的结构示意图；
图5是图1中内壁检测装置的结构示意图；
图6是图5中内壁摄像部件的结构示意图。
图中，1视觉检测转动大盘机构；2输送单元；3剔除机构；4底座；5旋转圆盘；6旋转轴；7容器托；8环形吊臂安装架；9径向支架；10第一安装吊臂；11内壁摄像部件；12第二安装吊臂；13外壁摄像部件；14进容器输送线体；15出容器输送线体；16第一光电开关；17第二光电开关；18中控系统；19接近开关安装座；20驱动气缸；21微型高频广角摄像头；22高频高清摄像头安装座；23高频高清摄像头；24剔除气缸；25接料盒；26螺旋推进器；27第一拨容器轮；28挡容器板；29第二拨容器轮；30弧形杆；31空容器；32接近开关。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1至图6，本实施例的不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其结构具体是：
设置由第一驱动装置驱动可自转的各容器托7，各容器托7是以等间隔分布在旋转圆盘5的外周，旋转圆盘5能够绕其旋转轴6旋转，在旋转轴6的顶端、位于各容器托7的上方设有环形吊臂安装架8，在环形吊臂安装架8上按各容器托7的对应位置沿周向、呈射状布设各径向支架9；
设置空容器31内壁检测单元，是在环形吊臂安装架8的底部按对应于各容器托7正上方的位置设置各内壁检测装置，内壁检测装置的第一安装吊臂10与容器托7的中心轴共线，设置于第一安装吊臂10末端的内壁摄像部件11对应于容器托7的空位状态与上件状态分别处于上升位与下降位，上升位与下降位处在不同的高度位置上，以处于下降位的内壁摄像部件11伸入置于容器托7上的空容器31内部，构成对空容器31内壁的检测；
设置空容器31外壁检测单元，是在各径向支架9上对应于各容器托7设置各外壁检测装置，外壁检测装置的第二安装吊臂12位于旋转轴6与容器托7之间、与容器托7的中心轴相平行，容器托7处于上件状态时，设置于第二安装吊臂12末端的外壁摄像部件13临近于空容器31外壁，用于检测空容器31的外壁；
设置输送单元2，是在旋转圆盘5外周两侧沿切线方向布设进容器输送线体14与出容器输送线体15，进容器输送线体14上设有第一光电开关16，并在临近旋转圆盘5处设有容器进入拨动机构，用于使空容器31平稳输送到容器托7上，出容器输送线体15上设有第二光电开关17，并在临近旋转圆盘5处设有容器拨离机构，用于使空容器31平稳输出到出容器输送线体15上；
在出容器输送线体15上、位于第二光电开关17的下游设置剔除机构3，剔除机构3是以剔除气缸24动作，实现对通过的空容器31的剔除。
具有上述结构的不透明空容器外观内壁视觉检测设备，是以空容器31内壁检测单元、空容器31外壁检测单元、旋转圆盘5、各容器托7、环形吊臂安装架8、各径向支架9构成视觉检测转动大盘机构1。该视觉检测转动大盘机构1是以底座4为支撑，在底座4内安装上述第一驱动装置，以及用于驱动旋转圆盘5旋转的主驱动装置，该部分对于本领域普通技术人员来说是易于实现的，属于常规技术手段，本实施例中不再赘述。
此外，本实施例中，共设置16组容器托7、16组空容器31内壁检测单元和16组空容器31外壁检测单元。
具体实施中，相应的结构设置也包括：
还包括中控系统18，第一光电开关16与第二光电开关17分别用于感应空容器31通过的信号并传输至PLC进行计数，内壁摄像部件11与外壁摄像部件13分别用于拍摄空容器31的内壁与外壁并将照片信息发送至中控系统18，由中控系统18将接收到的照片信息与数据库中合格空容器31的信息进行比对分析后反馈给PLC，由PLC向剔除机构3发送操作指令。具体是：由第一光电开关16、第二光电开关17以及中控系统18配合对各空容器31进行计数并标记，经比对分析后比对一致的空容器31，由中控系统18反馈给PLC通过信号，剔除机构3不启动；比对不一致的空容器31，则由中控系统18反馈给PLC剔除信号，并反馈不合格空容器31的位置信息给PLC，剔除机构3启动，对通过的不合格的空容器31进行剔除。
其中，第一光电开关16、第二光电开关17均是由光电开关与其配套反光板构组成。
内壁摄像部件11的结构设置为：
以固设于第一安装吊臂10末端的接近开关安装座19为基架，在基架上设置由驱动气缸20驱动可伸缩的微型高频广角摄像头21，并设置用于检测空容器31到位状态的接近开关32，当接近开关32检测到容器托7上空容器31到位，也即处于上件状态时，反馈信号给PLC，经短暂延迟后，PLC反馈信号给电磁阀，驱动气缸20的活塞杆伸出，将微型高频广角摄像头21推入空容器31内部。
上述微型高频广角摄像头21的尺寸小于空容器31的瓶口尺寸，其上安装有补光灯，拍摄时用于对空容器31内部进行照明。
外壁摄像部件13的结构设置为：
在第二安装吊臂12末端固设高频高清摄像头安装座22，在高频高清摄像头安装座22邻近容器托7的端面上安装高频高清摄像头23。
剔除机构3的结构设置为：
在出容器输送线体15的一侧安装剔除气缸24，另一侧正对剔除气缸24的位置处设置一接料盒25，接料盒25朝向出容器输送线体15的一端敞口，用于接收被剔除的空容器31。
容器进入拨动机构的结构设置为：
在进容器输送线体14背离旋转圆盘5的一侧、邻近旋转圆盘5位置处设置一螺旋推进器26，螺旋推进器26的轴线与输送方向相平行；
在进容器输送线体14邻近旋转圆盘5的一侧、位于螺旋推进器26的正对面设置第一拨容器轮27，第一拨容器轮27的外圆周具有等间距分布的缺口，并可绕中轴回转；
位于进容器输送线体14与出容器输送线体15之间设置一挡容器板28，挡容器板28朝向进容器输送线体14的一端呈弧形，与第一拨容器轮27的外缘之间形成第一弧形输送段，以第一弧形输送段作为空容器31自进容器输送线体14输送至容器托7上的移动通道，以螺旋推进器26形成对空容器31移动时的推进，以缺口形成对空容器31上口的限位。
容器拨离机构的结构设置为：
在出容器输送纤体邻近旋转圆盘5的一侧、与第一拨容器轮27相对称设置第二拨容器轮29，第二拨容器轮29与第一拨容器轮27的结构相同；
挡容器板28朝向出容器输送纤体的一端具有朝向旋转圆盘5延伸的弧形杆30，与第二拨容器轮29的外缘之间形成第二弧形输送段，以第二弧形输送段作为空容器31自容器托7输出至出容器输送线体15上的移动通道，以第二拨容器轮29外圆的各缺口形成对空容器31上口的限位。
作为一个可选的方案，上述进容器输送线体14与出容器输送线体15均采用履带输送结构。
具有上述结构的不透明空容器外观内壁视觉检测设备可实现对空容器31外观内壁的自动化检测，尤其在应用于运行速度高的高速自动化生产流水线时，相较于人工检测优势明显，实用性强、检测效率高，使产品质量得到可靠保障，其工作原理具体如下：
视觉检测转动大盘机构1由旋转圆盘5带动容器托7旋转，同时容器托7自转。由进容器输送线体14输送不透明空容器31，第一光电开关16感应空容器31通过的信号后传输至PLC进行计数，此后由进容器拨动机构将空容器31输送至视觉检测转动大盘机构1的容器托7上，内壁摄像部件11的接近开关32检测到容器托7上空容器31到位，也即处于上件状态，反馈信号给PLC，经短暂延迟后，PLC反馈信号给电磁阀，驱动气缸20的活塞杆伸出，将微型高频广角摄像头21推入空容器31内部，同时外壁摄像部件13的高频高清摄像头23启动，由高频高清摄像头23和微型高频广角摄像头21对空容器31的外壁和内壁进行拍摄，拍摄后将照片信息传输至中控系统18，由中控系统18将照片信息与数据库汇总合格空容器31的信息进行比对，比对一致的空容器31，中控系统18反馈给PLC通过信号，剔除机构3不动作，比对不一致的空容器31，中控系统18反馈给PLC剔除信号，并反馈不合格空容器31的位置信息给PLC，PLC发送剔除指令给剔除机构3，当空容器31被容器拨离机构拨至出容器输送线体15上，输送至剔除机构3位置处时，剔除机构3启动，对通过的不合格的空容器31进行剔除。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其特征是：
设置由第一驱动装置驱动可自转的各容器托(7)，所述各容器托(7)是以等间隔分布在旋转圆盘(5)的外周，所述旋转圆盘(5)能够绕其旋转轴(6)旋转，在所述旋转轴(6)的顶端、位于各容器托(7)的上方设有环形吊臂安装架(8)，在所述环形吊臂安装架(8)上按各容器托(7)的对应位置沿周向、呈射状布设各径向支架(9)；
设置空容器(31)内壁检测单元，是在所述环形吊臂安装架(8)的底部按对应于各容器托(7)正上方的位置设置各内壁检测装置，所述内壁检测装置的第一安装吊臂(10)与容器托(7)的中心轴共线，设置于第一安装吊臂(10)末端的内壁摄像部件对应于容器托(7)的空位状态与上件状态分别处于上升位与下降位，所述上升位与下降位处在不同的高度位置上，以处于下降位的内壁摄像部件伸入置于容器托(7)上的空容器(31)内部，构成对空容器(31)内壁的检测；
设置空容器(31)外壁检测单元，是在所述各径向支架(9)上对应于各容器托(7)设置各外壁检测装置，所述外壁检测装置的第二安装吊臂(12)位于旋转轴(6)与容器托(7)之间、与容器托(7)的中心轴相平行，所述容器托(7)处于上件状态时，设置于第二安装吊臂(12)末端的外壁摄像部件(13)临近于空容器(31)外壁，用于检测空容器(31)的外壁；
设置输送单元(2)，是在旋转圆盘(5)外周两侧沿切线方向布设进容器输送线体(14)与出容器输送线体(15)，所述进容器输送线体(14)上设有第一光电开关(16)，并在临近旋转圆盘(5)处设有容器进入拨动机构，用于使空容器(31)平稳输送到容器托(7)上，所述出容器输送线体(15)上设有第二光电开关(17)，并在临近旋转圆盘(5)处设有容器拨离机构，用于使空容器(31)平稳输出到出容器输送线体(15)上；
在所述出容器输送线体(15)上、位于第二光电开关(17)的下游设置剔除机构(3)，所述剔除机构(3)是以剔除气缸(24)动作，实现对通过的空容器(31)的剔除。
2.根据权利要求1所述的不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其特征是：还包括中控系统(18)，所述第一光电开关(16)与第二光电开关(17)分别用于感应空容器(31)通过的信号并传输至PLC进行计数，所述内壁摄像部件与外壁摄像部件(13)分别用于拍摄空容器(31)的内壁与外壁并将照片信息发送至中控系统(18)，由所述中控系统(18)将接收到的照片信息与数据库中合格空容器(31)的信息进行比对分析后反馈给PLC，由PLC向所述剔除机构(3)发送操作指令。
3.根据权利要求1所述的不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其特征是所述内壁摄像部件的结构设置为：
以固设于第一安装吊臂(10)末端的接近开关安装座(19)为基架，在所述基架上设置由驱动气缸(20)驱动可伸缩的微型高频广角摄像头(21)，并设置用于检测空容器(31)到位状态的接近开关(32)。
4.根据权利要求1所述的不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其特征是所述外壁摄像部件(13)的结构设置为：
在第二安装吊臂(12)末端固设高频高清摄像头安装座(22)，在所述高频高清摄像头安装座(22)邻近容器托(7)的端面上安装高频高清摄像头(23)。
5.根据权利要求1或2所述的不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其特征是所述剔除机构(3)的结构设置为：
在出容器输送线体(15)的一侧安装所述剔除气缸(24)，另一侧正对所述剔除气缸(24)的位置处设置一接料盒(25)，所述接料盒(25)朝向出容器输送线体(15)的一端敞口，用于接收被剔除的空容器(31)。
6.根据权利要求1所述的不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其特征是所述容器进入拨动机构的结构设置为：
在进容器输送线体(14)背离旋转圆盘(5)的一侧、邻近旋转圆盘(5)位置处设置一螺旋推进器(26)，所述螺旋推进器(26)的轴线与输送方向相平行；
在进容器输送线体(14)邻近旋转圆盘(5)的一侧、位于螺旋推进器(26)的正对面设置第一拨容器轮(27)，所述第一拨容器轮(27)的外圆周具有等间距分布的缺口，并可绕中轴回转；
位于进容器输送线体(14)与出容器输送线体(15)之间设置一挡容器板(28)，所述挡容器板(28)朝向进容器输送线体(14)的一端呈弧形，与所述第一拨容器轮(27)的外缘之间形成第一弧形输送段，以所述第一弧形输送段作为空容器(31)自进容器输送线体(14)输送至容器托(7)上的移动通道，以所述螺旋推进器(26)形成对空容器(31)移动时的推进，以所述缺口形成对空容器(31)上口的限位。
7.根据权利要求6所述的不透明空容器外观内壁视觉检测设备，其特征是：所述容器拨离机构的结构设置为：
在所述出容器输送纤体邻近旋转圆盘(5)的一侧、与所述第一拨容器轮(27)相对称设置第二拨容器轮(29)，所述第二拨容器轮(29)与第一拨容器轮(27)的结构相同；
所述挡容器板(28)朝向出容器输送纤体的一端具有朝向旋转圆盘(5)延伸的弧形杆(30)，与所述第二拨容器轮(29)的外缘之间形成第二弧形输送段，以所述第二弧形输送段作为空容器(31)自容器托(7)输出至出容器输送线体(15)上的移动通道，以第二拨容器轮(29)外圆的各缺口形成对空容器(31)上口的限位。
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