CN208255929U - 一种物料入库出库自动计数装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种物料入库出库自动计数装置，涉及信号处理及计算机视觉技术领域。该装置包括工控机、控制电路板、称重信号采集器、相机、照明光源、计数清零开关、计数显示器以及声光指示装置。称重信号采集器实时采集称重装袋机的称重信号，并传送到工控机，工控机通过分析称重信号的变化实现入库计数；工控机控制安装在出库传送带上方的相机实时采集传送带图像，并应用计算机视觉方法实现对流过传送带的物料袋的出库计数。本实用新型提供的物料入库出库自动计数装置有利于企业提高对散装物料的出入库的自动化管理水平，避免人为干预，保证岗位人员廉洁从业。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号处理及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种物料入库出库自动计数装置。
背景技术
对于多数散装产品生产企业的库房，散装物料产品一般进行称重装袋后入库，再通过传送带装车出库，出于生产管理和计量核验的需要，企业需要对入库、出库的物料袋数量、入库和出库时间、岗位人员工作量等进行统计管理。传统的人工计数方式不仅效率低、错误率高，而且容易诱发岗位人员内外勾结，给企业造成经济损失，因此需要自动化的计数装置。目前常见的自动化物料袋计数装置大多采用光电传感器件，如在传送带两侧安装一对红外对射装置，当有物料袋经过时将对红外光线产生遮挡，传感器输出电平发生变化，通过统计传感器的电平变化次数，实现物料袋的计数，但当物料袋存在堆叠时，两袋或更多物料袋只能产生一次电平变化，将导致计数错误；虽然增加针对物料袋运行速度的检测装置能在一定程度上解决该问题，但又增加了计数装置的复杂度。因此有必要研究更可靠的计数系统，实现对入库、出库的物料袋进行自动化计数，以提高企业的自动化管理水平。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种物料入库出库自动计数装置，实现对散装物料称重装袋入库的自动计数以及对出库传送带上流过的物料袋的自动计数。
一种物料入库出库自动计数装置，包括工控机、控制电路板、称重信号采集器、入库计数清零按键、入库声光指示装置、入库计数显示器、出库计数清零按键、出库计数显示器、相机、照明光源和控制柜；所述称重信号采集器、入库计数清零按键、入库声光指示装置、入库计数显示器、出库计数清零按键、出库计数显示器以及照明光源均与控制电路板相连；所述控制电路板和相机均与工控机相连；
所述控制电路板包括电源电路、核心控制电路、工控机通信电路、称重信号采集通信电路、入库和出库计数清零按键检测电路、入库声光控制电路、入库和出库计数显示通信电路、传送带运行状态检测电路以及照明控制电路；所述电源电路、工控机通信电路、称重信号采集通信电路、入库和出库计数清零按键检测电路、入库声光控制电路、入库和出库计数显示通信电路、传送带运行状态检测电路以及照明控制电路均与核心控制电路相连；
所述工控机，包括至少1个串行接口和1个以太网接口；工控机通过串行接口连接到控制电路板的工控机通信电路；工控机上运行软件，周期性地向控制电路板发送查询和控制命令，获取和控制装置中各部件的工作状态；工控机还通过以太网接口与所述相机相连；
所述控制电路板和称重信号采集器安装在所述的控制柜内部。
优选地，所述称重信号采集器的输入端连接称重包装机，输出端连接控制电路板的称重信号采集通信电路。
优选地，所述入库声光指示装置包括若干LED发光二极管和蜂鸣器，安装在称重包装机旁侧，并与控制电路板的入库声光控制电路相连。
优选地，所述入库计数显示器采用LED显示屏，安装在称重包装机旁侧，连接到控制电路板的入库计数显示通信电路；所述出库计数显示器采用LED显示屏，安装在出库传送带旁侧，连接到控制电路板的出库计数显示通信电路。
优选地，所述相机安装在出库传送带的上方；所述照明光源安装在出库传送带上方，同时连接到所述控制电路板的照明控制电路。
优选地，所述入库计数清零按键安装在称重包装机旁侧，并连接到控制电路板的入库计数清零按键检测电路；所述出库计数清零按键安装在出库传送带旁侧，并连接到控制电路板的出库计数清零按键检测电路。
优选地，所述控制电路板的核心控制电路采用复杂可编程逻辑器件CPLD和单片机为核心芯片；所述控制电路板与工控机的通信采用RS232协议，与称重信号采集器、入库计数显示器、出库计数显示器的通信均采用RS485协议；所述工控机通信电路采用芯片实现TTL电平与RS232电平的接口电平转换；称重信号采集通信电路、入库计数显示通信电路、出库计数显示通信电路均采用芯片实现TTL电平与RS485电平的接口电平转换。
优选地，所述控制电路板的电源电路为控制板上的器件和外围的显示、信号采集设备提供直流电源；所述传送带运行状态检测电路连接到出库传送带的电机的控制开关，根据电机的上电情况检测出库传送带的运行状态。
由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种物料入库出库自动计数装置，通过对称重包装机的称重信号采集和处理实现入库物料袋的计数，不仅实现了计数的自动化，还能同时采集每袋物料装袋的实际重量，便于企业管理；通过计算机视觉技术实现了对出库传送带上的物料袋的计数，解决了物料袋堆叠情况下的计数问题，提高了计数的准确性；利用工控机将计数的时间和数量等信息实时保存到数据库，便于企业对物料的出入库情况进行管理和跟踪。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种物料入库出库自动计数装置的结构框图。
图中，1、工控机；2、控制电路板；3、称重信号采集器；4、称重包装机；5、入库计数清零按键；6、入库声光指示装置；7、入库计数显示器；8、出库计数清零按键；9、出库计数显示器；10、相机；11、照明光源；12、出库传送带；13、控制柜；201、电源电路；202、核心控制电路；203、工控机通信电路；204、称重信号采集通信电路；205、入库计数清零按键检测电路；206、入库声光控制电路；207、入库计数显示通信电路；208、出库计数清零按键检测电路；209、传送带运行状态检测电路；210、照明控制电路；211、出库计数显示通信电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
一种物料入库出库自动计数装置，如图1所示，包括工控机1、控制电路板2、称重信号采集器3、入库计数清零按键5、入库声光指示装置6、入库计数显示器7、出库计数清零按键8、出库计数显示器9、相机10、照明光源11和控制柜13。
其中，控制电路板2包括电源电路201、核心控制电路202、工控机通信电路203、称重信号采集通信电路204、入库计数清零按键检测电路205、入库声光控制电路206、入库计数显示通信电路207、出库计数清零按键检测电路208、传送带运行状态检测电路209、照明控制电路210和出库计数显示通信电路211；电源电路201、工控机通信电路203、称重信号采集通信电路204、入库计数清零按键检测电路205、入库声光控制电路206、入库计数显示通信电路207、出库计数清零按键检测电路208、传送带运行状态检测电路209、照明控制电路210和出库计数显示通信电路211均与核心控制电路202相连。
工控机1至少包括1个串行接口和1个千兆以太网接口；工控机1通过串行接口连接到控制电路板2的工控机通信电路203；工控机1上运行软件，周期性地向控制电路板2发送查询和控制命令，用于获取和控制各部件的工作状态；工控机1通过以太网接口与相机10相连。
称重信号采集器3连接称重包装机4的信号输出接口，并对称重包装机4的称重信号进行实时信号采集，将重量的模拟信号转换成数字信号；称重信号采集器3同时连接控制电路板2的称重信号采集通信电路204，通过与控制电路板2的通信，将采集到的称重数字信号传送到控制电路板2。称重包装机4选用具有4-20mA输出接口的设备。
入库声光指示装置6包括两个LED发光二极管(其中一个为红色，另一个为绿色)和一个蜂鸣器，安装在称重包装机4旁侧，与控制电路板2的入库声光控制电路206相连，用于指示物料包在称重包装机4上的状态；控制电路板2的核心控制电路202根据工控机1的命令控制两个LED的亮灭和蜂鸣器的鸣响，使称重包装机4上有包装袋时红色LED发光二极管亮、绿色发光二极管LED灭，当包装袋被移走后绿色LED发光二极管亮、红色LED发光二极管灭，在移走的瞬间蜂鸣器短时鸣响。
入库计数显示器7采用具有RS485通信接口的LED显示屏，安装在称重包装机4旁侧，连接到控制电路板2的入库计数显示通信电路207；出库计数显示器9采用具有RS485通信接口的LED显示屏，安装在出库传送带12旁侧，连接到控制电路板2的出库计数显示通信电路211；控制电路板2的核心控制电路202根据工控机1的命令控制入库计数显示器7和出库计数显示器9的显示值。
控制电路板2的核心控制电路202响应工控机1的查询命令，将实时称重信号发送给工控机1；工控机1根据称重信号向控制板2发送声光控制命令，控制电路板2的核心控制电路202接到命令后控制入库声光指示装置6的LED亮灭及蜂鸣器鸣响；工控机1通过对实时称重信号的处理获取入库计数值，当检测到有计数变化后，向控制电路板2发送控制命令，控制电路板2的核心控制电路202根据命令控制入库计数显示器7显示当前计数值。
控制电路板2的传送带运行状态检测电路209连接到出库传送带12的电机的控制开关，根据电机的上电情况检测出库传送带12的运行状态；控制电路板2的核心控制电路202响应工控机1的查询命令将出库传送带12的运行状态发送给工控机1。
相机10采用具有千兆以太网接口的工业相机，安装在出库传送带12的上方，用于拍摄传送带的图像，同时相机还与工控机相连，将拍摄的传送带图像传送到工控机；照明光源11选用LED光源，安装在出库传送带12上方，用于为相机10提供照明；照明光源11连接到控制电路板2的照明控制电路210，控制电路板2的核心控制电路202根据采集到的出库传送带12的运行状态，当传送带运行时控制照明光源11点亮，当传送带停止运行时控制照明光源11熄灭。
工控机1控制相机10拍摄出库传送带12的实时图像；当传送带为运行状态时，工控机通过图像处理和计算机视觉技术分析图像序列，提取流过传送带的物料袋在图像中的区域和图像面积，通过与单个标准物料袋图像面积的对比，得到当前物料袋图像区域中包含的物料袋的数量；当工控机1检测到有计数变化后，向控制电路板2发送控制命令，控制电路板2的核心控制电路202根据命令控制出库计数显示器9显示当前计数值。
入库计数清零按键5选用自复位开关，安装在称重包装机4旁侧，并连接到控制电路板2的入库计数清零按键检测电路205；出库计数清零按键8选用自复位开关，安装在出库传送带12旁侧，并连接到控制电路板2的出库计数清零按键检测电路208；控制电路板2的核心控制电路202通过两个按键检测电路检测两个按键的状态，并通过响应工控机1的查询命令将两个按键的状态发送到工控机1；工控机1根据按键状态对相应的计数显示值进行清零。
控制电路板2的核心控制电路202以复杂可编程逻辑器件(CPLD)和单片机为核心芯片，实现信号检测、输出控制和通信控制功能，其中CPLD芯片选用EPM1270T144I5，单片机芯片选用AT89S52。控制电路板2与工控机的通信采用RS232协议；控制电路板2与称重信号采集器3、入库计数显示器7、出库计数显示器9的通信均采用RS485协议。工控机通信电路203选用MAX232芯片实现TTL电平与RS232电平的接口电平转换；称重信号采集通信电路204、入库计数显示通信电路207、出库计数显示通信电路211均选用MAX485芯片实现TTL电平与RS485电平的接口电平转换。
工控机1上运行软件实现前述的功能，并将每次计数的时间、物料袋数量、物料袋称重值等信息保存到数据库，供管理和查询。
电源电路201为控制板2上的器件和外围的显示、信号采集设备提供直流电源。
控制电路板2和称重信号采集器3安装在控制柜13内部。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求所限定的范围。
Claims (8)
1.一种物料入库出库自动计数装置，其特征在于：包括工控机、控制电路板、称重信号采集器、入库计数清零按键、入库声光指示装置、入库计数显示器、出库计数清零按键、出库计数显示器、相机、照明光源和控制柜；所述称重信号采集器、入库计数清零按键、入库声光指示装置、入库计数显示器、出库计数清零按键、出库计数显示器以及照明光源均与控制电路板相连；所述控制电路板和相机均与工控机相连；
所述控制电路板包括电源电路、核心控制电路、工控机通信电路、称重信号采集通信电路、入库和出库计数清零按键检测电路、入库声光控制电路、入库和出库计数显示通信电路、传送带运行状态检测电路以及照明控制电路；所述电源电路、工控机通信电路、称重信号采集通信电路、入库和出库计数清零按键检测电路、入库声光控制电路、入库和出库计数显示通信电路、传送带运行状态检测电路以及照明控制电路均与核心控制电路相连；
所述工控机，包括至少1个串行接口和1个以太网接口；工控机通过串行接口连接到控制电路板的工控机通信电路；工控机上运行软件，周期性地向控制电路板发送查询和控制命令，获取和控制装置中各部件的工作状态；工控机还通过以太网接口与所述相机相连；
所述控制电路板和称重信号采集器安装在所述的控制柜内部。
2.根据权利要求1所述的一种物料入库出库自动计数装置，其特征在于：所述称重信号采集器的输入端连接称重包装机，输出端连接控制电路板的称重信号采集通信电路。
3.根据权利要求1所述的一种物料入库出库自动计数装置，其特征在于：所述入库声光指示装置包括若干LED发光二极管和蜂鸣器，安装在称重包装机旁侧，并与控制电路板的入库声光控制电路相连。
4.根据权利要求1所述的一种物料入库出库自动计数装置，其特征在于：所述入库计数显示器采用LED显示屏，安装在称重包装机旁侧，连接到控制电路板的入库计数显示通信电路；所述出库计数显示器采用LED显示屏，安装在出库传送带旁侧，连接到控制电路板的出库计数显示通信电路。
5.根据权利要求1所述的一种物料入库出库自动计数装置，其特征在于：所述相机安装在出库传送带的上方；所述照明光源安装在出库传送带上方，同时连接到所述控制电路板的照明控制电路。
6.根据权利要求1所述的一种物料入库出库自动计数装置，其特征在于：所述入库计数清零按键安装在称重包装机旁侧，并连接到控制电路板的入库计数清零按键检测电路；所述出库计数清零按键安装在出库传送带旁侧，并连接到控制电路板的出库计数清零按键检测电路。
7.根据权利要求1所述的一种物料入库出库自动计数装置，其特征在于：所述控制电路板的核心控制电路采用复杂可编程逻辑器件CPLD和单片机为核心芯片；所述控制电路板与工控机的通信采用RS232协议，与称重信号采集器、入库计数显示器、出库计数显示器的通信均采用RS485协议；所述工控机通信电路采用芯片实现TTL电平与RS232电平的接口电平转换；称重信号采集通信电路、入库计数显示通信电路、出库计数显示通信电路均采用芯片实现TTL电平与RS485电平的接口电平转换。
8.根据权利要求1所述的一种物料入库出库自动计数装置，其特征在于：所述控制电路板的电源电路为控制板上的器件和外围的显示、信号采集设备提供直流电源；所述传送带运行状态检测电路连接到出库传送带的电机的控制开关，根据电机的上电情况检测出库传送带的运行状态。
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