CN112782189A - 吸管视觉检测机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸管视觉检测机用于吸管生产商或者吸管使用企业，可检测吸管外观缺陷和内部缺陷。人工检测产品质量时，无法长时间保持高度专注，以至检测效果不理想存在误检的情况，对于瑕疵很小的不合格品，人工检测也不容易发现，出现漏检。针对此种情况，基于机器视觉技术开发了吸管视觉检测机。本发明的图像获取单元为工业相机、镜头和光源，可以保证长时间稳定的获取图像。在保证速度的前提下，选取合适分辨率的工业相机和镜头，可实现高精度、高速的检测。
Description
技术领域
本发明涉及吸管检测领域，尤其是吸管视觉检测装置。
背景技术
吸管在生产过程中难免会出现外观瑕疵，比如油污、黑点、头发丝、外形等问题，对吸管的质量造成非常大的影响。为了检测出吸管的外观瑕疵，现在每条包装线上必须配备工人进行人工检测。而人工检测效率低、成本高，而且检测质量无法保证。
发明内容
为了解决人工检测吸管存在的效率低、成本高，而且检测质量无法保证的问题，本发明提供一种吸管视觉检测机：该吸管视觉检测机包括控制主机、电机、吸管输入装置、吸管图像采集装置、图像采集触发装置、图像处理软件、电路控制器件，其特征在于，所述图像采集触发装置包括传动轮，传动压紧轮，距离传感器，被感应齿轮，所述传动轮受电机驱动，受检测的吸管被并列等距离封装于塑料膜中形成吸管料带，塑料膜形成相邻两根吸管之间的连接膜，所述传动轮上设置有与吸管料带上的吸管所在位置相对应的凹槽，所述被感应齿轮的齿间距与所述料带上相邻吸管的间距相等，所述被感应齿轮与所述传动轮同轴一起转动，所述距离传感器感应部件靠近所述被感应齿轮，实现对“有齿靠近”、“无齿靠近”两种状态的交替感应，从而引导图像处理软件对所述吸管图像采集装置对吸管、相邻两根吸管之间的连接膜之间的区分；所述控制主机、电机、吸管输入装置、吸管图像采集装置图像采集触发装置与电控箱连接。
进一步的，将所述距离传感器替换为光电传感器，通过所述被感应齿轮相对所述光电传感器“有齿靠近”、“无齿靠近”两种状态下对光线的感应，实现电信号的转化，从而引导图像处理软件对所述吸管图像采集装置对吸管、相邻两根吸管之间的连接膜之间的区分；或将所述距离传感器替换为磁力传感器，所述被感应齿轮的齿部为铁质或钢质材料，通过所述被感应齿轮对所述磁力传感器“有齿靠近”、“无齿靠近”两种状态的感应，实现电信号的转化，从而引导图像处理软件对所述吸管图像采集装置对吸管、相邻两根吸管之间的连接膜之间的区分；或将所述被感应齿轮与所述传动轮通过紧定螺丝固定在它们的轴上，可进行同轴角度调节，以适应所述吸管料带上吸管所处的位置与吸管图像采集装置所拍摄位置偏离时进行调整。
进一步的，电气控制器件还包括显示装置，用以显示吸管视觉检测机的工作状态以及吸管图像采集装置所采集到的图像。
进一步的，吸管输入装置包括三根滚轴，与所述传动轮平行分布，呈L形布局，吸管料带跨过上方滚轴后，绕过下方两根滚轴，上行跨过所述传动轮，料带被传动轮拉紧后便于吸管图像采集装置拍摄。
吸管图像采集装置为与控制主机相连接的一个、两个或多个工业相机。所述图像处理软件对所述吸管图像采集装置所采集的图像进行分析，发现异常时，触发所述传动轮暂停，使问题吸管停止在输出装置，便于定位查找。
进一步的，本发明所提供的吸管视觉检测机还包括联机停机机构，所述联机停机机构包括联机停机机构机架、被感应杆、传感器，所述联机停机机构机架上平行设置两个向上倾斜的滑槽，所述被感应杆两端设置于滑槽中，所述传感器为距离传感器、磁力传感器、光电传感器中的一种，所述传感器感应端靠近被感应杆，在使用过程中使吸管料带在所述被感应杆下穿过，吸管料带拉紧时，所述被感应杆被吸管料带提升，离开传感器，所述传感器触发电控箱断开电机电源，吸管视觉检测机停止工作，避免吸管料带被拉断。
本发明所提供的吸管视觉检测机还可设置急停按钮，用于紧急情况下停止机器运行。在所述吸管图像采集装置所拍摄位置吸管料带背面位置设置光源，光线通过吸管料带照向所述吸管图像采集装置的镜头。
本发明所提供的吸管视觉检测机检测吸管料带中吸管外观的方法，具体包括以下步骤：
（1）将吸管料带跨过吸管输入装置的上方滚轴后，绕过下方两根滚轴后，上行跨过所述传动轮；
（2）启动吸管视觉检测机，吸管料带被传动轮拉紧，吸管图像采集装置在所述距离传感器的触发下，对吸管进行拍摄，数据传输至图像处理软件，图像处理软件对吸管外观进行分析；
（3）经图像处理软件分析，吸管外观正常时，控制主机对传动轮不进行干预；
（4）经图像处理软件分析，吸管外观异常时，控制主机干预传动轮，使问题吸管停止在滑道上，人工处理异常吸管；
（5）整理吸管料带后重新启动吸管视觉检测机开始工作。
在上游吸管料带包装机不能及时供应吸管料带的情况下，联机停机机构中的被感应杆被吸管料带提升，离开传感器，所述传感器触发电控箱断开电机电源，吸管视觉检测机停止工作，可避免吸管料带被拉断。
有益效果：
1、与人工检测相比，克服了人工检测容易漏检误检，检测人员容易疲劳，影响检测效果的问题。且可以节省人力成本。
2、与现有的吸管检测设备相比，现有技术的图像触发传感器信号是通过吸管长相触发，吸管存在外形缺陷时会存在误触发的情况从而造成误检。本发明所公开的吸管视觉检测机上图像触发传感器信号打在齿轮上，保证了触发的准确性，从而避免了由信号触发有误带来的误检问题。
3、本发明所公开的吸管视觉检测机设置有联机停机机构，在使用过程中如果上游吸管料带供给不足,会触发联机停机机构控制吸管视觉检测机停止工作，可避免吸管料带被拉断。
附图说明
图1为吸管视觉检测机主视图。
图2为吸管视觉检测机侧后视图。
图3为吸管视觉检测机右侧图。
图4为吸管视觉检测机传动相关部件局部图。
图5为吸管视觉检测机中的联机停机机构局部图。
1、滚轴，2、光源，3、工业相机，4、被感应杆，5、报警灯，6、显示器，7、控制主机，8、电机，9、电控盘，10、联机停机机构，11、距离传感器，12、传动压紧轮，13、被感应齿轮，14、传动轮，15、吸管料带，16、联机停机机构中的传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图，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的一部分实施例，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明依托机器视觉技术，使用工业相机和图像处理技术研发了吸管视觉检测机。吸管视觉检测机用于吸管生产商或者吸管使用企业，用于检测吸管外观缺陷和内部缺陷。其在速度和精度上都达到了工业应用的级别。
系统采用结构化设计，主要包括几个部分：吸管输入装置、吸管图像采集装置、吸管输出装置和图像处理软件。
吸管图像采集装置包括多个采集工位；正面图像采集工位包括1个工业相机和1个工业光源组成，主要用于采集吸管正面的图像。反面图像采集工位包括1个工业相机和1个工业光源组成，主要采集吸管反面图像。侧面图像采集工位包括1个工业相机和1个工业光源组成，主要采集吸管侧面图像。
吸管输入装置是保证吸管进入采集装置时，能够整齐排列，限定吸管的位置，保证吸管采集装置能够采集图片的效果。
吸管检测完成后，需要保证吸管的整齐度。另外，在检测出吸管的瑕疵时，需要对吸管进行定位，吸管输出装置会理顺检测过的吸管，同时，检测出吸管的外观问题时，问题吸管会停止在输出装置的固定位置，便于定位查找。
图像处理软件是通过图像处理技术，对吸管图像采集装置采集到的图像进行分析，分析有无黑点、油污、头发丝、外观等方面的问题。当检测出吸管有问题时，图像处理软件会经由控制主机通过电控箱控制电机，触发停机操控。
人工检测产品质量时，无法长时间保持高度专注，以至检测效果不理想存在误检的情况，对于瑕疵很小的不合格品，人工检测也不容易发现，出现漏检。针对此种情况本发明基于机器视觉技术开发了吸管智能检测机。吸管智能检测机上图像获取单元为工业相机、镜头和光源，可以保证长时间稳定的获取图像。保证速度的前提下选取合适分辨率的工业相机和镜头，产品的检测精度可以达到0.1mm*0.1mm；检测速度可以达到10万支/每小时。
吸管缺陷分为外观和瑕疵两大类，具体的类型多达30项，为了方便直观了解检测到的具体缺陷类型，检测机上配置了一台显示器，每根吸管检测都是实时的，检测到不合格品时NG图像（不合格产品的图像），显示NG图片及具体的缺陷类型检测机会停止工作方便现场操作人员剔除不良品。人机交互界面比较人性化。
现有的检测设备装在吸管产线上，更新到其他产线上不方便，本发明提供的吸管视觉检测机带滑轮可移动，方便在不同产线使用。
检测机上有上电开关，急停开关和机器启动开关。方便现场操作人员正常作业。
原有的图像触发传感器信号是通过吸管长相触发，吸管存在外形缺陷时会存在误触发的情况从而造成误检。检测机上图像触发传感器信号打在齿轮上，保证了触发的准确性，从而避免了由信号触发有误带来的误检问题。
为了兼容不同型号吸管的检测，检测机的视觉检测系统中算法参数可以调节，同时可以保存不同型号参数文件。不同型号产品检测时切换不同型号参数文件。
吸管包装料带通过联机停机机构，吸管输入装置包括三根滚轴，与所述传动轮平行分布，呈L形布局，吸管料带跨过上方滚轴后，绕过下方两根滚轴，上行跨过所述传动轮，料带被传动轮拉紧后便于吸管图像采集装置拍摄。通过传动轮和压紧轮出料，最后通过滑道出料。当检测出问题时，停在滑道上进行处理。
检测机上图像触发传感器信号打在齿轮盘上，齿轮盘和齿数和传动轮（吸管辊轮）的槽数一一对应。触发器安装在齿轮盘下方，触发器会在齿槽状态变化时进行触发，保证触发的准确性。同时，因为齿槽的位置固定，不会因为速度问题导致吸管采集的图像相对位置发生变化。通过该装置，可以避免了由信号触发有误带来的误检问题。
本发明所提供的联机停机机构，包括联机停机机构机架、被感应杆、传感器，所述联机停机机构机架上平行设置两个向上倾斜的滑槽，所述被感应杆两端设置于滑槽中，所述传感器为距离传感器、磁力传感器、光电传感器中的一种，所述传感器感应端靠近被感应杆，在使用过程中使吸管料带在所述被感应杆下穿过，吸管料带拉紧时，所述被感应杆被吸管料带提升，离开传感器，所述传感器触发电控箱断开电机电源，吸管视觉检测机停止工作，避免吸管料带被拉断。大大减少了实际工作中的麻烦。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种吸管视觉检测机，包括控制主机、电机、吸管输入装置、吸管图像采集装置、图像采集触发装置、图像处理软件、电路控制器件，其特征在于，所述图像采集触发装置包括传动轮，传动压紧轮，距离传感器，被感应齿轮；所述传动轮受电机驱动，受检测的吸管被并列等距离封装于塑料膜中形成吸管料带，塑料膜形成相邻两根吸管之间的连接膜；所述传动轮上设置有与吸管料带上的吸管所在位置对应的凹槽；所述被感应齿轮的齿间距与所述料带上相邻吸管的间距相等；所述被感应齿轮与所述传动轮同轴一起转动；所述距离传感器感应部件靠近所述被感应齿轮，实现对“有齿靠近”、“无齿靠近”两种状态的交替感应，从而引导图像处理软件对所述吸管图像采集装置对吸管、相邻两根吸管之间的连接膜之间的区分；所述控制主机、电机、吸管输入装置、吸管图像采集装置、图像采集触发装置与电控箱连接。
2.根据权利要求1所述的一种吸管视觉检测机，其特征在于，将所述距离传感器替换为光电传感器，通过所述被感应齿轮相对所述光电传感器“有齿靠近”、“无齿靠近”两种状态下对光线的感应，实现电信号的转化，从而引导图像处理软件对所述吸管图像采集装置对吸管、相邻两根吸管之间的连接膜之间的区分。
3.根据权利要求1所述的一种吸管视觉检测机，其特征在于，将所述距离传感器替换为磁力传感器，所述被感应齿轮的齿部为铁质或钢质材料，通过所述被感应齿轮对所述磁力传感器“有齿靠近”、“无齿靠近”两种状态的感应，实现电信号的转化，从而引导图像处理软件对所述吸管图像采集装置对吸管、相邻两根吸管之间的连接膜之间的区分。
4.根据权利要求1所述的吸管视觉检测机，其特征在于，所述被感应齿轮与所述传动轮通过紧定螺丝固定在它们的轴上，可进行同轴角度调节，以适应所述吸管料带上吸管所处的位置与吸管图像采集装置所拍摄位置偏离时进行调整。
5.根据权利要求1所述的吸管视觉检测机，其特征在于，所述电路控制器件还包括显示装置，用以显示吸管视觉检测机的工作状态以及吸管图像采集装置所采集到的图像和检测结果。
6.根据权利要求1-5所述的吸管视觉检测机，其特征在于，吸管输入装置包括三根滚轴，与所述传动轮平行分布，呈L形布局，吸管料带跨过上方滚轴后，绕过下方两根滚轴，上行跨过所述传动轮，料带被传动轮拉紧后便于吸管图像采集装置采集图像，。
7.根据权利要求1-5所述的吸管视觉检测机，其特征在于，吸管图像采集装置为与控制主机相连接的一个、两个或多个工业相机。
8.根据权利要求1-5所述的吸管视觉检测机，其特征在于，在传动轮、传动压紧轮后设置滑道，使吸管料带经过传动轮和传动压紧轮后从所述滑道滑下，所述图像处理软件对所述吸管图像采集装置所采集的图像进行分析，发现异常时，触发所述传动轮暂停，使问题吸管停止在所述滑道上，便于定位查找。
9.根据权利要求1-5所述的吸管视觉检测机，其特征在于，还包括联机停机机构，所述联机停机机构包括联机停机机构机架、被感应杆、传感器，所述联机停机机构机架上平行设置两个向上倾斜的滑槽，所述被感应杆两端设置于滑槽中，所述传感器为距离传感器、磁力传感器、光电传感器中的一种，所述传感器感应端靠近被感应杆，在使用过程中使吸管料带在所述被感应杆下穿过，吸管料带拉紧时，所述被感应杆被吸管料带提升，离开传感器，所述传感器触发电控箱断开电机电源，吸管视觉检测机停止工作，避免吸管料带被拉断。
10.根据权利要求1-5所述的吸管视觉检测机，其特征在于，还包括急停按钮。
11.根据权利要求1-5所述的吸管视觉检测机，其特征在于，在所述吸管图像采集装置所拍摄位置吸管料带背面位置设置光源，光线通过吸管料带照向所述吸管图像采集装置的镜头。
12.一种利用如权利要求1至9中任一项所述的吸管视觉检测机检测吸管料带中吸管外观的方法，包括以下步骤：
（1）将吸管料带跨过吸管输入装置的上方滚轴后，绕过下方两根滚轴后，上行跨过所述传动轮；
（2）启动吸管视觉检测机，吸管料带被传动轮拉紧，吸管图像采集装置在所述距离传感器的触发下，对吸管进行拍摄，数据传输至图像处理软件，图像处理软件对吸管外观进行分析；
（3）经图像处理软件分析，吸管外观正常时，控制主机对传动轮不进行干预；
（4）经图像处理软件分析，吸管外观异常时，控制主机干预传动轮，使问题吸管停止在滑道上，人工处理异常吸管；
（5）整理吸管料带后重新启动吸管视觉检测机开始工作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210511 |