CN111830062A - 一种陶瓷瓶瑕疵检测设备及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷瓶瑕疵检测技术领域，且公开了一种陶瓷瓶瑕疵检测设备，包括机柜、四工位旋转台、机器视觉检测相机、伺服驱动模组、力锤、加速度传感器、PULS分析仪和三色灯，所述四工位旋转台固定安装在机柜的上端，所述伺服驱动模组固定安装在机柜的上端且位于四工位旋转台的一侧，所述机器视觉检测相机固定安设在机柜的上侧，所述机器视觉检测相机位于四工位旋转台的上侧，所述三色灯固定安装在机柜的上端一侧，所述力锤固定设置在伺服驱动模组的输出端。该陶瓷瓶瑕疵检测设备及其检测方法，具备结合机器视觉和力学技术，能够对产品进行全方面检测的优点。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷瓶瑕疵检测技术领域，具体为一种陶瓷瓶瑕疵检测设备及其检测方法。
背景技术
随着社会的发展，食品安全问题越来越受到人们的关注，而各种酒类的质量问题也越来越受到消费者和生产厂商的重视。在传统的酒瓶生产加工的环节中，无论是玻璃瓶还是陶瓷瓶，都可能出现内部裂纹。当陶瓷瓶出现内部裂纹时，由于瓶体的非透明特性，导致很难对内部的裂纹进行判定。而采用机器视觉的方式进行检测时，内部的干扰往往会影响视觉检测的准确性和稳定性。
在酒类产业的酒瓶的生产中，由于烧制工艺和酒瓶抗冲击较差的特性，导致酒瓶在灌装酒之前，可能存在较大比例的瓶体存在破损，气泡，炸瓶等现象。而传统检测方法除了通过气体灌注测漏，人工外观全检，X-RAY检测，还有使用机器视觉进行全面外观检查的方法。但是无论是上述几种方法，都存在一定的问题。气体灌注测漏，可以检测较大的破损，但是针对小裂纹无法识别。人工外观全检存在检测时间较长，检测稳定性较差的情况。X-RAY检测则存在效率低下，同时X-RAY存在影响人体健康的风险。而机器视觉外观全检，存在较难调试，无法适应多种瓶型，并且在晶玻乳白瓶这种不透明的瓶体时无法识别。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种陶瓷瓶瑕疵检测设备及其检测方法，具备结合机器视觉和力学技术，能够对产品进行全方面检测的优点，解决了当陶瓷瓶出现内部裂纹时，由于瓶体的非透明特性，导致很难对内部的裂纹进行判定。而采用机器视觉的方式进行检测时，内部的干扰往往会影响视觉检测的准确性和稳定性的问题。
(二)技术方案
为实现结合机器视觉和力学技术，能够对产品进行全方面检测的目的，本发明提供如下技术方案：一种陶瓷瓶瑕疵检测设备，包括机柜、四工位旋转台、机器视觉检测相机、伺服驱动模组、力锤、加速度传感器、PULS分析仪和三色灯，所述四工位旋转台固定安装在机柜的上端，所述伺服驱动模组固定安装在机柜的上端且位于四工位旋转台的一侧，所述机器视觉检测相机固定安设在机柜的上侧，所述机器视觉检测相机位于四工位旋转台的上侧，所述三色灯固定安装在机柜的上端一侧，所述力锤固定设置在伺服驱动模组的输出端。
优选的，所述机柜的底部四角处均固定连接有减震橡胶支脚。
优选的，所述PULS分析仪不少于两通道。
优选的，所述PULS分析仪内安设有模态和固有频率测试分析软件。
一种陶瓷瓶瑕疵检测方法，包括如下步骤：
步骤一：先将视觉检测相机固定安设在四工位旋转台的上侧，在将伺服驱动模组和三色灯固定安装在机柜的上侧，使得伺服驱动模组固定安装在四工位旋转台的一侧，三色灯固定安装在伺服驱动模组的一侧，再使得力锤固定安装在伺服驱动模组的输出端；
步骤二：将待检测的陶瓷瓶放置在四工位旋转台内进行稳固夹持放置；
步骤三：先通过机器视觉检测相机对待检测的陶瓷瓶的瓶口破损、裂纹和气泡问题进行有效检测；
步骤四：再将加速度传感器粘贴在待检测陶瓷瓶的身后；
步骤五：启动伺服驱动模组，伺服驱动模组带动力锤运动，使得力锤按固定力道敲击的方式敲击陶瓷瓶的表面，使得陶瓷瓶的瓶体产生振动，此时设置在瓶身上的加速度传感器接收振动波信号并传递至PULS分析仪内；
步骤六：通过PULS分析仪内的模态和固有频率测试分析软件进行软件分析，通过软件分析振动波在不同频率上的频谱，得到不同频率产生的波形图；
步骤七：工程师再通过得到不同频率产生的波形图与该产品的固有波形比对，判定产品是否为良品，设计出能够自动识别的参数，从而达到自动识别不良品的目的。
优选的，所述步骤七中设计出能够自动识别的参数的具体方法为通过采集力锤输出的激励信号和安装在被测件上的加速度传感器输出的响应信号，同步计算得到被测件的频率响应函数，再通过逆FFT得出脉冲响应函数，使用频域图谱显示得到的曲线，其峰值即被测样品的固有频率。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种陶瓷瓶瑕疵检测设备及其检测方法，具备以下有益效果：
该陶瓷瓶瑕疵检测设备及其检测方法，通过采集力锤输出的激励信号和安装在被测件上的加速度传感器输出的响应信号，同步计算得到被测件的频率响应函数，再通过逆FFT得出脉冲响应函数，使用频域图谱显示得到的曲线，其峰值即被测样品的固有频率，采用力学传感器的方式获取到的震动波形，可以在特定的频率得到OK产品和存在裂纹的NG产品的波形，并且两种波形存在不同，从而剔除掉NG品，该方法能够不受外部环境的干扰，有效的在工厂进行操作，通过搭建整套系统，能够保证在1秒的时间内，完成2个产品的检测效率要求，结合机器视觉和力学技术，能够对产品进行全方面检测，单个瓶体的检测时间低于2s，并且可以同步处理多个通道产品，到达进一步提升效率的目的，无对人体有损害的物质产生，无需考虑瓶体材质，任何透明，不透明的瓶体都可以进行检测，客户更换产品后，能够在较短时间内设置好对应的检测方法，满足客户多种产品更换的诉求。
附图说明
图1为本发明提出的一种陶瓷瓶瑕疵检测设备的结构示意图；
图2为本发明提出的一种陶瓷瓶瑕疵检测方法的原理示意图；
图3为本发明提出的一种陶瓷瓶瑕疵检测方法的软件框架示意图。
图中：1机柜、2四工位旋转台、3机器视觉检测相机、4伺服驱动模组、5力锤、6加速度传感器、7 PULS分析仪、8三色灯、9减震橡胶支脚。
具体实施方式
下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-3，一种陶瓷瓶瑕疵检测设备，包括机柜1、四工位旋转台2、机器视觉检测相机3、伺服驱动模组4、力锤5、加速度传感器6、PULS分析仪7和三色灯8，四工位旋转台2固定安装在机柜1的上端，伺服驱动模组4固定安装在机柜2的上端且位于四工位旋转台2的一侧，机器视觉检测相机3固定安设在机柜1的上侧，机器视觉检测相机3位于四工位旋转台2的上侧，三色灯6固定安装在机柜1的上端一侧，力锤5固定设置在伺服驱动模组4的输出端。
机柜1的底部四角处均固定连接有减震橡胶支脚9。
PULS分析仪7不少于两通道。
PULS分析仪7内安设有模态和固有频率测试分析软件。
一种陶瓷瓶瑕疵检测方法，包括如下步骤：
步骤一：先将视觉检测相机3固定安设在四工位旋转台2的上侧，在将伺服驱动模组4和三色灯8固定安装在机柜1的上侧，使得伺服驱动模组4固定安装在四工位旋转台2的一侧，三色灯8固定安装在伺服驱动模组4的一侧，再使得力锤5固定安装在伺服驱动模组4的输出端；
步骤二：将待检测的陶瓷瓶放置在四工位旋转台2内进行稳固夹持放置；
步骤三：先通过机器视觉检测相机3对待检测的陶瓷瓶的瓶口破损、裂纹和气泡问题进行有效检测；
步骤四：再将加速度传感器6粘贴在待检测陶瓷瓶的身后；
步骤五：启动伺服驱动模组4，伺服驱动模组4带动力锤5运动，使得力锤5按固定力道敲击的方式敲击陶瓷瓶的表面，使得陶瓷瓶的瓶体产生振动，此时设置在瓶身上的加速度传感器6接收振动波信号并传递至PULS分析仪7内；
步骤六：通过PULS分析仪7内的模态和固有频率测试分析软件进行软件分析，通过软件分析振动波在不同频率上的频谱，得到不同频率产生的波形图；
步骤七：工程师再通过得到不同频率产生的波形图与该产品的固有波形比对，判定产品是否为良品，设计出能够自动识别的参数，从而达到自动识别不良品的目的。
步骤七中设计出能够自动识别的参数的具体方法为通过采集力锤5输出的激励信号和安装在被测件上的加速度传感器6输出的响应信号，同步计算得到被测件的频率响应函数，再通过逆FFT得出脉冲响应函数，使用频域图谱显示得到的曲线，其峰值即被测样品的固有频率。
综上所述，该陶瓷瓶瑕疵检测设备及其检测方法，先将视觉检测相机3固定安设在四工位旋转台2的上侧，在将伺服驱动模组4和三色灯8固定安装在机柜1的上侧，使得伺服驱动模组4固定安装在四工位旋转台2的一侧，三色灯8固定安装在伺服驱动模组4的一侧，再使得力锤5固定安装在伺服驱动模组4的输出端；将待检测的陶瓷瓶放置在四工位旋转台2内进行稳固夹持放置；先通过机器视觉检测相机3对待检测的陶瓷瓶的瓶口破损、裂纹和气泡问题进行有效检测；再将加速度传感器6粘贴在待检测陶瓷瓶的身后；启动伺服驱动模组4，伺服驱动模组4带动力锤5运动，使得力锤5按固定力道敲击的方式敲击陶瓷瓶的表面，使得陶瓷瓶的瓶体产生振动，此时设置在瓶身上的加速度传感器6接收振动波信号并传递至PULS分析仪7内；通过PULS分析仪7内的模态和固有频率测试分析软件进行软件分析，通过软件分析振动波在不同频率上的频谱，得到不同频率产生的波形图；工程师再通过得到不同频率产生的波形图与该产品的固有波形比对，判定产品是否为良品，设计出能够自动识别的参数，从而达到自动识别不良品的目的，通过采集力锤5输出的激励信号和安装在被测件上的加速度传感器6输出的响应信号，同步计算得到被测件的频率响应函数，再通过逆FFT得出脉冲响应函数，使用频域图谱显示得到的曲线，其峰值即被测样品的固有频率，采用力学传感器的方式获取到的震动波形，可以在特定的频率得到OK产品和存在裂纹的NG产品的波形，并且两种波形存在不同，从而剔除掉NG品，该方法能够不受外部环境的干扰，有效的在工厂进行操作，通过搭建整套系统，能够保证在1秒的时间内，完成2个产品的检测效率要求，结合机器视觉和力学技术，能够对产品进行全方面检测，单个瓶体的检测时间低于2s，并且可以同步处理多个通道产品，到达进一步提升效率的目的，无对人体有损害的物质产生，无需考虑瓶体材质，任何透明，不透明的瓶体都可以进行检测，客户更换产品后，能够在较短时间内设置好对应的检测方法，满足客户多种产品更换的诉求。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种陶瓷瓶瑕疵检测设备，包括机柜(1)、四工位旋转台(2)、机器视觉检测相机(3)、伺服驱动模组(4)、力锤(5)、加速度传感器(6)、PULS分析仪(7)和三色灯(8)，其特征在于：所述四工位旋转台(2)固定安装在机柜(1)的上端，所述伺服驱动模组(4)固定安装在机柜(2)的上端且位于四工位旋转台(2)的一侧，所述机器视觉检测相机(3)固定安设在机柜(1)的上侧，所述机器视觉检测相机(3)位于四工位旋转台(2)的上侧，所述三色灯(6)固定安装在机柜(1)的上端一侧，所述力锤(5)固定设置在伺服驱动模组(4)的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷瓶瑕疵检测设备，其特征在于：所述机柜(1)的底部四角处均固定连接有减震橡胶支脚(9)。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷瓶瑕疵检测设备，其特征在于：所述PULS分析仪(7)不少于两通道。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷瓶瑕疵检测设备，其特征在于：所述PULS分析仪(7)内安设有模态和固有频率测试分析软件。
5.一种陶瓷瓶瑕疵检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：先将视觉检测相机(3)固定安设在四工位旋转台(2)的上侧，在将伺服驱动模组(4)和三色灯(8)固定安装在机柜(1)的上侧，使得伺服驱动模组(4)固定安装在四工位旋转台(2)的一侧，三色灯(8)固定安装在伺服驱动模组(4)的一侧，再使得力锤(5)固定安装在伺服驱动模组(4)的输出端；
步骤二：将待检测的陶瓷瓶放置在四工位旋转台(2)内进行稳固夹持放置；
步骤三：先通过机器视觉检测相机(3)对待检测的陶瓷瓶的瓶口破损、裂纹和气泡问题进行有效检测；
步骤四：再将加速度传感器(6)粘贴在待检测陶瓷瓶的身后；
步骤五：启动伺服驱动模组(4)，伺服驱动模组(4)带动力锤(5)运动，使得力锤(5)按固定力道敲击的方式敲击陶瓷瓶的表面，使得陶瓷瓶的瓶体产生振动，此时设置在瓶身上的加速度传感器(6)接收振动波信号并传递至PULS分析仪(7)内；
步骤六：通过PULS分析仪(7)内的模态和固有频率测试分析软件进行软件分析，通过软件分析振动波在不同频率上的频谱，得到不同频率产生的波形图；
步骤七：工程师再通过得到不同频率产生的波形图与该产品的固有波形比对，判定产品是否为良品，设计出能够自动识别的参数，从而达到自动识别不良品的目的。
6.根据权利要求5所述的一种陶瓷瓶瑕疵检测方法，其特征在于：所述步骤七中设计出能够自动识别的参数的具体方法为通过采集力锤(5)输出的激励信号和安装在被测件上的加速度传感器(6)输出的响应信号，同步计算得到被测件的频率响应函数，再通过逆FFT得出脉冲响应函数，使用频域图谱显示得到的曲线，其峰值即被测样品的固有频率。
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