CN117907238A - 一种光纤切割检测方法及检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学检测技术领域，具体公开了一种光纤切割检测方法及检测设备，通过旋转待检瓶体，使得瓶体和内部盛装液体旋转，然后瓶体刹车，使用稳定光线照射瓶体，穿过瓶体的光线投射在光传感器上，光传感器将检测信息传输给计算机进行分析。能够实现连续检测，几乎没有间隙，从而有效降低漏检和误检的风险；能够有效识别杂质的运动状态，从而判断异物存在的位置，减少误判情况的发生，为后续分拣及处理工作提供准确的信息；能够实现高精度且理论上零误判的检测。

Description

一种光纤切割检测方法及检测设备
技术领域
本发明属于光学检测技术领域，特别涉及一种光纤切割检测方法及检测设备。
背景技术
在医药、食品包装机械领域，灯检机用于对灌装好的瓶体外观或瓶内异物进行检测。现有的灯检机通常采用相机拍照采集图像，计算机分析采集到的图像数据，判断是否有可见异物，并对不合格品进行自动剔除。然而，采用相机拍照辨别可见异物存在以下问题：
1、相机拍照频率有限，漏检和误检率高；
2、计算机难以区分瓶内异物和瓶体异物，瓶体表面的划痕及污迹对检测结果影响较大。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种光纤切割检测方法及检测设备，通过旋转待检瓶体，使得瓶体和内部盛装液体旋转，然后瓶体刹车，使用稳定光线照射瓶体，穿过瓶体的光线投射在光传感器上，光传感器将检测信息传输给计算机进行分析。能够实现连续检测，几乎没有间隙，从而有效降低漏检和误检的风险；能够有效识别杂质的运动状态，从而判断异物存在的位置，减少误判情况的发生，为后续分拣及处理工作提供准确的信息；能够实现高精度且理论上零误判的检测。
为了实现上述目的，本发明提供一种光纤切割检测方法，包括以下步骤：
步骤一：旋转待检瓶体，使得瓶体和内部盛装液体旋转，然后瓶体刹车，停止旋转，内部液体在惯性作用下继续旋转。
步骤二：使用稳定光线照射瓶体，穿过瓶体的光线投射在光传感器上；
步骤三：光传感器将检测信息传输给计算机进行分析，若检测到有阴影移动则判断内部盛装液体有杂质，若检测到有静止阴影则判断瓶体有杂质或划痕，若没有检测到阴影则判断没有杂质。
进一步，在步骤二中，使用平行光照射瓶体，对穿过瓶体的光线进行处理，消除杂乱光线，让投射在光传感器上的光线趋于平行。
一种光纤切割检测设备，包括光检装置和传送装置，光检装置包括光线发射组件、集光透镜和光传感器。光线发射组件发射平行光，传送装置完成瓶体的旋转和刹车，并输送待检瓶体依次经过平行光照射区，集光透镜接收穿过瓶体的光线并引导和聚焦光线使之趋于平行，光传感器接收集光透镜处理后的光线。
进一步，集光透镜包括同向排列的多条光纤。
进一步，光线发射组件包括光源和凸透镜，凸透镜将光源发射的分散光线整合成趋于平行的光线。
进一步，传送装置包括旋转台，旋转台包括上圆台和下圆台，上圆台和下圆台相对固定。上圆台上均匀分布有上夹持部，上夹持部能够相对上圆台上下移动。下圆台上均匀分布有下夹持部，下夹持部能够相对下圆台上下移动。上夹持部和下夹持部数量相等且一一对应，互相配合对瓶体进行上下夹持。
进一步，上夹持部和下夹持部均与旋转台可旋转连接。下夹持部上同轴安装有旋瓶齿轮。邻近旋转台设置有旋瓶组件，当下夹持部在旋转台上旋转途径旋瓶组件旁边时，旋瓶组件能够驱动旋瓶齿轮旋转。沿着旋转台的旋转方向，光检装置设置于旋瓶组件下游。
进一步，旋瓶组件包括驱动轮和多个传动轮以及缠绕于驱动轮和各传动轮上的传动带，驱动轮提供动力，传动轮中至少两个紧贴旋转台的外边缘，使得这两个传动轮之间的传动带与旋转台上的旋瓶齿轮贴合。
进一步，上夹持部包括上管体和下管体，管体内由上而下依次设置有内齿轮、棘轮、螺旋杆、弹簧、旋转环。内齿轮固定安装于上管体上，棘轮套设于内齿轮内侧并且与内齿轮配合，螺旋杆的顶部与棘轮同轴固定连接。旋转环套设于螺旋杆上，并且能够沿着螺旋杆的螺纹上下旋转移动，旋转环与下管体固定连接。弹簧套设于螺旋杆的外侧，弹簧上端与棘轮接触，下端与旋转环接触。与旋转台同轴设置有环形导轨，环形导轨与地面相对静止，各上夹持部的上管体沿环形导轨滑动，环形导轨上设置有平滑的下凹区。沿着旋转台的旋转方向，光检装置设置于下凹区的下游。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
采用本发明的检测方法和检测装置，能够实现连续检测，几乎没有间隙，从而有效降低漏检和误检的风险。本发明的检测方法能够有效识别杂质的运动状态，从而判断异物存在的位置，减少误判情况的发生，为后续分拣及处理工作提供准确的信息。本发明的检测方法能够实现高精度且理论上零误判的检测。
本发明实施例二的旋瓶组件与旋瓶齿轮配合，能够利用传动的韧性使得旋瓶齿轮能够与传动带逐渐贴合并逐渐分离，稳定驱动各瓶体旋转，传动带和旋瓶齿轮分离后瓶体自然刹车。
本发明实施例三利用旋转台的旋转作用，配合内齿轮、棘轮、螺旋杆、弹簧、旋转环、上管体和下管体，巧妙实现了瓶体的依次旋转和刹车，降低了装置整体的成本和复杂程度。
附图说明
图1为本发明实施例一光纤切割检测方法的原理示意图；
图2为本发明光纤切割检测装置的立体图；
图3为图2中A处放大图；
图4为本发明光纤切割检测装置的又一立体图；
图5为图4中B处放大图；
图6为本发明光纤切割检测装置隐藏上夹持部和下夹持部后的立体图；
图7为旋瓶组件的结构图；
图8为本发明实施例三传送装置平铺展开状态示意图；
图9为本发明实施例三上夹持部的拆解图。
图中：100-光检装置、110-光线发射组件、111-光源、112-凸透镜、120-集光透镜、130-光传感器、200-传送装置、210-旋转台、211-上圆台、212-下圆台、220-上夹持部、221-上管体、222-下管体、223-内齿轮、224-棘轮、225-螺旋杆、226-弹簧、227-旋转环、230-下夹持部、240-旋瓶齿轮、250-旋瓶组件、251-驱动轮、252-传动轮、253-传动带、260-环形导轨、270-下凹区、300-送料机构、400-分拣机构。
具体实施方式
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
参照图1，本实施例公开了一种光纤切割检测方法，包括以下步骤：
步骤一：旋转待检瓶体，使得瓶体和内部盛装液体旋转，然后瓶体刹车，停止旋转，内部液体在惯性作用下继续旋转。
步骤二：使用稳定光线照射瓶体，优选采用平行光，穿过瓶体的光线投射在光传感器130上。由于瓶体的侧面通常为非平面形状，穿过瓶体的光线会变得混乱，因此通常需要进行处理，消除杂乱光线，让投射在光传感器130上的光线趋于平行。
步骤三：光传感器130将检测信息传输给计算机进行分析。若检测到有阴影移动，说明阻挡光线的物体是移动的，则判断内部盛装液体有杂质；若检测到有静止阴影，说明阻挡光线的物体是静止的，则判断瓶体有杂质或划痕；若没有检测到阴影则判断没有杂质。
经过研发和反复试验，目前对于穿过瓶体的光线较佳的处理方式是使之通过密集的、互相平行排布的光纤，光纤会通过反射和折射原理将光线聚焦和引导，减少光线的散射和损失，使光线保持较为集中的方向。杂乱的光经过光纤传导后通常会变得更加集中和有序，会更趋向于平行。这种技术方案能够满足传感器检测到杂质的需要。通常而言，所有光纤的头部组成进光面，所有光纤的尾部组成出光面。若没有可见杂质，穿过瓶体的光线照射在进光面上，能够形成全明区域；若盛装液体中存在可见杂质，杂质在快速移动的过程中，杂质的阴影相当于在快速切割各光纤头部组成的全明区域，引起光纤出光面同步形成光面切割，检测这种切割，从而判断杂质的存在，这便是本实施例所述的光纤切割检测方法。
采用本实施例的检测方法，能够实现连续检测，几乎没有间隙，从而有效降低漏检和误检的风险。本实施例的检测方法能够有效识别杂质的运动状态，从而判断异物存在的位置，减少误判情况的发生，为后续分拣及处理工作提供准确的信息。本实施例的检测方法能够实现高精度且理论上零误判的检测。
实施例二
参照图2至图7，本实施例提供了一种光纤切割检测设备，包括光检装置100和传送装置200，光检装置100包括光线发射组件110、集光透镜120和光传感器130。光线发射组件110发射平行光，传送装置200完成瓶体的旋转和刹车，并输送待检瓶体依次经过平行光照射区，集光透镜120接收穿过瓶体的光线并引导和聚焦光线使之趋于平行，光传感器130接收集光透镜120处理后的光线。其中，集光透镜120包括同向排列的多条光纤。
作为本实施例进一步的方案：光线发射组件110包括光源111和凸透镜112，凸透镜112将光源111发射的分散光线整合成趋于平行的光线。
作为本实施例进一步的方案：传送装置200包括旋转台210，旋转台210包括上圆台211和下圆台212，上圆台211和下圆台212相对固定。上圆台211上均匀分布有上夹持部220，上夹持部220能够相对上圆台211上下移动。下圆台212上均匀分布有下夹持部230，下夹持部230能够相对下圆台212上下移动。上夹持部220和下夹持部230数量相等且一一对应，互相配合对瓶体进行上下夹持。
进一步，旋瓶组件250包括驱动轮251和多个传动轮252以及缠绕于驱动轮251和各传动轮252上的传动带253，驱动轮251提供动力，传动轮252中至少两个紧贴旋转台210的外边缘，使得这两个传动轮252之间的传动带253与旋转台210上的旋瓶齿轮240贴合。采用这种技术方案，利用传动的韧性使得旋瓶齿轮240能够与传动带253逐渐贴合并逐渐分离，稳定驱动各瓶体旋转，传动带253和旋瓶齿轮240分离后瓶体自然刹车。
进一步，还包括送料机构300和分拣机构400，这两种机构是灯检机通用机构，此处不做赘述。
实施例三
参照图8和图9，本实施例提供了实现瓶体旋转和刹车的另一种技术方案。
上夹持部220包括上管体221和下管体222，管体内由上而下依次设置有内齿轮223、棘轮224、螺旋杆225、弹簧226、旋转环227。内齿轮223固定安装于上管体221上，棘轮224套设于内齿轮223内侧并且与内齿轮223配合，螺旋杆225的顶部与棘轮224同轴固定连接。旋转环227套设于螺旋杆225上，并且能够沿着螺旋杆225的螺纹上下旋转移动，旋转环227与下管体222固定连接。弹簧226套设于螺旋杆225的外侧，弹簧226上端与棘轮224接触，下端与旋转环227接触。与旋转台210同轴设置有环形导轨260，环形导轨260与地面相对静止，各上夹持部220的上管体221沿环形导轨260滑动，环形导轨260上设置有平滑的下凹区270。沿着旋转台210的旋转方向，光检装置100设置于下凹区270的下游。当上夹持部220跟随旋转台210旋转到环形滑轨的下凹区270时，途径下凹区270的上管体221跟随环形滑轨向下移动，使得内齿轮223向下挤压棘轮224并锁死，进一步推动螺旋杆225向下移动，而旋转环227和下管体222向下位移受限，使得旋转环227相对螺旋转向上移动并同时旋转，带动下管体222旋转，进一步带动瓶体以及下夹持部230同步旋转。当运行到环形导轨260下凹区270的上升段时，内齿轮223上升，棘轮224和螺旋杆225在上管体221的摩擦力以及弹簧226作用下上升，此时棘轮224相对于内齿轮223的旋转趋势相反，无法锁死，使得棘轮224和螺旋杆225旋转而内齿轮223、上管体221、旋转环227、下管体222均不旋转。从外表看，以上过程表现为上管体221下压时瓶体旋转，而上管体221上升归位时瓶体恢复静止。
本实施例利用旋转台210的旋转作用，巧妙实现了瓶体的依次旋转和刹车，降低了装置整体的成本和复杂程度。
在实施例二和实施例三种，光检装置100需要不断地沿旋转台210的旋转方向以相同的角速度摆动，以实现光检装置100与瓶体的相对静止，该设置是本领域的常规技术，此处不做赘述。
在实施例二和实施例三种，光检装置100和驱动药瓶旋转的区域的数量可以是多个，以提高批量检测效率。
以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光纤切割检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：旋转待检瓶体，使得瓶体和内部盛装液体旋转，然后瓶体刹车，停止旋转，内部液体在惯性作用下继续旋转；
步骤二：使用稳定光线照射瓶体，穿过瓶体的光线投射在光传感器（130）上；
步骤三：所述光传感器（130）将检测信息传输给计算机进行分析，若检测到有阴影移动则判断内部盛装液体有杂质，若检测到有静止阴影则判断瓶体有杂质或划痕，若没有检测到阴影则判断没有杂质。
2.根据权利要求1所述的光纤切割检测方法，其特征在于：在所述步骤二中，使用平行光照射瓶体，对穿过瓶体的光线进行处理，消除杂乱光线，让投射在所述光传感器（130）上的光线趋于平行。
3.一种光纤切割检测设备，其特征在于：应用权利要求1所述的光纤切割检测方法；所述光纤切割检测设备包括光检装置（100）和传送装置（200），所述光检装置（100）包括光线发射组件（110）、集光透镜（120）和光传感器（130）；所述光线发射组件（110）发射平行光，所述传送装置（200）完成瓶体的旋转和刹车，并输送待检瓶体依次经过平行光照射区，所述集光透镜（120）接收穿过瓶体的光线并引导和聚焦光线使之趋于平行，所述光传感器（130）接收所述集光透镜（120）处理后的光线。
4.根据权利要求3所述的光纤切割检测设备，其特征在于：所述集光透镜（120）包括同向排列的多条光纤。
5.根据权利要求3所述的光纤切割检测设备，其特征在于：所述光线发射组件（110）包括光源（111）和凸透镜（112），所述凸透镜（112）将所述光源（111）发射的分散光线整合成趋于平行的光线。
6.根据权利要求3所述的光纤切割检测设备，其特征在于：所述传送装置（200）包括旋转台（210），所述旋转台（210）包括上圆台（211）和下圆台（212），所述上圆台（211）和所述下圆台（212）相对固定；所述上圆台（211）上均匀分布有上夹持部（220），所述上夹持部（220）能够相对所述上圆台（211）上下移动；所述下圆台（212）上均匀分布有下夹持部（230），所述下夹持部（230）能够相对所述下圆台（212）上下移动；所述上夹持部（220）和所述下夹持部（230）数量相等且一一对应，互相配合对瓶体进行上下夹持。
7.根据权利要求6所述的光纤切割检测设备，其特征在于：所述上夹持部（220）和所述下夹持部（230）均与所述旋转台（210）可旋转连接；所述下夹持部（230）上同轴安装有旋瓶齿轮（240）；邻近所述旋转台（210）设置有旋瓶组件（250），当所述下夹持部（230）在所述旋转台（210）上旋转途径所述旋瓶组件（250）旁边时，所述旋瓶组件（250）能够驱动所述旋瓶齿轮（240）旋转；沿着所述旋转台（210）的旋转方向，所述光检装置（100）设置于所述旋瓶组件（250）下游。
8.根据权利要求7所述的光纤切割检测设备，其特征在于：所述旋瓶组件（250）包括驱动轮（251）、多个传动轮（252）以及缠绕于所述驱动轮（251）和各所述传动轮（252）上的传动带（253），所述驱动轮（251）提供动力，所述传动轮（252）中至少两个紧贴所述旋转台（210）的外边缘，使得这两个所述传动轮（252）之间的所述传动带（253）与所述旋转台（210）上的所述旋瓶齿轮（240）贴合。
9.根据权利要求6所述的光纤切割检测设备，其特征在于：所述上夹持部（220）和所述下夹持部（230）均与所述旋转台（210）可旋转连接；所述上夹持部（220）包括上管体（221）和下管体（222），管体内由上而下依次设置有内齿轮（223）、棘轮（224）、螺旋杆（225）、弹簧（226）、旋转环（227）；所述内齿轮（223）固定安装于所述上管体（221）上，所述棘轮（224）套设于所述内齿轮（223）内侧并且与所述内齿轮（223）配合，所述螺旋杆（225）的顶部与所述棘轮（224）同轴固定连接；所述旋转环（227）套设于所述螺旋杆（225）上，并且能够沿着所述螺旋杆（225）的螺纹上下旋转移动，所述旋转环（227）与所述下管体（222）固定连接；所述弹簧（226）套设于所述螺旋杆（225）的外侧，所述弹簧（226）上端与所述棘轮（224）接触，下端与所述旋转环（227）接触；与所述旋转台（210）同轴设置有环形导轨（260），所述环形导轨（260）与地面相对静止，各所述上夹持部（220）的所述上管体（221）沿所述环形导轨（260）滑动，所述环形导轨（260）上设置有平滑的下凹区（270）；沿着所述旋转台（210）的旋转方向，所述光检装置（100）设置于所述下凹区（270）的下游。
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