CN116558438B - 一种吹瓶质量检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吹瓶质量检测装置及方法，所述吹瓶质量检测装置包括第一角度激光投射器、第二激光投射器、摄像机、旋转夹具和支撑架，第一角度激光投射器、摄像机和旋转夹具安装于支撑架上，旋转夹具用于夹持吹瓶并带动吹瓶旋转，第一角度激光投射器、第二激光投射器和摄像机均设于吹瓶的上方，第一角度激光投射器用于在吹瓶表面沿吹瓶纵向方向形成两条平行的直线，第二激光投射器用于在吹瓶表面沿吹瓶的横向方向形成一条弧线。本发明通过摄像头拍摄弧线位于两条直线范围内的弧线段，然后根据弧线段是否失圆判断吹瓶是否形变，通过旋转夹具带动吹瓶旋转即可对吹瓶进行360°检测，实现了吹瓶质量自动化检测，提升了吹瓶检测效率和准确率。

Description

一种吹瓶质量检测装置及方法

技术领域

本发明涉及吹瓶检测领域，尤其涉及一种吹瓶质量检测装置及方法。

背景技术

由于塑料中空容器以质轻价廉、安全性高等特性, 广泛应用于饮料、医药、化妆品、食品及化工行业，吹瓶设备是一种通过吹塑工艺将塑料颗粒制作成中空容器的设备。

目前大部分吹瓶设备都还是二步法吹瓶机，即必须先将塑料原料做成瓶胚，然后再进行吹制，其中重要的工序即是对目标的加热环节，要保证吹制质量，要求加热均匀，温度合适。在吹瓶加工过程中，大型企业采用的恒温厂房，通过大型自动产线封闭式加工，环境温湿度可控，在原材料不变的情况下，可以将所有的参数具体化，生产出合格产品。大型自动产线虽能保证产品的一致性，但也无法对成品质量进行快速检测。

然而现在大部分企业无条件建立此类恒温厂房，目前的采用的方式主要还是师傅经验判断，天气冷就调高温度，天气热就调低温度，同时随时生产的产品进行肉眼观察，发现不均匀，吹制破裂等瑕疵后，通过师傅手工调整加热温度，再次观察成品质量，从而形成一套人工闭环操作方式。这种方式在判断吹瓶质量的好坏时，大部分倚靠工人们的经验，观感，触感等主管行为来完成，导致吹瓶检测效率低下的同时准确率不高。

发明内容

本发明提供了一种吹瓶质量检测装置及方法，用以解决目前吹瓶质量判断效率低下且准确率不高的技术问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明一种吹瓶质量检测装置，包括：第一角度激光投射器、第二激光投射器、摄像机、旋转夹具、支撑架，所述第一角度激光投射器、摄像机和旋转夹具安装于所述支撑架上，所述旋转夹具用于夹持吹瓶并带动所述吹瓶旋转，所述第一角度激光投射器、第二激光投射器和摄像机均设于所述吹瓶的上方，所述第一角度激光投射器用于在吹瓶表面沿吹瓶纵向方向形成两条平行的线条，所述第二激光投射器用于在吹瓶表面沿吹瓶的横向方向形成一条弧线。

作为本发明的进一步改进：还包括第三激光投射器，所述第三激光投射器位于所述吹瓶的下方。

作为本发明的进一步改进：所述旋转夹具包括瓶底夹具和瓶口夹具，所述瓶底夹具用于夹持所述吹瓶的底部，所述瓶口夹具用于夹持所述吹瓶的瓶口。

作为本发明的进一步改进：所述瓶底夹具和瓶口夹具同步旋转或异步旋转，所述瓶底夹具和瓶口夹具异步旋转时为所述吹瓶施加扭力。

作为本发明的进一步改进：所述第一角度激光投射器用于发射红色激光，所述第二激光投射器和第三激光投射器用于发射绿色激光。

作为本发明的进一步改进：还包括显示器，所述显示器内设有控制器，所述控制器电连接所述第一角度激光投射器、第二激光投射器、摄像机、旋转夹具和第三激光投射器。

第二方面，本发明还提供一种吹瓶质量检测方法，所述吹瓶质量检测方法应用于第一方面所述的吹瓶质量检测装置，所述吹瓶质量检测方法用于对透明的吹瓶或不透明的吹瓶进行质量检测。

作为本发明的方法的进一步改进：当所述吹瓶为不透明吹瓶时，所述吹瓶质量检测方法包括以下步骤：

S1：通过所述第一角度激光投射器在吹瓶表面沿吹瓶的纵向方向形成两条平行的直线；

S2：通过所述第二激光投射器在吹瓶表面沿吹瓶的横向方向形成一条弧线；

S3：摄像机拍摄所述弧线位于所述第一角度激光投射器射出的两条直线范围内的弧线段；

S4：控制器根据所述弧线段是否失圆判断所述吹瓶是否变形。

作为本发明的方法的进一步改进：所述吹瓶为透明吹瓶时，所述吹瓶质量检测方法包括以下步骤：

S1：通过所述第一角度激光投射器在吹瓶表面沿吹瓶的纵向方向形成两条平行的直线；

S2：所述第三激光投射器射出的激光穿过所述吹瓶底部后在吹瓶的上表面形成一条弧线；

S3：摄像机拍摄所述弧线位于所述第一角度激光投射器射出的两条直线范围内的弧线段；

S4：控制器根据所述弧线段是否失圆判断所述吹瓶是否变形。

作为本发明的方法的进一步改进：所述步骤S4具体为：

S41：从弧线段的两端点至弧线段的中点做两条直线；

S42：获取两条直线的斜率；

S43：判断两条直线的斜率差值是否大于阈值，从而判断所述吹瓶是否变形。

本发明具有以下有益效果：本发明的一种吹瓶质量检测装置及方法，通过第一角度激光投射器在吹瓶表面沿吹瓶纵向方向形成两条平行的线条，第二激光投射器在吹瓶表面沿吹瓶的横向方向形成一条弧线，通过摄像头拍摄弧线位于第一角度激光投射器射出的两条直线范围内的弧线段，然后根据弧线段是否失圆判断吹瓶是否形变，通过旋转夹具带动吹瓶旋转即可对吹瓶进行360°检测，本发明实现了吹瓶质量自动化检测，提升了吹瓶质量检测效率和准确率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的吹瓶质量检测装置的结构示意图；

图2是本发明的吹瓶质量检测装置的激光投影成线示意图；

图3是本发明的吹瓶质量检测装置的吹瓶旋转切片成像示意图；

图4是本发明的吹瓶质量检测装置的失圆检测示意图。

图中各标号表示：

1、第一角度激光投射器；2、第二激光投射器；3、摄像机；4、旋转夹具；41、瓶底夹具；42、瓶口夹具；5、支撑架；6、吹瓶；7、第三激光投射器；8、显示器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示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，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，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，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

实施例1，一种吹瓶质量检测装置。

如图1所示，本实施例的吹瓶质量检测装置，包括：第一角度激光投射器1、第二激光投射器2、摄像机3、旋转夹具4、支撑架5，第一角度激光投射器1、摄像机3和旋转夹具4安装于支撑架5上，旋转夹具4用于夹持吹瓶6并带动吹瓶6旋转，第一角度激光投射器1、第二激光投射器2和摄像机3均设于吹瓶6的上方。

在本实施例的吹瓶质量检测装置中，还包括第三激光投射器7，第三激光投射器7位于吹瓶6的下方。

其中，由激光发射器发出的线性激光在吹瓶6表面形成一条亮线，激光投射可以分为表面成像和穿透成像两种，如图2所示（其中虚线部分用于示意激光路径），当吹瓶6允许激光通过并在表面成线的情况，可通过第三激光投射器7从下方照射，如材料不能穿透，则通过第二激光投射器2直接从上方投射，由摄像机3可以拍摄到激光在吹瓶6上表面形成亮线。

在本实施例的吹瓶质量检测装置中，旋转夹具4包括瓶底夹具41和瓶口夹具42，瓶底夹具41用于夹持吹瓶6的底部，瓶口夹具42用于夹持吹瓶6的瓶口，瓶底夹具41和瓶口夹具42同步旋转或异步旋转，瓶底夹具41和瓶口夹具42异步旋转时为吹瓶6施加扭力，扭力大小由瓶底夹具41和瓶口夹具42的转速差决定。

在本实施例的吹瓶质量检测装置中，第一角度激光投射器1用于发射红色激光，第二激光投射器2和第三激光投射器7用于发射绿色激光，通过不同颜色的激光，使摄像机3拍摄的不同激光更明显。

在本实施例的吹瓶质量检测装置中，还包括显示器8，显示器8内设有控制器，控制器电连接第一角度激光投射器1、第二激光投射器2、摄像机3、旋转夹具4和第三激光投射器7，从而控制第一角度激光投射器1、第二激光投射器2和第三激光投射器7的启停，控制摄像机3的启停并接收摄像机3拍摄的图像数据，控制瓶底夹具41和瓶口夹具42的转速，显示器8可以显示实时测试数据。

如图3所示，通过调整绿色的激光发射器的激光发射方向或直接移动激光发射器的位置，可以使绿色的激光照射在吹瓶6瓶身的不同纵向高度，从而将吹瓶6瓶身沿吹瓶6的纵向方向分为P份，本实施例中具体为8份（具体为P1-P8），需要说明的是，吹瓶6的纵向方向为吹瓶6的瓶底指向瓶口的方向，横向方向与纵向方向相差90°，从而获得整个吹瓶6瓶身的切片数据，使吹瓶6质量检测更加完整。

由摄像机3去拍摄到的激光成像投影如图2所示，通过设定亮度阈值n，对于摄像机3拍摄的激光大于等于阈值n的为1，处理器对此进行识别处理，小于阈值n为0，处理器不识别，则可获取当前截面在角度投射线（红色）的范围内的曲线，旋转夹具4同步旋转一定角度（即红色激光角度发射器投射的角度），可得下一节线段，一共旋转360度后，可得到整个吹瓶6在的表面投影。

如图4所示，在本实施例中，通过以下方式判断吹瓶6是否失圆：获取绿色激光发射器发射的绿光在两条平行的红色激光间的弧线段，沿的两端点至弧线段的中点做两条直线，然后获取两条直线的斜率k1和k2，判断两条直线的斜率差值（k1-k2）是否大于阈值k，当|k1-k2|≥k时，认为吹瓶6存在质量问题，当P1-P8在吹瓶6表面的所有弧线段的斜率差均满足|k1-k2|＜k时，认为吹瓶6没有质量问题。

通过瓶底夹具41和瓶口夹具42异步旋转增加对吹瓶6的扭力，例如10N，20N，30N，在吹瓶6具有扭力的情况下，吹瓶6的瓶身的会产生一定的弹性变形，通过记录不同扭力情况下吹瓶6的形变量，得到吹瓶6形变的最小扭力值Q。

通过多个批次的产品测量，可得到一个大体的变形率，即吹瓶6形变的最小扭力值Q，在实际测试中，对吹瓶6施加0.9Q的扭力后进行检测，通过有经验的师傅人工对吹瓶质量检测装置检验合格的吹瓶6进行监督并检验合格以后，即将该吹瓶质量检测装置作为标准参考模型用于其余吹瓶6的检验。

本实施例的实施过程：首先对吹瓶6施加扭力，得到吹瓶6开始形变的最小扭力值Q，测试开始时，先对吹瓶6施加0.9Q的扭力，然后通过第一角度激光投射器1在吹瓶6表面形成两条平行的直线，通过绿色激光器在吹瓶6表面的P1位置形成与两条直线相交的弧线，判断弧线位于两平行直线之间的弧线段是否失圆，然后旋转夹具4同步旋转，即可得到下一线段，一共旋转360度后，可得到该纵向高度下吹瓶6是否失圆，然后绿色激光器照射P2位置进行检测，如此重复，直至P1-P8所有位置都检测完成，当全部检测完成后，若吹瓶质量检测装置判断该吹瓶6合格，则通过有经验的师傅人工对吹瓶6进行复检，当人工复检结果与吹瓶质量检测装置判断结果一致时，吹瓶质量检测装置即可对同类型的吹瓶6进行检测。

本实施例的吹瓶质量检测装置实现了吹瓶6自动全面检测，提升了吹瓶6检测的效率和准确率。

实施例2，一种吹瓶质量检测方法。

本实施例的吹瓶质量检测方法应用于实施例1的吹瓶质量检测装置，吹瓶质量检测方法用于对透明的吹瓶6或不透明的吹瓶6进行质量检测。

在本实施例的吹瓶质量检测方法中，当吹瓶6为不透明吹瓶6时，吹瓶质量检测方法包括以下步骤：

S1：通过第一角度激光投射器1在吹瓶6表面沿吹瓶6的纵向方向形成两条平行的直线；

在本实施例的吹瓶质量检测方法中，在检测前需要为吹瓶6施加扭力，扭力大小为最小形变扭力Q的0.9倍，然后第一角度激光投射器1在吹瓶6表面形成两条平行的红色直线。

S2：通过第二激光投射器2在吹瓶6表面沿吹瓶6的横向方向形成一条弧线；

当吹瓶6为透明吹瓶6时，通过第三激光投射器7射出的激光穿过吹瓶6底部后在吹瓶6的上表面形成一条弧线。

S3：摄像机3拍摄弧线位于第一角度激光投射器1射出的两条直线范围内的弧线段；

S4：控制器根据弧线段是否失圆判断吹瓶6是否变形。

其中，步骤S4具体为：

S41：从弧线段的两端点至弧线段的中点做两条直线；

S42：获取两条直线的斜率；

S43：判断两条直线的斜率差值是否大于阈值，从而判断吹瓶6是否变形。

上述方法仅可检测吹瓶6的一部分区域是否变形，为了对吹瓶6进行全面检测，本实施例还将吹瓶6沿纵向方向等分为8份，分别为P1-P8，P1-P8分别通过绿色激光投射器照射，例如，对P1进行检测是，旋转夹具4使吹瓶6旋转从而对吹瓶6的P1位置进行360°检测，在P1检测完毕后，再对下一纵向高度检测，如此循环，直至吹瓶6全部检测完毕。

本实施例的吹瓶质量检测方法，应用于实施例1的吹瓶质量检测装置，实现了吹瓶6自动全面检测，提升了吹瓶6检测的效率和准确率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种吹瓶质量检测装置，其特征在于，包括：第一角度激光投射器（1）、第二激光投射器（2）、第三激光投射器（7）、摄像机（3）、旋转夹具（4）和支撑架（5），所述第一角度激光投射器（1）、摄像机（3）和旋转夹具（4）安装于所述支撑架（5）上，所述旋转夹具（4）用于夹持吹瓶（6）并带动所述吹瓶（6）旋转，所述第一角度激光投射器（1）、第二激光投射器（2）和摄像机（3）均设于所述吹瓶（6）的上方，所述第三激光投射器（7）位于所述吹瓶（6）的下方，所述第一角度激光投射器（1）用于在吹瓶表面沿吹瓶纵向方向形成两条平行的线条，所述第二激光投射器（2）用于在吹瓶表面沿吹瓶的横向方向形成一条弧线。

2.根据权利要求1所述的一种吹瓶质量检测装置，其特征在于，所述旋转夹具（4）包括瓶底夹具（41）和瓶口夹具（42），所述瓶底夹具（41）用于夹持所述吹瓶（6）的底部，所述瓶口夹具（42）用于夹持所述吹瓶（6）的瓶口。

3.根据权利要求2所述的一种吹瓶质量检测装置，其特征在于，所述瓶底夹具（41）和瓶口夹具（42）同步旋转或异步旋转，所述瓶底夹具（41）和瓶口夹具（42）异步旋转时为所述吹瓶（6）施加扭力。

4.根据权利要求1所述的一种吹瓶质量检测装置，其特征在于，所述第一角度激光投射器（1）用于发射红色激光，所述第二激光投射器（2）和第三激光投射器（7）用于发射绿色激光。

5.根据权利要求1所述的一种吹瓶质量检测装置，其特征在于，还包括显示器（8），所述显示器（8）内设有控制器，所述控制器电连接所述第一角度激光投射器（1）、第二激光投射器（2）、摄像机（3）、旋转夹具（4）和第三激光投射器（7）。

6.一种吹瓶质量检测方法，其特征在于，所述吹瓶质量检测方法应用于权利要求1至5任一项所述的吹瓶质量检测装置，所述吹瓶质量检测方法用于对透明的吹瓶（6）或不透明的吹瓶（6）进行质量检测。

7.根据权利要求6所述的一种吹瓶质量检测方法，其特征在于，当所述吹瓶（6）为不透明吹瓶（6）时，所述吹瓶质量检测方法包括以下步骤：

S1：通过所述第一角度激光投射器（1）在吹瓶（6）表面沿吹瓶（6）的纵向方向形成两条平行的直线；

S2：通过所述第二激光投射器（2）在吹瓶（6）表面沿吹瓶（6）的横向方向形成一条弧线；

S3：摄像机（3）拍摄所述弧线位于所述第一角度激光投射器（1）射出的两条直线范围内的弧线段；

S4：控制器根据所述弧线段是否失圆判断所述吹瓶（6）是否变形。

8.根据权利要求6所述的一种吹瓶质量检测方法，其特征在于，所述吹瓶（6）为透明吹瓶（6）时，所述吹瓶质量检测方法包括以下步骤：

S1：通过所述第一角度激光投射器（1）在吹瓶（6）表面沿吹瓶（6）的纵向方向形成两条平行的直线；

S2：所述第三激光投射器（7）射出的激光穿过所述吹瓶（6）底部后在吹瓶（6）的上表面形成一条弧线；

S3：摄像机（3）拍摄所述弧线位于所述第一角度激光投射器（1）射出的两条直线范围内的弧线段；

S4：控制器根据所述弧线段是否失圆判断所述吹瓶（6）是否变形。

9.根据权利要求7或8所述的一种吹瓶质量检测方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

S41：从弧线段的两端点至弧线段的中点做两条直线；

S42：获取两条直线的斜率；

S43：判断两条直线的斜率差值是否大于阈值，从而判断所述吹瓶（6）是否变形。