CN108872258A - 一种空瓶检验方法及其空瓶检验机 - Google Patents

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Abstract

本发明共公开了一种空瓶检验机，涉及制造设备技术领域。其在找出质量不合格的空瓶的同时，降低了设备的成本。该空瓶检验机包括传送带、转动机构、顶出机构、相机和处理器，所述顶出机构位于转动机构的正下方，传送皮带从转动机构与顶出机构之间穿过进行传送，所述传送带上设有供顶出机构穿过的开口，所述顶出机构将空瓶向上推至与转动机构接触使空瓶轴向转动，所述相机位于可拍摄到空瓶的位置，所述处理器与相机连接，获取相机拍到的图像，对图像进行处理筛选出不合格品。

Description

一种空瓶检验方法及其空瓶检验机
技术领域
本发明涉及制造设备技术领域，尤其涉及一种空瓶检验方法及其空瓶检验机。
背景技术
在流水线制造中，通常需要使用品控设备实现对产品的品质控制，以避免由于制造过程失误造成的废品、次品和空包被打包装箱或出现装箱空包。通常对于灌装的产品，对其灌装结果的检测通常采用机器视觉、称重、压力、液体测量等方式实现，使得检测设备需要大量的传感器，且造价高效率低，需要一种成本低效率好的设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种空瓶检验方法及其空瓶检验机，其在找出不质量合格的空瓶的同时，降低了设备的成本。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种空瓶检验机，包括传送带、转动机构、顶出机构、相机和处理器，所述顶出机构位于转动机构的正下方，传送皮带从转动机构与顶出机构之间穿过进行传送，所述传送带上设有供顶出机构穿过的开口，所述顶出机构将空瓶向上推至与转动机构接触使空瓶轴向转动，所述相机位于可拍摄到空瓶的位置，所述处理器与相机连接，获取相机拍到的图像，对图像进行处理筛选出不合格品。
通过采用上述技术方案，顶出机构将空瓶从传送带上顶出至转动机构上，转动机构带动空瓶轴向转动，同时相机对轴向转动的空瓶进行拍照，拍下空瓶在各个角度下的各个时刻的图像，由于空瓶上的污点可能刚好位于相机拍不到的盲区，因此空瓶一边转动一边拍摄图像，从而可获得空瓶整体的图像。
结合第一方面，所述传送带包括两平行设置的链条和用于驱动链条的链轮，两条所述链条之间形成开口，所述链条上等间隔相对设置有用于支撑空瓶的支架。
通过采用上述技术方案，由于传送带需要间歇传动以实现空瓶检测，通过链轮驱动链条，可使传送带的行程更加可控，间歇传送的行程控制更加精确。
进一步的，所述转动机构包括一个主动轮、两个从动轮以及绕设于主动轮和从动轮表面皮带，所述皮带围绕呈三角形，皮带的底边与传送带平行并正对顶出机构，所述从动轮沿着传送带方向与传送带等距设置，所述主动轮位于两个从动轮的上方。
通过采用上述技术方案，主动轮与从动轮将皮带张紧呈三角形，皮带的底边在顶出机构将空瓶推出时抵紧空瓶，皮带的转动带动空瓶的转动。
进一步的，所述顶出机构包括第一气缸、与第一气缸连接的推块和设于推块上的两个滚轮，两个所述滚轮分布于推块顶端的两侧，所述滚轮的轴线与传送带的传送方向垂直。
通过采用上述技术方案，第一气缸驱动推块向上移动。空瓶抵接在滚轮上，从而使空瓶能够实现转动。
进一步的，所述相机有四个，四个所述相机分别位于顶出机构顶出状态时的轴向正前方、斜前方、斜后方和正侧方。
通过采用上述技术方案，相机从各个方向获取转动的空瓶的图形。
进一步的，所述传送带的输出端设有与传送方向垂直的喷气嘴，用于将处理器判断的不合格品从传送带上吹下。
通过采用上述技术方案，当处理器判断有不合格品时，处理器经过一定延时启动喷气嘴进行喷气，延时的时间正好是不合格品从顶出机构位置通过传送带移动至喷气嘴正前方位置所用的时间。
进一步的，所述传送带的输入端下方设有翻转机构，所述翻转机构包括：接近开关，所述接近开关位于传送带上空瓶一端的下方；转动架，用于转动空瓶；第二气缸，连接于转动架下方，用于推动转动架上升；当所述接近开关检测到其上方是空瓶的瓶底时，第二气缸推动转动架上升，转动架将空瓶推离传送带后将空瓶转动180度，气缸缩回，空瓶回到传送带上。
通过采用上述技术方案，使空瓶在传送带上瓶口的朝向保持一致。
进一步的，所述转动架包括底座、于底座上转动的转动杆和驱动转动杆的转动电机，所述转动杆的顶端设有吸盘，所述吸盘通过软管与气泵连接。
通过采用上述技术方案，底座向上移动使转动杆顶起空瓶同时吸盘吸住空瓶，然后转动杆转动，空瓶跟着转动。
进一步的，所述转动机构后方设有照明板。
通过采用上述技术方案，照明板照亮空瓶，使相机拍摄的图像明亮清晰。
第二方面，本发明的实施例提供了一种空瓶检验方法，所述方法包括：S1：转动空瓶；S2：对转动的空瓶进行拍摄，获取空瓶在多个角度多个时刻的图像；S3：对获取的图像进行灰度处理，判断图像中的污点；S4：计算污点面积；S5：当污点的面积大于预设值时，则空瓶的质量判断为不合格品。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)实现空瓶检测的流水化;
(2)转动的空瓶减少了相机的数量，在相机能够全面拍摄空瓶的的同时，降低了检测成本。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是图1中A部的放大图；
图3是本发明实施例转动机构和顶出机构的结构示意图；
图4是本发明实施例翻转机构的结构示意图。
附图标记：1、传送带；11、链条；12、链轮；13、支架；2、转动机构；21、主动轮；22、从动轮；23、皮带；3、顶出机构；31、第一气缸；32、推块；33、滚轮；4、相机；5、喷气嘴；6、翻转机构； 61、接近开关；62、转动架；63、第二气缸；621、底座；622、转动杆；623、转动电机；624、吸盘；7、照明板。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。
一种空瓶检验机，如图1所示，包括传送带1、转动机构2、顶出机构3、相机4和处理器(图中并未画出)，顶出机构3位于转动机构2的正下方，传送皮带23从转动机构2与顶出机构3之间穿过进行传送，传送带1上设有供顶出机构3穿过的开口，顶出机构3将空瓶向上推至与转动机构2接触使空瓶轴向转动，相机4位于可拍摄到空瓶的位置，处理器与相机4连接，获取相机4拍到的图像，对图像进行处理筛选出不合格品。
如图1所示，相机4总共有四个，四个相机4分别位于顶出机构3顶出状态时的正前方、斜前方、斜后方和正侧方，在空瓶受转动机构2驱动的情况下对空瓶的各个角度进行拍摄。在本实施例中，一个空瓶总共被拍下16张图片，每一个相机4拍下4张图片。
如图2所示，传送带1包括两平行设置的链条11和用于驱动链条11的链轮12(参照图1)，两条链条11之间形成开口，链条11上等间隔相对设置有支架13，支架13上形成抵接空瓶的凹槽，支架13分别抵接空瓶的两端。链条11在链轮12的驱动下做间歇运动，在链条11停顿的时间段内，顶出机构3将空瓶顶至转动机构2上，并进行拍照。
传送带1的输出端设置有喷气嘴5，当处理器判断有不合格品时，处理器经过一定延时启动喷气嘴5进行喷气，延时的时间正好是不合格品从顶出机构3位置通过传送带1移动至喷气嘴5正前方位置所用的时间。喷气嘴5将不合格品吹至对面的滑板中，不合格品通过滑板移动至用于收集不合格品的箱子中。
如图3所示，转动机构2位于顶出机构3的正上方，转动机构2包括一个主动轮21、两个从动轮22以及绕设于主动轮21和从动轮22表面皮带23，皮带23围绕呈三角形，皮带23的底边与传送带1平行并正对顶出机构3，从动轮22沿着传送带1方向与传送带1等距设置，主动轮21位于两个从动轮22的上方。皮带23围成的三角形为顶角为圆角的正三角形，从而使皮带23的转动更加稳定。顶出机构3将空瓶推至皮带23底边时，使皮带23底边凹陷，由于皮带23的弹力时皮带23与空瓶的表面抵紧，从而通过皮带23带动空瓶轴向转动。
如图3所示，顶出机构3包括第一气缸31、推块32和滚轮33，第一气缸31与推块32连接，滚轮33位于推块32的顶端两侧，滚轮33的轴线与链条11的传送方向相垂直。当空瓶移动至推块32正上方时，第一气缸31推动推块32向上，空瓶与两个滚轮33抵接，以使空瓶在皮带23的驱动下在滚轮33上转动稳定，待拍照完成后，第一气缸31再驱动推块32向下移动，空瓶回到链条11的支架13上。第一气缸31的驱动时间由传送带1间歇运动的停顿时间决定，传送带1每次运动都移动相同的距离，使空瓶正好位于推块32的正上方，待传送带1停下时再进行顶出动作，因此第一气缸31的驱动由通过处理器根据时间控制，只要将第一气缸31驱动的时间等时间间隔设置即可。
如图4所示，是翻转机构6包括接近开关 61、转动架62、第二气缸63，其中转动架62用于使空瓶水平旋转180°，既空瓶的瓶口与瓶底互换方向。转动架62又包括底座621、转动杆622和转动电机623。第二气缸63连接于底座621的底部，驱动底座621上下移动，转动杆622竖直向上转动连接在底座621上，转动电机623与转动杆622之间通过两个齿轮(图中位于与转动电机623连接的板的下方，并未画出)传动，转动杆622的顶端设置有吸盘624，吸盘624通过软管与气泵连接。软管轴向穿过转动杆622设置。接近开关 61位于转动杆622的一侧，并且转动杆622与接近开关 61之间的连线与传送带1的运送方向垂直。从而在空瓶移动至转动杆622正上方时，接近开关 61能够检测空瓶的一端。当接近开关 61检测到其上方是空瓶的瓶底时，第二气缸63推动底座621上升，吸盘624产生吸力吸紧空瓶，当空瓶被转动杆622顶出支架13时，转动杆622转动180°然后复位，空瓶回到支架13上，从而使空瓶的瓶口朝向同一方向。在本实施例中，空瓶的瓶口均朝向设置有喷气嘴5的一侧。
本发明的空瓶检测方法为：S1：转动空瓶；S2：对转动的空瓶进行拍摄，获取空瓶在多个角度多个时刻的图像；S3：对获取的图像进行灰度处理，判断图像中的污点；S4：计算污点面积；S5：当污点的面积大于预设值时，则空瓶的质量判断为不合格品。其中，计算污点面积的方法为：(1)将原始格式图像数据的色彩空间转换到YUV色彩空间，获取转换后的图像数据中每个像素点的Y分量；(2)在图像的水平方向和垂直方向分别对图像数据中的Y分量进行低通滤波处理；(3)对滤波处理后的图像进行边缘增强；(4)对边缘增强后的图像进行带通滤波；(5)根据待测相机4传感器的类型设定阈值，对带通滤波处理后的图像进行二值化处理；(6)基于二值化图像进行连通域形态学膨胀；(7)进行连通域提取；(8)基于连通域提取图像中的污点，并基于污点的参数进行传感器质量评估，所采用的质量评价函数为 其中i表示污点序号；N表示污点总个数；S(i)表示污点面积；α表示S(i)在质量评价函数中的权重因子，β表示V(i)在质量评价函数中的权重因子，V(i)表示污点平均灰度值与背景灰度值的差值；(10)计算出污点的面积。

Claims (10)

1.一种空瓶检验机，其特征在于，包括传送带(1)、转动机构(2)、顶出机构(3)、相机(4)和处理器，所述顶出机构(3)位于转动机构(2)的正下方，传送皮带(23)从转动机构(2)与顶出机构(3)之间穿过进行传送，所述传送带(1)上设有供顶出机构(3)穿过的开口，所述顶出机构(3)将空瓶向上推至与转动机构(2)接触使空瓶轴向转动，所述相机(4)位于可拍摄到空瓶的位置，所述处理器与相机(4)连接，获取相机(4)拍到的图像，对图像进行处理筛选出不合格品。
2.根据权利要求1所述的一种空瓶检验机，其特征在于，所述传送带(1)包括两平行设置的链条(11)和用于驱动链条(11)的链轮(12)，两条所述链条(11)之间形成开口，所述链条(11)上等间隔相对设置有用于支撑空瓶的支架(13)。
3.根据权利要求1所述的一种空瓶检验机，其特征在于，所述转动机构(2)包括一个主动轮(21)、两个从动轮(22)以及绕设于主动轮(21)和从动轮(22)表面皮带(23)，所述皮带(23)围绕呈三角形，皮带(23)的底边与传送带(1)平行并正对顶出机构(3)，所述从动轮(22)沿着传送带(1)方向与传送带(1)等距设置，所述主动轮(21)位于两个从动轮(22)的上方。
4.根据权利要求1所述的一种空瓶检验机，其特征在于，所述顶出机构(3)包括第一气缸(31)、与第一气缸(31)连接的推块(32)和设于推块(32)上的两个滚轮(33)，两个所述滚轮(33)分布于推块(32)顶端的两侧，所述滚轮(33)的轴线与传送带(1)的传送方向垂直。
5.根据权利要求1所述的一种空瓶检验机，其特征在于，所述相机(4)有四个，四个所述相机(4)分别位于顶出机构(3)顶出状态时的轴向正前方、斜前方、斜后方和正侧方。
6.根据权利要求1所述的一种空瓶检验机，其特征在于，所述传送带(1)的输出端设有与传送方向垂直的喷气嘴(5)，用于将处理器判断的不合格品从传送带(1)上吹下。
7.根据权利要求1所述的一种空瓶检验机，其特征在于，所述传送带(1)的输入端下方设有翻转机构(6)，所述翻转机构(6)包括：
接近开关( 61)，所述接近开关( 61)位于传送带(1)上空瓶一端的下方；
转动架(62)，用于转动空瓶；
第二气缸(63)，连接于转动架(62)下方，用于推动转动架(62)上升；
当所述接近开关( 61)检测到其上方是空瓶的瓶底时，第二气缸(63)推动转动架(62)上升，转动架(62)将空瓶推离传送带(1)后将空瓶转动180度，气缸缩回，空瓶回到传送带(1)上。
8.根据权利要求7所述的一种空瓶检验机，其特征在于，所述转动架(62)包括底座(621)、于底座(621)上转动的转动杆(622)和驱动转动杆(622)的转动电机(623)，所述转动杆(622)的顶端设有吸盘(624)，所述吸盘(624)通过软管与气泵连接。
9.根据权利要求1所述的一种空瓶检验机，其特征在于，所述转动机构(2)后方设有照明板(7)。
10.一种空瓶检验方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：转动空瓶；
S2：对转动的空瓶进行拍摄，获取空瓶在多个角度多个时刻的图像；
S3：对获取的图像进行灰度处理，判断图像中的污点；
S4：计算污点面积；
S5：筛选出污点中面积最大的污点，当污点的最大面积大于预设值时，则空瓶的质量判断为不合格品。
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