CN111982926B - 一种用于容器视觉检测设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于容器视觉检测设备及其检测方法，涉及容器检测设备技术领域，包括装置本体；定位滑动组件包括定位治具板与输入驱动件；顶杯机构包括托杯治具、与托杯治具连接的推板；传动抓取机构包括传动治具板，安装于传动治具板上的传动驱动件、安装于传动驱动件输出端的抓取治具板以及安装于抓取治具板上的顶出件与吸取件；容器拍摄装置包括检测平台、安装于检测平台上的凹面成像镜、相机安装板以及安装于相机安装板上的视觉检测相机；末端输送机构包括输送带；异物检测机构包括视觉相机；还包括控制器与计算机。本发明具有结构简单，运行稳定，全自动化检测，检测效率高，检测精度高，并且能够有效节省人工，提高安全性能的效果。

Description

一种用于容器视觉检测设备及其检测方法

技术领域

本发明涉及容器检测设备技术领域，更具体地说，它涉及一种用于容器视觉检测设备及其检测方法。

背景技术

现有的膜内贴的加工工艺，在加工完成后，需要进行检测，检测产品标签连接点错位、错压、叠压和漏缝隙等等一系列问题，现有的检测方法一般为人工检测产品合格率。

现有的检测方法一般为，将产品通过若干工作摄像机采集若干不同面的图像，然后通过计算机运算，将若干图片重叠形成一个立体的影像，然后人工进行检测和挑选，而若干摄像机的数据采集和计算机的组合程序复杂，且成本高，同时对不同形状的产品进行拍摄合成检测时，需要进行数据调节，给使用者带来了许多不便，中国专利CN104990942B中提出了透明玻璃容器制造缺陷视觉检测系统及方法，该方法通过反光镜、偏振镜和两个相机，来检测产品是否有缺陷，该结构较为复杂且成本高，故而提出了一种容器视觉检测设备及其检测方法来解决上述中提出的问题。

发明内容

针对实际运用中这一问题，本发明目的在于提出一种用于容器视觉检测设备及其检测方法，具体方案如下：

一种用于容器视觉检测设备，包括装置本体以及安装于所述装置本体上的定位滑动组件、顶杯机构、传动抓取机构、中间输送机构、容器拍摄装置、末端输送机构与异物检测机构，其中，

所述定位滑动组件，包括定位治具板与输入驱动件，所述输入驱动件的输出端与所述定位治具板连接，用于将待检测容器输入至所述顶杯机构；

所述顶杯机构包括托杯治具、与所述托杯治具连接的推板，安装于所述托杯治具上的顶杯件以及顶杯驱动件，所述顶杯驱动件的输出端与所述推板连接，用于将所述定位治具板上的待检测容器输送至所述传动抓取机构；

所述传动抓取机构包括传动治具板，安装于所述传动治具板上的传动驱动件、安装于所述传动驱动件输出端的抓取治具板以及安装于所述抓取治具板上的顶出件与吸取件，所述传动驱动件用于驱动所述抓取治具板在竖直方向上升降；

所述中间输送机构安装于所述传动抓取机构上，包括安装于所述传动治具板上的传动件、压轮套件与中间驱动件，所述传动治具板通过所述传动件、压轮套件与所述装置本体连接，所述压轮套件由所述中间驱动件驱动，用于驱动所述传动抓取机构沿着所述装置本体的长度方向移动；

所述容器拍摄装置包括检测平台、安装于所述检测平台上的凹面成像镜、相机安装板以及安装于所述相机安装板上的视觉检测相机，所述视觉检测相机与所述凹面成像镜在竖直方向上相对应；

所述末端输送机构包括输送带，所述输送带用于输出容器；

所述异物检测机构包括视觉相机，所述视觉相机安装于所述输送带上方，用于检测容器内是否存在异物；

还包括控制器与计算机。

进一步的，所述定位滑动组件还包括第一滑动块，所述第一滑动块安装于所述定位治具板的底部，所述定位治具板通过所述第一滑动块滑动连接于所述装置本体上；

所述定位治具板上均匀开设有多个容器定位孔。

进一步的，所述顶杯机构还包括安装于所述装置本体上的连接座，所述顶杯驱动件安装于所述连接座上；

所述托杯治具与所述推板之间连接有导杆和液压缓冲器，所述连接座安装于所述托杯治具与所述推板之间，所述导杆贯穿所述连接座，且其两端分别连接于所述托杯治具与所述推板的端面上；

所述顶杯件均匀设置有多个，每个所述顶杯件与每个所述容器定位孔在竖直方向上一一对应。

进一步的，所述传动抓取机构还包括至少一组导向治具，所述导向治具安装于所述抓取治具板底部并与每一组所述顶杯件、吸取件相对应，所述吸取件、所述顶杯件与所述导向治具共同工作以实现对容器的抓取与顶出，每组所述导向治具、所述吸取件、所述顶出件与每个所述顶杯件在竖直方向上一一对应；

所述顶出件包括顶出驱动件、安装架与顶杯杆，所述安装架可拆卸安装于所述抓取治具板上，所述顶出驱动件通过所述安装架垂直安装于所述抓取治具板上，所述顶出驱动件的输出端连接有顶杯杆，所述顶杯杆的另一端延伸进导向治具；

所述吸取件包括导管、吸盘与弯头，所述导管的一端连通有弯头，另一端贯穿所述抓取治具板、延伸进所述导向治具内并连接有吸盘，所述弯头安装于所述抓取治具板上，并连接有供气机构；

所述顶出驱动件上顶杯杆的最长路径伸出所述导向治具；

所述导向治具内还设置有第一光源；

所述传动抓取机构由所述中间输送机构驱动，所述传动治具板通过所述压轮套件滚动连接于所述装置本体上，所述驱动件设置于所述传动治具板上，所述驱动件通过所述传动件驱动所述压轮套件，以实现传动治具板沿着所述装置本体长度方向的移动；

所述中间输送机构还包括第二滑动块，所述第二滑动块安装于所述传动治具板的底部，所述传动治具板通过第二滑动块与所述装置本体滑动连接；

所述中间输送机构还包括拖链与拖链槽，所述拖链安装于所述拖链槽内，所述拖链连接所述传动治具板。

进一步的，所述检测平台上均匀设置有多个凹面成像镜，所述相机安装板上均匀设置有多个与所述凹面成像镜一一对应的所述视觉检测相机；

所述相机安装板的四周边缘位置处连接有多个连接管，所述相机安装板与检测平台之间设置有第一导向杆，所述第一导向杆的一端固定于所述检测平台的顶部，另一端依次贯穿所述连接管与所述相机安装板并延伸至所述相机安装板的下方；

所述第一导向杆的底部连接有相机底座，所述视觉检测相机安装于所述相机底座上，所述相机底座上还设有手动移动平台与测角仪位角台，所述手动移动平台与所述视觉检测相机之间连接有相机固定板，所述手动移动平台安装于所述测角仪位角台的顶部；

所述检测平台的底部还均匀安装有多个撑片。

进一步的，所述容器拍摄装置与所述末端输送机构之间还设有出料口与感应开关，所述感应开关设置于所述装置本体的内侧壁上，所述出料口设置于所述装置本体的底部，且所述感应开关位于所述出料口的输入端；

所述出料口包括导向钣金与第一不合格品收集箱，所述导向钣金设置于所述装置本体的底部，所述第一不合格品收集箱设置于所述导向钣金的出料端，用于收集产品。

进一步的，所述末端输送机构还包括导向件，所述输送带设置于所述中间输送机构的输送线末端，所述导向件设置于所述输送带的上方，以实现对容器的导向；

所述导向件包括两个第一支架、第二导向杆、连接架与护栏夹，两个所述第一支架分设于所述输送带的输入端与输出端，两个所述第一支架之间设有两个第二导向杆，两个第二导向杆的两端均通过所述护栏夹、所述连接架分别与两个所述第一支架连接，两个所述第二导向杆形成一组容器导向通道；

两个所述第二导向杆的输入端距离大于输出端距离；

所述导向件设置有至少一组，以形成多导向通道输送容器。

进一步的，所述异物检测机构还包括检测箱体、第一光纤感应器、吹气结构与收集结构；

所述检测箱体的输入端设置有第一光纤感应器，所述第一光纤感应器与所述控制器电性连接；

所述检测箱体内设置有视觉相机，用于采集生产线传输的容器的图像，所述视觉相机与所述计算机连接，所述计算机用于接收所述图像信息后对图像信息进行检测处理并将检测结果传递至所述控制器；

所述检测箱体的输出端设置有吹气结构，所述吹气结构与所述控制器电性连接；

所述吹气结构两旁设置有所述收集结构；

所述检测箱体内设有至少两个视觉相机，每个所述视觉相机均通过第二支架连接于所述检测箱体内，每两个所述视觉相机之间设有隔板；

所述吹气结构包括吹气连接架、风刀安装架、风刀、L型弯头、光纤支架、第二光纤感应器，所述吹气连接架安装于所述检测箱体输出端外侧壁上，所述吹气连接架通过所述风刀安装架与所述风刀连接，所述风刀的进气端设置有L型弯头，所述风刀安装架上还通过所述光纤支架与所述第二光纤感应器连接，所述第二光纤感应器与所述控制器电性连接；

所述风刀与所述第二光纤感应器设置有两组，两组所述风刀、第二光纤感应器对称设置于所述风刀安装架的两侧；

所述收集结构包括分设于所述吹气结构两侧的防溅钣金、第二不合格品收集箱与合格品收集箱，所述第二不合格品收集箱设置于所述防溅钣金出料端，所述合格品收集箱设置于生产线的末端；

所述视觉相机上还设有第二光源。

一种容器视觉检测方法，所述容器视觉检测方法应用于如权利要求1-8任一项所述的容器视觉检测设备，包括以下步骤：

1)在检测平台上放置一块特制的凹面成像镜，对凹面成像镜进行固定后，确立凹面成像镜的中心点，再通过数控程序设计出传动抓取机构的起始点至中心点的运行路径，并输入至计算机内部；

2)将待检测的产品通过传动抓取机构的夹持，按照步骤1)中设计的路径，将待检测产品放置于步骤1)中提出的凹面成像镜内，同时保障待检测产品与凹面成像镜的中心点在同一直线上；

3)再通过一个与待检测产品在同一直线上的视觉检测相机对步骤2)中凹面成像镜反射待检测产品的图像，用平面拍摄进行图像采集，收集凹面成像镜拍摄的平面图像，并且传输至计算机；

4)在计算机内部通过图像对比软件自动识别瑕疵，将所得产品图像与已存的标准版图像进行比对，对步骤3)中得到的产品图进行检测和排查；

5)通过计算机对步骤4)中图像反应的产品品质进行判断，按预置的容错机制判定是否合格，如产品合格则通过传动抓取机构将产品放入合格区，并进行下一个产品的检测，如产品有质量问题，则通过传动抓取机构将产品放入不合格区，并进行下一个产品的检测。

进一步的，所述步骤2)和步骤5)中，可用传动抓取机构夹持对产品进行运输或在凹面成像镜的底部开设通孔；

所述步骤1)中凹面成像镜为经过特殊处理的物体其光洁表面均有反射效果的凹面镜，同时凹面成像镜的顶部固定安装有与产品相对应的抓取治具板，且抓取治具板与凹面成像镜的中心点在同一直线上；

所述步骤3)中视觉检测相机与待检测产品和凹面成像镜的中心点均在同一直线上，视觉检测相机位于待检测产品的正下方；

所述步骤1)中数控程序控制的传动抓取机构产品起始点为产品存储点，中心点为凹面成像镜放置点，终点一为步骤5)中的产品合格区，终点二为步骤5)中的产品不合格区。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明结构简单，运行稳定，全自动化检测，检测效率高，检测精度高，适用范围广，并且能够有效节省人工，提高安全性能。

附图说明

图1为本发明的实施例的整体示意图；

图2为本发明实施例的后部整体示意图；

图3为本发明中传动抓取机构的局部示意图；

图4为本发明中传动抓取机构的局部结构示意图；

图5为本发明的中间输送机构的结构示意图；

图6为本发明中容器拍摄装置的结构示意图；

图7为本发明中异物检测机构的结构示意图；

图8为本发明中吹气结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

如图1-2所示，一种用于容器视觉检测设备，包括装置本体1以及安装于装置本体1上的定位滑动组件2、顶杯机构3、传动抓取机构4、中间输送机构5、容器拍摄装置6、感应开关、出料口7、末端输送机构8与异物检测机构9。还包括控制器10与计算机11。优选的，控制器10采用PLC控制器10。

定位滑动组件2将容器输入至顶杯机构3处，由顶杯机构3将容器顶至传动抓取机构4上，传动抓取机构4抓取住容器并由中间输送机构5输送至容器拍摄装置6进行拍摄检测，检测容器是否出现标签连接点错位、错压、叠压和漏缝隙等等一系列问题，检测结束后，接着由中间输送机构5输送至感应开关和出料口7，感应开关感应到容器到达，传动抓取机构4顶出经容器拍摄装置6检测后的不合格容器，并由出料口7收集，经容器拍摄装置6检测后合格容器输送至末端输送机构8，再接着经异物检测机构9进行二次检测，检测容器内是否存在异物，检测后的合格容器和不合格容器分别收集，以完成整个容器的检测。

具体地，在一个可能的实施例中，如图1所示，定位滑动组件2，与容器生产线上的覆膜机相配合使用，覆膜机将容器输送至定位滑动组件2，由定位滑动组件2接收后，以进行容器的检测。定位滑动组件2包括定位治具板21与输入驱动件22，输入驱动件22的输出端与定位治具板21连接，用于将待检测容器输入至顶杯机构3。优选的，输入驱动件22采用气缸，气缸安装于装置本体1上。

定位治具板21滑动连接于装置本体1上，气缸安装于装置本体1上并位于定位治具板21的底部，定位治具板21由气缸驱动，以使得其沿着装置本体1的长度方向移动，直至定位治具板21移动至顶杯机构3的正上方位置处。优选的，定位治具板21设为截面为矩形的板状结构，平行于装置本体1设置。

定位滑动组件2还包括第一滑动块23，第一滑动块23安装于定位治具板21的底部，且第一滑动块23设置有四个，四个第一滑动块23分设于定位治具板21的四个拐角位置处，定位治具板21通过第一滑动块23滑动连接于装置本体1上；

定位治具板21上均匀开设有多个容器定位孔24。优选的，容器定位孔24设置有两排，每排开设有多个。能同时满足多个容器的检测。容器定位孔24设为圆孔型结构，容器定位孔24的内径介于容器的最大外径与最小外径之间。

将容器放置在定位治具板21上的容器定位孔24内，由气缸驱动定位治具板21移动至顶杯机构3正上方后，停止移动，以完成容器的输入。

具体地，在一个可能的实施例中，如图1所示，顶杯机构3，包括托杯治具31、与托杯治具31连接的推板32，安装于托杯治具31上的顶杯件33以及顶杯驱动件34，顶杯驱动件34的输出端与推板32连接，用于将定位治具板21上的待检测容器输送至传动抓取机构4。优选的，顶杯驱动件34采用气缸。

顶杯机构3还包括安装于装置本体1上的连接座35，顶杯驱动件34安装于连接座35上。

托杯治具31与推板32之间连接有导杆36和液压缓冲器37，连接座35安装于托杯治具31与推板32之间，导杆36贯穿连接座35，且其两端分别连接于托杯治具31与推板32的端面上。液压缓冲器37安装于推板32与连接座35之间，用于对推板32起到缓冲作用，优选的，液压缓冲器37可采用液压缸以及套设在液压缸输出杆上的弹簧组成，提高推板32升降过程中的稳定性。

顶杯件33均匀设置有多个，优选的，顶杯件33设置有两组，每组顶杯件33设置有多个。顶杯件33设为圆柱形结构。每个顶杯件33与每个容器定位孔24在竖直方向上一一对应。

这样，当定位滑动组件2将待检测容器输入至顶杯机构3的正上方位置且带检测产品与每个顶杯件33相一一对应时，气缸推动推板32向上移动，带动托杯治具31向上移动，由于若干顶杯件33均安装于托杯治具31上，若干顶杯件33随托杯治具31向上移动至与定位治具板21上的待检测容器接触，继续向上移动，直至将待检测容器顶出至传动抓取机构4上，以完成待检测容器的传送。

具体地，在一个可能的实施例中，如图3-5所示，传动抓取机构4，与顶杯机构3相配合使用，包括传动治具板41，安装于传动治具板41上的传动驱动件42、安装于传动驱动件42输出端的抓取治具板43以及安装于抓取治具板43上的顶出件44与吸取件45，传动驱动件42用于驱动抓取治具板43在竖直方向上升降。

传动抓取机构4滑移设置于装置本体1上。采用中间输送机构5驱动传动抓取机构4，以使其沿着装置本体1的长度方向移动。

传动抓取机构4还包括至少一组导向治具46，导向治具46安装于抓取治具板43底部并与每一组顶出件44、吸取件45相对应，吸取件45、顶出件44与导向治具46共同工作以实现对容器的抓取与顶出，每组导向治具46、吸取件45、顶出件44与每个顶出件44在竖直方向上一一对应。优选的，导向治具46设置有两排，每排导向治具46设置有多个。导向治具46安装于抓取治具板43底部并与每一组顶出件44、吸取件45相对应，导向治具46外形为中空的锥台型结构，其外侧壁与容器的内侧壁相匹配，以保证容器被抓取后的稳定性。

顶出件44用于顶出容器，包括顶出驱动件47、安装架48与顶杯杆49，安装架48通过螺栓可拆卸安装于抓取治具板43上，顶出驱动件47通过安装架48垂直安装于抓取治具板43上，顶出驱动件47的输出端连接有顶杯杆49，顶杯杆49的另一端延伸进导向治具46，顶杯杆49设置有两个，两个顶杯杆49位于导管410的两侧，并关于导管410的竖直中线对称。优选的，顶出驱动件47设为带导杆气缸。具体地，气缸上设有固定板，固定板上贯穿有导向杆，可以为气缸的工作起到导向的作用。

顶出驱动件47上顶杯杆49的最长路径伸出导向治具46。以保证顶杯杆49能正常将容器从导向治具46上顶出。

吸取件45用于吸取容器，吸取件45包括导管410、吸盘411与弯头412，导管410的一端连通有弯头412，另一端贯穿抓取治具板43、延伸进导向治具46内并连接有吸盘411，吸盘411位于导向治具46内，用于吸取容器，弯头412安装于抓取治具板43上，并连接有供气机构。优选的，供气机构可为供气气缸等，为现有技术，在此不再赘述。

每个导向治具46均分别对应一个吸取件45和一个顶出件44，抓取时，导向治具46的内侧壁与容器的外侧壁接触，实现容器的固定，吸取件45吸取容器，以保证容器固定后的稳定性；顶出时，吸取件45停止对容器的吸取，顶出件44工作，将容器从导向治具46上的顶出，因此，传动抓取机构4是在吸取件45、顶出件44与导向治具46共同工作以实现对容器的抓取与顶出。

导向治具46内还设置有第一光源。第一光源为容器拍摄装置6提供照明，以提高图像拍摄的质量。

中间输送机构5安装于传动抓取机构4上，包括安装于传动治具板41上的传动件51、压轮套件52与中间驱动件53，传动治具板41通过传动件51、压轮套件52与装置本体1连接，压轮套件52由中间驱动件53驱动，用于驱动传动抓取机构4沿着装置本体1的长度方向移动。

传动抓取机构4由中间输送机构5驱动，传动治具板41通过压轮套件52滚动连接于装置本体1上，驱动件设置于传动治具板41上，驱动件通过传动件51驱动压轮套件52，以实现传动治具板41沿着装置本体1长度方向的移动。

压轮套件52包括两个压轮，两个压轮通过压轮连接板转动连接，每个压轮中心均连接有转动轴，驱动件设置于传动治具板41上，驱动件包括电机和减速机，减速机安装于电机的输出端，驱动件通过传动件51驱动压轮套件52，传动件51包括主动轮与从动轮，电机和减速机驱动主动轮，主动轮带动从动轮，从动轮与转动轮啮合连接，从动轮转动，带动压轮转动，压轮组件在装置本体1上滚动，从而实现传动治具板41沿着装置本体1长度方向的移动。

中间输送机构5还包括第二滑动块54，第二滑动块54安装于传动治具板41的底部，传动治具板41通过第二滑动块54与装置本体1滑动连接。第二滑动块54设置有四个，四个第二滑动块54均设置于传动治具板41的底部拐角位置处，第二滑动块54的设置，不仅能提高传动治具板41的移动稳定性，同时能对传动治具板41的移动起到导向的作用。

中间输送机构5还包括拖链55与拖链槽56，拖链55与拖链槽56设置于传动治具板41上与压轮套件52相对的一端，拖链55安装于拖链槽56内，拖链55连接传动治具板41。在传动治具板41移动时，拖链55同时转动，拖链55由电机驱动，带动传动治具板41移动。

当定位滑动组件2将容器输送至指定位置，并由顶杯机构3顶至传动抓取机构4，传动抓取机构4抓取住容器之后，中间输送机构5驱动传动抓取机构4继续输送容器，将容器输送至下一检测生产线-容器拍摄装置6。

具体地，在一个可能的实施例中，如图6所示，容器拍摄装置6，包括检测平台61，检测平台61上开设有检测孔，检测孔内设置有凹面成像镜62，检测平台61下方设有相机安装板63，相机安装板63上安装有视觉检测相机64，视觉检测相机64与凹面成像镜62的位置位于同一直线上，视觉检测相机64与凹面成像镜62在竖直方向上相对应，视觉检测相机64上朝向凹面成像镜62的方向安装有镜头；还包括与视觉检测相机64连接的计算机11。

检测时，检测平台61上方输送过来待检测产品，并使得待检测产品与凹面成像镜62的中心点在同一直线上。优选的，可采用平面放置台放置待检测产品，通过平面放置台的移动来实现待检测产品的移动，其中平面放置台的移动可采用升降机构来实现，如气缸等，在此不再赘述。

检测平台61上均匀设置有多个凹面成像镜62，相机安装板63上均匀设置有多个与凹面成像镜62一一对应的视觉检测相机64。优选的，凹面成像镜62以及与其相对应的视觉检测相机64设有两组，每组设置有四个。这样，可实现多个待检测产品的同时检测，有助于提高检测效率。

检测平台61与相机安装板63之间通过第一导向杆66连接，相机安装板63的四周边缘位置处连接有多个连接管65，第一导向杆66的一端固定于检测平台61的顶部，另一端依次贯穿连接管65与相机安装板63并延伸至相机安装板63的下方，以实现二者的连接。优选的，第一导向杆66不仅能连接的作用，而且，当实际情况中需要调整检测平台61与相机安装板63的位置，以调节拍摄距离时，通过导向板进行调节，可有助于避免调整中相机安装板63与检测平台61出现偏移的情况，有助于保证调整前后相机安装板63上的视觉检测相机64与检测平台61上的凹面成像镜62仍一一相对应，避免后期再次进行调整。

第一导向杆66的底部连接有相机底座67，视觉检测相机64安装于相机底座67上，相机底座67上还设有手动移动平台68与测角仪位角台69，手动移动平台68安装于测角仪位角台69的顶部，手动移动平台68通过相机固定板610与视觉检测相机64连接。优选的，相机固定板610设为截面为L型结构的板状结构。手动移动平台68和测角仪位角台69上均设置有旋钮，通过转动手动移动平台68上的旋钮，可以调节视觉检测相机64的水平位置，通过转动测角仪位角台69上的旋钮，可以调节视觉检测相机64的角度，在手动移动平台68和测角仪位角台69的工作作用下，实现视觉检测相机64的微调，以满足拍摄需求。

检测平台61的底部还均匀安装有多个撑片611。

容器拍摄装置6与末端输送机构8之间还设有出料口7与感应开关，感应开关设置于装置本体1的内侧壁上，出料口7设置于装置本体1的底部，且感应开关位于出料口7的输入端；

出料口7包括导向钣金71与第一不合格品收集箱72，导向钣金71设置于装置本体1的底部，第一不合格品收集箱72设置于导向钣金71的出料端，用于收集产品。导向钣金71设为中空且上下两端面开口的箱体结构，箱体结构的中部弯曲，使得其出口朝向设置于装置本体1旁的第一不合格品收集箱72。从传动抓取机构4上顶出的容器掉落至导向钣金71内，并经过导向钣金71的进入第一不合格品收集箱72进行收集。

具体地，在一个可能的实施例中，如图1所示，末端输送机构8，包括输送带81与导向件82，输送带81设置于中间输送机构5的输送线末端，导向件82设置于输送带81的上方，以实现对容器的导向。

导向件82包括两个第一支架83、第二导向杆84、连接架85与护栏夹86，两个第一支架83分设于输送带81的输入端与输出端，两个第一支架83之间设有两个第二导向杆84，两个第二导向杆84的两端均通过护栏夹86、连接架85分别与两个第一支架83连接，两个第二导向杆84形成一组容器导向通道。

在护栏夹86的作用下，使得第二导向杆84与连接架85活动连接，因此，第二导向杆84的位置不会过于受限，能根据容器的大小进行适应性改变，有助于提高导向的效果。

两个第二导向杆84的输入端距离大于输出端距离。这样，可以保证输入容器时，导向通道能够足够宽敞的空间以供容器的通过，输出时还能将容器集中至生产线上的后期设备上，保证后期设备的正常工作，有助于提高容器检测的准确性。

导向件82设置有至少一组，以形成多导向通道输送容器。

具体地，在一个可能的实施例中，如图7-8所示，异物检测机构9安装于生产线的输送带81上，包括检测箱体92、视觉相机91、第一光纤感应器93、吹气结构94与收集结构95。

采用视觉相机91采集生产线上传输的容器的图像，并将图像传递至计算机11，计算机11对图像信息进行检测，判断容器是否合格，检测结果传递至控制器10，控制器10控制吹气结构94的工作，将合格品容器和不合格容器分开收集，完成检测，以得到合格产品。

检测箱体92安装于输送带81上。检测箱体92设为底部开口的箱体结构，开口端朝向输送带81，视觉相机91安装于检测箱体92内部，以实现视觉相机91与输送带81上容器的输送与检测。视觉相机91用于采集生产线传输的容器的图像，视觉相机91与计算机11连接，计算机11用于接收图像信息后对图像信息进行检测处理并将检测结果传递至控制器10。

检测箱体92内设有至少两个视觉相机91，每个视觉相机91均通过第二支架96连接于检测箱体92内，每两个视觉相机91之间设有隔板97。至少两个视觉相机91的设置可以使得检测装置满足多通道检测，有助于提高检测效率，隔板97的设置可有助于防止每两个视觉相机91相互影响，以保证视觉相机91检测的准确率，采用第二支架96可方便拆卸视觉相机91，便于检修。

并且，视觉相机91上还设置有第二光源，第二光源可为视觉相机91补充光源，有助于提高拍摄的图像质量，进一步提高检测准确率。

第一步检测过程：检测箱体92的输入端设置有第一光纤感应器93，第一光纤感应器93与控制器10电性连接。容器由输送带81输送，容器在输送过程中经过第一光纤感应器93并进入检测箱体92时，第一光纤感应器93将信号传递至控制器10，视觉相机91与控制器10电性连接，控制器10接收到第一光纤感应器93的信号指示后，控制器10控制视觉相机91工作，开始检测。

检测过程中，计算机11将视觉相机91拍摄到的图像与标准图像进行比对，当计算机11检测到拍摄图像与标准图像不符合时，判断该容器内存在异物，为不合格品；当计算机11检测到拍摄图像与标准图像符合时，判断该容器内不存在异物，为合格品。

接着进入下一步分输出过程：检测箱体92的输出端设置有吹气结构94，吹气结构94与控制器10电性连接。

吹气结构94包括吹气连接架98、风刀安装架99、风刀910、L型弯头911、光纤支架912、第二光纤感应器913，吹气连接架98安装于检测箱体92输出端外侧壁上，吹气连接架98另一端可拆卸连接有风刀安装架99，风刀安装架99为一板状支架，风刀安装架99的两侧均设置有一组风刀910与第二光纤感应器913，两组风刀910与第二光纤感应器913关于风刀安装架99的竖直中线对称，第二光纤感应器913设置于靠近检测箱体92输出端的位置，第二光纤感应器913通过光纤支架912与风刀安装架99可拆卸连接，风刀910设置于远离检测箱体92输出端的位置，风刀910与风刀安装架99的连接段连通有L型弯头911。

当检测过的容器输送至吹气结构94时，首先第二光纤传感器感应到容器到来，若容器为不合格品，计算机11将检测结果给到控制器10，控制器10控制风刀910打开并吹气，将不合格容器吹出输送带81；若容器为合格品，计算机11将检测结果给到控制器10，控制器10控制风刀910关闭，合格品容器经输送带81正常输送出去。

最后为容器收集过程：吹气结构94两旁设置有收集结构95。

收集结构95包括分设于吹气结构94两侧的防溅钣金914、第二不合格品收集箱915与合格品收集箱916，防溅钣金914设置于输送带81的两侧边，并位于风刀910的出气口侧面，防溅钣金914设为顶端、底端和一侧面开口的箱体结构，且两个箱体的出料端均朝向第二不合格品收集箱915，第二不合格品收集箱915设置于输送带81下方位置处，合格品收集箱916设置于生产线的末端，同样位于输送带81下方位置处。

经吹气结构94吹出的不合格产品经过防溅钣金914导入第二不合格品收集箱915，未经吹气结构94吹气并正常输出的合格品由输送带81继续朝前输送，直至自然掉落至合格品收集箱916内，至此完成整个异物检测和容器分拣过程。

基于上述容器视觉检测设备，本发明还提供一种容器视觉检测方法。

一种容器视觉检测方法，容器视觉检测方法应用于容器视觉检测设备，更具体地，应用于容器视觉检测设备上的容器拍摄设备和传动抓取机构4，包括以下步骤：

1)在检测平台61上放置一块特制的凹面成像镜62，对凹面成像镜62进行固定后，确立凹面成像镜62的中心点，再通过数控程序设计出传动抓取机构4的起始点至中心点的运行路径，并输入至计算机11内部；

2)将待检测的产品通过传动抓取机构4的夹持，按照步骤1)中设计的路径，将待检测产品放置于步骤1)中提出的凹面成像镜62内，同时保障待检测产品与凹面成像镜62的中心点在同一直线上；

3)再通过一个与待检测产品在同一直线上的视觉检测相机64对步骤2)中凹面成像镜62反射待检测产品的图像，用平面拍摄进行图像采集，收集凹面成像镜62拍摄的平面图像，并且传输至计算机11；

4)在计算机11内部通过图像对比软件自动识别瑕疵，将所得产品图像与已存的标准版图像进行比对，对步骤3)中得到的产品图进行检测和排查；

5)通过计算机11对步骤4)中图像反应的产品品质进行判断，按预置的容错机制判定是否合格，如产品合格则通过传动抓取机构4将产品放入合格区，并进行下一个产品的检测，如产品有质量问题，则通过传动抓取机构4将产品放入不合格区，并进行下一个产品的检测。

进一步的，步骤2)和步骤5)中，可用传动抓取机构4夹持对产品进行运输或在凹面成像镜62的底部开设通孔；

步骤1)中凹面成像镜62为经过特殊处理的物体其光洁表面均有反射效果的凹面镜，同时凹面成像镜62的顶部固定安装有与产品相对应的抓取治具板43，且抓取治具板43与凹面成像镜62的中心点在同一直线上；

步骤3)中视觉检测相机64与待检测产品和凹面成像镜62的中心点均在同一直线上，视觉检测相机64位于待检测产品的正下方；

步骤1)中数控程序控制的传动抓取机构4产品起始点为产品存储点，中心点为凹面成像镜62放置点，终点一为步骤5)中的产品合格区，终点二为步骤5)中的产品不合格区。

本发明的具体实施原理为：工作时，将待检测容器放置在定位治具板21上，控制器10控制气缸驱动定位治具板21到达指定位置，即顶杯机构3正上方位置处，由顶杯机构3中的顶杯件33将定位治具板21上的容器顶出至传动抓取机构4上的导向治具46内，使得待检测容器的内侧壁与导向治具46的外侧壁贴合，实现固定，同时控制器10控制供气机构吸气，导管410和弯头412内的气体被吸取后形成负压力，在吸盘411的作用下，将待检测容器吸取，吸取件45配合导向治具46实现对待检测容器的双重固定，保证了容器抓取的稳定性，接着，传动抓取机构4由中间输送机构5驱动继续输送，控制器10控制电机和减速机工作，带动主动轮工作，主动轮带动从动轮，从动轮带动压轮套件52，同时拖链55工作，在压轮套件52和拖链55的共同作用下，容器在装置本体1上移动至容器拍摄装置6上，传动抓取机构4上的传动驱动件42驱动抓取治具板43向下移动，使得待检测产品放置于凹面成像镜62内，同时保证待检测产品与凹面成像镜62的中心点在同一直线上；再通过与待检测产品在同一直线上的视觉检测相机64对凹面成像镜62反射待检测产品的图像，用平面拍摄进行图像采集，收集凹面成像镜62拍摄的平面图像，并且传输至计算机11，相机与待检测产品和凹面成像镜62的中心点均在同一直线上；在计算机11内部通过图像对比软件自动识别瑕疵，将所得产品图像与已存的标准版图像进行比对，对产品图进行检测和排查；通过计算机11对图像反应的产品品质进行判断，按预置的容错机制判定是否合格，得到合格容器和不合格容器，再接着，传动驱动件42驱动抓取治具板43归位，中间输送机构5继续输送传动抓取机构4，经过感应开关，感应开关将信号传递至控制器10，控制器10控制传动抓取机构4工作，利用顶出件44将不合格容器顶出，经导向钣金71进入第一不合格品收集箱72，合格品容器由中间输送机构5继续输送至末端输送机构8上方后，传动抓取机构4松开所有合格容器，合格容器落至末端输送机构8上的输送带81上并位于导向通道上，输送带81将合格容器继续输送，输送中经过异物检测机构9，到达第一光纤感应器93后，第一光纤传感器将信号传递至控制器10，控制器10控制视觉相机91工作，对进入检测箱体92内的容器进行拍摄，并将拍摄后的图像信息传递至计算机11，计算机11检测并判断该容器是否为合格品，并将检测结果传递至控制器10，接着容器继续输送至吹气结构94，若计算机11传递至控制器10的信号为容器是不合格品，吹气结构94工作将不合格容器吹落至第二不合格品收集箱915，若计算机11传递至控制器10的信号为容器是合格品，吹气结构94不工作，输送带81正常输送合格品容器，直至合格品容器自然掉落至合格品收集箱916，以实现所有的全自动检测与分拣工作，结构检测，检测、分拣效率高，大大提高了自动化程度。

另外，该容器视觉检测方法，通过设置了凹面成像镜62来取代若干摄像机，能够有效降低检测设备的成本，同时跳过了现有技术中计算机11合成数张图片的步骤，且避免了现有技术中，检测设备无法适应不同形状的产品，需要进行繁琐调试的步骤，通过凹面成像镜62的为经过特殊处理的物体其光洁表面均有反射效果的凹面镜，该方法能够通过凹面成像镜62的简单结构，来代替现有若干摄像头的实现的效果，同时凹面成像镜62在反射产品表面图像时，还具有轻微的放大效果，能够进一步的便于检测者观察和排除不合格的产品，同时凹面成像镜62的底部固定安装有与产品相对应的检测平台61，检测平台61与凹面成像镜62的连接方式为卡接，且检测平台61的直径与凹面成像镜62的直径相同，能够便于使用者根据不同的产品，配置不同的检测平台61，有效提高了设备的适用性，在保障产品稳固放置的同时，最大限度的减少了检测平台61对凹面成像镜62成像的影响。

该容器视觉检测方法，通过视觉检测相机64与待检测产品和凹面成像镜62的中心点均在同一直线上，视觉检测相机64位于待检测产品的正上方，能够保障视觉检测相机64能够通过一张图片，将整个凹面成像镜62反射产品的平面显示出来，通过在计算机11内部通过图像对比软件自动识别瑕疵，将所得产品图像与已存的标准版图像进行比对，对产品图进行检测和排查，能够有效提高设备的检测效率，缩减人工成本，通过凹面成像镜62为经过特殊处理的物体其光洁表面均有反射效果的凹面镜，能够有效缩短设备的制作成本，且提高了设备的适用性，便于根据不同的型号的待检测产品，制作不同的凹面成像镜62，达到了成本低且适用性广泛的效果，解决了现有技术中若干摄像机的数据采集和计算机11的组合程序复杂，且成本高，同时对不同形状的产品进行拍摄合成检测时，需要进行数据调节，给使用者带来了许多不便的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于容器视觉检测设备，其特征在于，包括装置本体(1)以及安装于所述装置本体(1)上的定位滑动组件(2)、顶杯机构(3)、传动抓取机构(4)、中间输送机构(5)、容器拍摄装置(6)、末端输送机构(8)与异物检测机构(9)，其中，

所述定位滑动组件(2)，包括定位治具板(21)与输入驱动件(22)，所述输入驱动件(22)的输出端与所述定位治具板(21)连接，用于将待检测容器输入至所述顶杯机构(3)；

所述顶杯机构(3)包括托杯治具(31)、与所述托杯治具(31)连接的推板(32)，安装于所述托杯治具(31)上的顶杯件(33)以及顶杯驱动件(34)，所述顶杯驱动件(34)的输出端与所述推板(32)连接，用于将所述定位治具板(21)上的待检测容器输送至所述传动抓取机构(4)；

所述传动抓取机构(4)包括传动治具板(41)，安装于所述传动治具板(41)上的传动驱动件(42)、安装于所述传动驱动件(42)输出端的抓取治具板(43)以及安装于所述抓取治具板(43)上的顶出件(44)与吸取件(45)，所述传动驱动件(42)用于驱动所述抓取治具板(43)在竖直方向上升降；

所述中间输送机构(5)安装于所述传动抓取机构(4)上，包括安装于所述传动治具板(41)上的传动件(51)、压轮套件(52)与中间驱动件(53)，所述传动治具板(41)通过所述传动件(51)、压轮套件(52)与所述装置本体(1)连接，所述压轮套件(52)由所述中间驱动件(53)驱动，用于驱动所述传动抓取机构(4)沿着所述装置本体(1)的长度方向移动；

所述容器拍摄装置(6)包括检测平台(61)、安装于所述检测平台(61)上的凹面成像镜(62)、相机安装板(63)以及安装于所述相机安装板(63)上的视觉检测相机(64)，所述视觉检测相机(64)与所述凹面成像镜(62)在竖直方向上相对应；

所述末端输送机构(8)包括输送带(81)，所述输送带(81)用于输出容器；

所述异物检测机构(9)包括视觉相机(91)，所述视觉相机(91)安装于所述输送带(81)上方，用于检测容器内是否存在异物；

还包括控制器(10)与计算机(11)；

所述定位滑动组件(2)还包括第一滑动块(23)，所述第一滑动块(23)安装于所述定位治具板(21)的底部，所述定位治具板(21)通过所述第一滑动块(23)滑动连接于所述装置本体(1)上；

所述定位治具板(21)上均匀开设有多个容器定位孔(24)；

所述容器拍摄装置(6)与所述末端输送机构(8)之间还设有出料口(7)与感应开关，所述感应开关设置于所述装置本体(1)的内侧壁上，所述出料口(7)设置于所述装置本体(1)的底部，且所述感应开关位于所述出料口(7)的输入端；

所述出料口(7)包括导向钣金(71)与第一不合格品收集箱(72)，所述导向钣金(71)设置于所述装置本体(1)的底部，所述第一不合格品收集箱(72)设置于所述导向钣金(71)的出料端，用于收集产品。

2.根据权利要求1所述的用于容器视觉检测设备，其特征在于，所述顶杯机构(3)还包括安装于所述装置本体(1)上的连接座(35)，所述顶杯驱动件(34)安装于所述连接座(35)上；

所述托杯治具(31)与所述推板(32)之间连接有导杆(36)和液压缓冲器(37)，所述连接座(35)安装于所述托杯治具(31)与所述推板(32)之间，所述导杆(36)贯穿所述连接座(35)，且其两端分别连接于所述托杯治具(31)与所述推板(32)的端面上；

所述顶杯件(33)均匀设置有多个，每个所述顶杯件(33)与每个所述容器定位孔(24)在竖直方向上一一对应。

3.根据权利要求1所述的用于容器视觉检测设备，其特征在于，所述传动抓取机构(4)还包括至少一组导向治具(46)，所述导向治具(46)安装于所述抓取治具板(43)底部并与每一组所述顶杯件(33)、吸取件(45)相对应，所述吸取件(45)、所述顶杯件(33)与所述导向治具(46)共同工作以实现对容器的抓取与顶出，每组所述导向治具(46)、所述吸取件(45)、所述顶出件(44)与每个所述顶杯件(33)在竖直方向上一一对应；

所述顶出件(44)包括顶出驱动件(47)、安装架(48)与顶杯杆(49)，所述安装架(48)可拆卸安装于所述抓取治具板(43)上，所述顶出驱动件(47)通过所述安装架(48)垂直安装于所述抓取治具板(43)上，所述顶出驱动件(47)的输出端连接有顶杯杆(49)，所述顶杯杆(49)的另一端延伸进导向治具(46)；

所述吸取件(45)包括导管(410)、吸盘(411)与弯头(412)，所述导管(410)的一端连通有弯头(412)，另一端贯穿所述抓取治具板(43)、延伸进所述导向治具(46)内并连接有吸盘(411)，所述弯头(412)安装于所述抓取治具板(43)上，并连接有供气机构；

所述顶出驱动件(47)上顶杯杆(49)的最长路径伸出所述导向治具(46)；

所述导向治具(46)内还设置有第一光源；

所述传动抓取机构(4)由所述中间输送机构(5)驱动，所述传动治具板(41)通过所述压轮套件(52)滚动连接于所述装置本体(1)上，所述传动治具板(41)上还设置有驱动件，所述驱动件通过所述传动件(51)驱动所述压轮套件(52)，以实现传动治具板(41)沿着所述装置本体(1)长度方向的移动；

所述中间输送机构(5)还包括第二滑动块(54)，所述第二滑动块(54)安装于所述传动治具板(41)的底部，所述传动治具板(41)通过第二滑动块(54)与所述装置本体(1)滑动连接；

所述中间输送机构(5)还包括拖链(55)与拖链槽(56)，所述拖链(55)安装于所述拖链槽(56)内，所述拖链(55)连接所述传动治具板(41)。

4.根据权利要求1所述的用于容器视觉检测设备，其特征在于，所述检测平台(61)上均匀设置有多个凹面成像镜(62)，所述相机安装板(63)上均匀设置有多个与所述凹面成像镜(62)一一对应的所述视觉检测相机(64)；

所述相机安装板(63)的四周边缘位置处连接有多个连接管(65)，所述相机安装板(63)与检测平台(61)之间设置有第一导向杆(66)，所述第一导向杆(66)的一端固定于所述检测平台(61)的顶部，另一端依次贯穿所述连接管(65)与所述相机安装板(63)并延伸至所述相机安装板(63)的下方；

所述第一导向杆(66)的底部连接有相机底座(67)，所述视觉检测相机(64)安装于所述相机底座(67)上，所述相机底座(67)上还设有手动移动平台(68)与测角仪位角台(69)，所述手动移动平台(68)与所述视觉检测相机(64)之间连接有相机固定板(610)，所述手动移动平台(68)安装于所述测角仪位角台(69)的顶部；

所述检测平台(61)的底部还均匀安装有多个撑片(611)。

5.根据权利要求1所述的用于容器视觉检测设备，其特征在于，所述末端输送机构(8)还包括导向件(82)，所述输送带(81)设置于所述中间输送机构(5)的输送线末端，所述导向件(82)设置于所述输送带(81)的上方，以实现对容器的导向；

所述导向件(82)包括两个第一支架(83)、第二导向杆(84)、连接架(85)与护栏夹(86)，两个所述第一支架(83)分设于所述输送带(81)的输入端与输出端，两个所述第一支架(83)之间设有两个第二导向杆(84)，两个第二导向杆(84)的两端均通过所述护栏夹(86)、所述连接架(85)分别与两个所述第一支架(83)连接，两个所述第二导向杆(84)形成一组容器导向通道；

两个所述第二导向杆(84)的输入端距离大于输出端距离；

所述导向件(82)设置有至少一组，以形成多导向通道输送容器。

6.根据权利要求1所述的用于容器视觉检测设备，其特征在于，所述异物检测机构(9)还包括检测箱体(92)、第一光纤感应器(93)、吹气结构(94)与收集结构(95)；

所述检测箱体(92)的输入端设置有第一光纤感应器(93)，所述第一光纤感应器(93)与所述控制器(10)电性连接；

所述检测箱体(92)内设置有视觉相机(91)，用于采集生产线传输的容器的图像，所述视觉相机(91)与所述计算机(11)连接，所述计算机(11)用于接收所述图像信息后对图像信息进行检测处理并将检测结果传递至所述控制器(10)；

所述检测箱体(92)的输出端设置有吹气结构(94)，所述吹气结构(94)与所述控制器(10)电性连接；

所述吹气结构(94)两旁设置有所述收集结构(95)；

所述检测箱体(92)内设有至少两个视觉相机(91)，每个所述视觉相机(91)均通过第二支架(96)连接于所述检测箱体(92)内，每两个所述视觉相机(91)之间设有隔板(97)；

所述吹气结构(94)包括吹气连接架(98)、风刀安装架(99)、风刀(910)、L型弯头(911)、光纤支架(912)、第二光纤感应器(913)，所述吹气连接架(98)安装于所述检测箱体(92)输出端外侧壁上，所述吹气连接架(98)通过所述风刀安装架(99)与所述风刀(910)连接，所述风刀(910)的进气端设置有L型弯头(911)，所述风刀安装架(99)上还通过所述光纤支架(912)与所述第二光纤感应器(913)连接，所述第二光纤感应器(913)与所述控制器(10)电性连接；

所述风刀(910)与所述第二光纤感应器(913)设置有两组，两组所述风刀(910)、第二光纤感应器(913)对称设置于所述风刀安装架(99)的两侧；

所述收集结构(95)包括分设于所述吹气结构(94)两侧的防溅钣金(914)、第二不合格品收集箱(915)与合格品收集箱(916)，所述第二不合格品收集箱(915)设置于所述防溅钣金(914)出料端，所述合格品收集箱(916)设置于生产线的末端；

所述视觉相机(91)上还设有第二光源。

7.一种容器视觉检测方法，其特征在于，所述容器视觉检测方法应用于如权利要求1-6任一项所述的用于容器视觉检测设备，包括以下步骤：

1)在检测平台(61)上放置一块特制的凹面成像镜(62)，对凹面成像镜(62)进行固定后，确立凹面成像镜(62)的中心点，再通过数控程序设计出传动抓取机构(4)的起始点至中心点的运行路径，并输入至计算机(11)内部；

2)将待检测的产品通过传动抓取机构(4)的夹持，按照步骤1)中设计的路径，将待检测产品放置于步骤1)中提出的凹面成像镜(62)内，同时保障待检测产品与凹面成像镜(62)的中心点在同一直线上；

3)再通过一个与待检测产品在同一直线上的视觉检测相机(64)对步骤2)中凹面成像镜(62)反射待检测产品的图像，用平面拍摄进行图像采集，收集凹面成像镜(62)拍摄的平面图像，并且传输至计算机(11)；

4)在计算机(11)内部通过图像对比软件自动识别瑕疵，将所得产品图像与已存的标准版图像进行比对，对步骤3)中得到的产品图进行检测和排查；

5)通过计算机(11)对步骤4)中图像反应的产品品质进行判断，按预置的容错机制判定是否合格，如产品合格则通过传动抓取机构(4)将产品放入合格区，并进行下一个产品的检测，如产品有质量问题，则通过传动抓取机构(4)将产品放入不合格区，并进行下一个产品的检测。

8.根据权利要求7所述的容器视觉检测方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤5)中，可用传动抓取机构(4)夹持对产品进行运输或在凹面成像镜(62)的底部开设通孔；

所述步骤1)中凹面成像镜(62)为经过特殊处理的物体其光洁表面均有反射效果的凹面镜，同时凹面成像镜(62)的顶部固定安装有与产品相对应的抓取治具板(43)，且抓取治具板(43)与凹面成像镜(62)的中心点在同一直线上；

所述步骤3)中视觉检测相机(64)与待检测产品和凹面成像镜(62)的中心点均在同一直线上，视觉检测相机(64)位于待检测产品的正下方。