CN212180651U - 一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，属于玻瓶花纹检测技术领域，现有设备无法检测瓶身花纹的问题。复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置包括安装在安装架上的进瓶机构、出瓶机构、转盘机构、转瓶机构和检测机构；进瓶机构的进瓶传送带和出瓶机构的出瓶传送带均与转盘机构的旋转盘相切；转瓶机构设有多个，均布设置在旋转盘上；检测机构的相机连续拍摄被转瓶机构转动的花纹玻瓶并拼接成花纹玻瓶的侧壁图像。本实用新型通过转瓶机构和相机与光源的配合，能够对花纹玻瓶的瓶身进行连续拍摄，并拼接成连续的瓶身图像，用以进行花纹的缺陷识别，实现了花纹玻瓶的瓶身花纹的自动化检测，具备极高的检测可靠度。

Description

一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置

技术领域

本实用新型涉及玻瓶花纹检测技术领域，尤其涉及一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置。

背景技术

玻璃瓶是通过高温烧制和逐步冷却的容器。因为玻璃瓶化学性质非常稳定，一般主要用于高端化妆品，药水、酒水等容器。由于一些内置液体商业价值比较高，因此会在玻璃瓶上进行雕花等复杂花纹装饰，以凸显内置液体的价值。

由于玻璃瓶的生产制造工艺，无法避免玻璃瓶瓶口裂纹(影响密封)、瓶身裂缝和结石(影响漏酒和美观)、瓶底磕碰(影响玻璃瓶强度)，因此现在有专门的空瓶检验机，针对瓶口裂纹采用从上到下的光学拍照方案、针对瓶身裂缝采用左右对侧的光学拍照方案，针对瓶底磕碰抓瓶后从下到上的光学拍照方案。

不过，由于瓶口和瓶底都是平面检测，因此可以一次拍照就可以得到全貌。但是瓶身一般是圆形或方形，无法一次拍照就可以得到全貌。此外，复杂花纹玻瓶缺陷，不仅需要采用创新的光学方案，避免花纹的阴影和炫光，而影响相机识别缺陷风险，而且需要对各个角度拍照，读取瓶身所有信息，避免相机遗漏缺陷风险的识别。如何采用便捷的光学相机方案和自动化连续生产方案，实现对复杂花纹玻瓶的缺陷检测，是一个业内难点。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，用以解决现有设备无法检测瓶身花纹的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本实用新型技术方案中，一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置包括安装在安装架上的进瓶机构、出瓶机构、转盘机构、转瓶机构和检测机构；

进瓶机构的进瓶传送带和出瓶机构的出瓶传送带均与转盘机构的旋转盘相切；转瓶机构设有多个，均布设置在旋转盘上；检测机构的相机连续拍摄被转瓶机构转动的花纹玻瓶并拼接成花纹玻瓶的侧壁图像。

本实用新型技术方案中，检测机构包括第一拍摄组件、第二拍摄组件和第三拍摄组件中的至少一个；

第一拍摄组件为面光源拍摄组件，第二拍摄组件为线光源拍摄组件，第三拍摄组件为同轴光源拍摄组件。

本实用新型技术方案中，第一拍摄组件包括第一光源和第一线阵相机；

第一光源为面光源，宽度为花纹玻瓶直径的2倍，高度为花纹玻瓶高度大于花纹玻瓶高度的1.2倍，与花纹玻瓶的距离为花纹玻瓶直径的1.2-1.5倍；第一光源正对花纹玻瓶发光；

第一线阵相机到花纹玻瓶的距离大于花纹玻瓶直径的2倍。

本实用新型技术方案中，第一光源的光线与花纹玻瓶的轴线和转盘轴线形成的平面的夹角为25°-40°；

第一线阵相机的朝向花纹玻瓶瓶身离第一光源最近的位置拍摄花纹玻瓶，且第一线阵相机的拍摄方向与第一光源的光线的夹角为70°-85°。

本实用新型技术方案中，第二拍摄组件包括第二光源和第二线阵相机；

第二光源为线性光源，且与花纹玻瓶的轴线平行；

第二线阵相机朝向第二光源打亮花纹玻瓶的区域拍摄花纹玻瓶。

本实用新型技术方案中，第三拍摄组件包括第三光源和第三线阵相机；

第三光源与第三线阵相机同轴，且均朝向花纹玻瓶的轴线。

本实用新型技术方案中，进瓶机构还设有分瓶绞龙和进盘星轮；分瓶绞龙与进瓶传送带共线；分瓶绞龙的一端与进盘星轮相切，进盘星轮与旋转盘相切；

出瓶机构还设有出盘星轮；出瓶传送带和旋转盘均与出盘星轮相切。

本实用新型技术方案中，复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置还包括星轮挡板，星轮挡板设有进盘限位区和出盘限位区。

本实用新型技术方案中，转盘机构还包括同步转台；同步转台与旋转盘同步转动；

转瓶机构包括压瓶组件和旋转底托；压瓶组件设置在同步转台上；旋转底托设置在旋转盘上位于压瓶组件的正下方；压瓶组件的可伸缩压头与旋转底托夹持固定花纹玻瓶，旋转底托带动花纹玻瓶匀速转动。

本实用新型技术方案中，同步转台通过龙门架与安装架固定连接；第一线阵相机、第二线阵相机、第三线阵相机均通过可调节线阵相机支架与安装架固定连接。

本实用新型技术方案至少能够实现以下效果之一：

1.本实用新型通过转瓶机构和相机与光源的配合，能够对花纹玻瓶的瓶身进行连续拍摄，并拼接成连续的瓶身图像，用以进行花纹的缺陷识别，实现了花纹玻瓶的瓶身花纹的自动化检测；

2.本实用新型通过星轮和转盘的设置，使得本实用新型能够进行流水线检测，提高了花纹玻瓶缺陷的检测效率；

3.本实用新型根据不同的花纹种类设置了不同的光学系统，能够对复杂花纹(凹凸明显的花纹、凹凸较浅的花纹及贴纸类花纹)进行拍摄，并获得清晰的花纹图像，提高了花纹玻瓶缺陷检测的可靠性。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例的立体图；

图2为本实用新型实施例的主视图；

图3为本实用新型实施例的俯视图；

图4为本实用新型实施例的光学系统示意图；

图5为图2的A-A截面剖视图；

图6为图2的B-B截面剖视图；

图7为图6的局部放大图；

图8为使用第一线阵相机拍摄后拼接成的图像。

附图标记：

1-进瓶传送带；2-花纹玻瓶；3-分瓶绞龙；4-龙门架；5-同步转台；6-滚轮；7-压头；8-进盘星轮；9-星轮挡板；10-出盘星轮；11-出瓶传送带；12-第一线阵相机；13-第一光源；14-第二线阵相机；15-第二光源；16-第三线阵相机；17-第三光源。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

如图1至图7所示，本实用新型实施例提供了一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置包括安装在安装架上的进瓶机构、出瓶机构、转盘机构、转瓶机构和检测机构；进瓶机构的进瓶传送带1和出瓶机构的出瓶传送带11均与转盘机构的旋转盘相切；转瓶机构设有多个，均布设置在旋转盘上；检测机构的相机连续拍摄被转瓶机构转动的花纹玻瓶2并拼接成花纹玻瓶2的侧壁图像。在使用本实用新型实施例时，花纹玻瓶2放置在进瓶传送带1上，通过进瓶机构，花纹玻瓶2与转瓶机构逐一固定，转盘旋转带动转瓶机构和花纹玻瓶2一同绕转盘的轴线转动，直至花纹玻瓶2进入拍摄区，检测机构的光源对花纹玻瓶2进行打光，同时检测机构的相机对花纹玻瓶2进行连续拍摄，在连续拍摄的过程中转瓶机构带动花纹玻瓶2绕其自身的轴线转动，从而使得连续拍摄的照片拼接成花纹玻瓶2侧壁全部花纹的图像，只需要通过计算机对拼接后的图像进行缺陷识别，即可完成对花纹玻瓶2的花纹缺陷检测。

需要说明的是，本实用新型实施例为了占用较小的空间，舍弃了现有检测装置中的直线式检测，采用转盘的形式来缩小整个装置占用的空间，显著提高了空间利用率。

由于进瓶传送带1上的花纹玻瓶2彼此靠紧，而为了检测机构拍照时，不让花纹玻瓶2之间彼此干涉，需要扩大花纹玻瓶2之间的间距，本实用新型实施例中，进瓶机构还设有分瓶绞龙3和进盘星轮8；分瓶绞龙3与进瓶传送带1共线；分瓶绞龙3的一端与进盘星轮8相切，进盘星轮8与旋转盘相切。当彼此靠紧的花纹玻瓶2随进瓶传送带1移动至分瓶绞龙3处，由于分瓶绞龙3的蜗杆转动，使花纹玻瓶2被蜗杆的螺纹分开，最后经由进盘星轮8，在保证花纹玻瓶2之间间距的前提下，花纹玻瓶2依次进入转盘的区域，与转瓶机构逐一固定。

当花纹玻瓶2完成检测，且没有缺陷时，花纹玻瓶2需要再次回到原有的流水线上，因此，本实用新型实施例中，出瓶机构还设有出盘星轮10；出瓶传送带11和旋转盘均与出盘星轮10相切，与初盘星轮脱离的花纹玻瓶2会自动落到出瓶传送带11上，并在传送的过程中再次彼此紧靠。

由于进瓶传送带1与出瓶传送带11均与转盘通过星轮结构连接，使得进瓶传送带1和出瓶传送带11可以朝向任意方向，星轮结构可以满足其方向的需求。为了在花纹玻瓶2随星轮结构改变移动方向时花纹玻瓶2不会从星轮结构脱落，本实用新型实施例中，复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置还包括星轮挡板9，星轮挡板9设有进盘限位区和出盘限位区。限位区为圆形或扇形的缺口，在限位区中星轮机构使花纹玻瓶2的移动发生转向，由于限位区的边缘位于花纹玻瓶2的运动轨迹的外侧，可以实现限位阻挡，防止花纹玻瓶2因离心力从星轮结构中脱落。

本实用新型实施例中，转盘机构还包括同步转台5；同步转台5与旋转盘同步转动；转瓶机构包括压瓶组件和旋转底托；压瓶组件设置在同步转台5上；旋转底托设置在旋转盘上位于压瓶组件的正下方；压瓶组件的可伸缩压头7与旋转底托夹持固定花纹玻瓶2，旋转底托带动花纹玻瓶2匀速转动。在实际使用时，一旦花纹玻瓶2即将从进盘星轮8进入到转盘的区域内，压头7向下伸出，压住花纹玻瓶2的瓶口，此时花纹玻瓶2的底部抵在旋转底托上，通过旋转底托，每个花纹玻瓶2均绕其自身的轴线自转，而所有花纹玻瓶2因转盘和同步转台5的转动绕转盘的轴线公转。需要说明的是，转盘和同步转台5为步进转动，每次转动时，将当前的花纹玻瓶2从拍摄区移出，并将下一个花纹玻瓶2移入拍摄区。同理进盘星轮8和初盘星轮也是步进转动。

在花纹玻瓶2即将与进瓶星轮脱离时，压瓶组件将花纹玻瓶2压紧；在花纹玻瓶2即将进入出瓶星轮时，压瓶组件将花纹玻瓶2松开。具体的，本实用新型实施例中，压瓶组件包括伸缩杆、安装套、弹性件和滚轮6，安装套与同步转台5固定，伸缩杆从从下往上穿入安装套，弹性件可以为弹簧，设置在安装套内，并处于压缩状态，向伸缩杆施加弹力使其从安装套中伸出，压头7设置在伸缩杆的端部，当伸缩杆在自由状态下手弹性件作用伸出时，压头7能够将花纹玻瓶2压紧在旋转底托上；滚轮6设置在伸缩杆位于安装套外的侧壁上，在压瓶组件需要松开花纹玻瓶2的角度范围处设置梯形圆弧凸台。压瓶组件随着同步转台5转动时，滚轮6沿凸台的斜面移动至梯形的顶面上，即滚轮6被抬高，而伸缩杆也压缩弹性件向安装套内缩入一部分，压头7被抬起，花纹玻瓶2被松开；相应地，压瓶组件随着同步转台5转动时，滚轮6沿凸台的斜面从梯形的顶面上移下，即滚轮6被放下，而伸缩杆也因弹性件从安装套内再次伸出一部分，压头7被压下，花纹玻瓶2被压紧。

由于花纹玻瓶2只需要在进行拍照时自转以完成完整侧壁花纹的拍摄，因此，转瓶机构只需要在花纹玻瓶2进入拍摄区后，带动花纹玻瓶2匀速转动1.5-2.5周即可保证花纹玻瓶2的全部侧壁花纹都能被拍摄下来，当花纹玻瓶2位于非拍摄区时，转动机构无需转动花纹玻瓶2，在保证拍摄拼接图像能够完整的反应花纹玻瓶2侧壁花纹的前提下，节省了能源的消耗，减轻了设备的磨损。

需要说明的是每个旋转底托各自由对应的伺服电机驱动转动，转盘和同步转台5由转盘机构电机驱动进行步进转动，星轮机构通过星轮电机驱动进行步进转动，进盘分瓶绞龙3通过绞龙电机驱动始终匀速转动以保证花纹玻瓶2之间的间距稳定不变。

为了使转盘机构能够稳定地旋转，本实用新型实施例中，同步转台5通过龙门架4与安装架固定连接。

考虑到花纹玻瓶2的花纹情况相对复杂，难以使用一种光学系统清晰地拍摄出所有情况的花纹，本实用新型实施例将花纹依照凹凸程度划分为三类：凹凸明显的较深花纹、凹凸不明显的浅花纹、几乎无凹凸的贴纸类花纹。示例性地，凹凸明显的较深花纹对应的花纹深度为0.5-2mm，凹凸不明显的浅花纹对应的花纹深度为0.2-0.8mm，图案文字形的贴纸类花纹对应的花纹深度小于0.2mm。

针对上述分类，如图3至图5所示，本实用新型实施例中检测机构包括第一拍摄组件、第二拍摄组件和第三拍摄组件中的至少一个，可以根据实际需要选择其中的一种或几种，例如花纹是贴纸类的花纹，就没必要设置检测较深花纹和较浅花纹的拍摄组件。

第一拍摄组件为面光源拍摄组件，用于拍摄凹凸明显的较深花纹；第二拍摄组件为线光源拍摄组件，用于拍摄几乎无凹凸的贴纸类花纹；第三拍摄组件为同轴光源拍摄组件，用于拍摄凹凸不明显的浅花纹。

如图6、图7所示，本实用新型实施例中，第一拍摄组件包括第一光源13和第一线阵相机12；第一光源13为面光源，宽度为花纹玻瓶2直径的2倍以上，高度为花纹玻瓶2高度大于花纹玻瓶2高度的1.2倍，与花纹玻瓶2的距离为花纹玻瓶2直径的1.2-1.5倍；第一光源13正对花纹玻瓶2发光；第一线阵相机12到花纹玻瓶2的距离大于花纹玻瓶2直径的2倍。为了防止防止相机对第一光源13强光发生曝光过度情况以及充分克服凹凸花纹造成阴影，本实用新型实施例中，第一光源13的光线与花纹玻瓶2的轴线和转盘轴线形成的平面的夹角α为25°-40°；第一线阵相机12的朝向花纹玻瓶2瓶身离第一光源13最近的位置拍摄花纹玻瓶2，且第一线阵相机12的拍摄方向与第一光源13的光线的夹角β为70°-85°，采用倾斜的拍摄方式可以防止入射光影响到拍摄的图像。

如图8所示，为采用本实用新型实施例的第一拍摄组件拍摄获得的花纹玻瓶2侧壁图像，图像整体清晰、非花纹部分颜色均匀，几乎不存在曝光过度的情况。

本实用新型实施例中，第二拍摄组件包括第二光源15和第二线阵相机14；第二光源15为线性光源，且与花纹玻瓶2的轴线平行；第二线阵相机14朝向第二光源15打亮花纹玻瓶2的区域拍摄花纹玻瓶2。由于采用线形光源，拍摄的过程类似于扫描过程，因此不适于凹凸花纹的拍摄，针对几乎无凹凸的贴纸类花纹则拍摄效果极好，例如贴纸、喷漆等等。

本实用新型实施例中，第三拍摄组件包括第三光源17和第三线阵相机16；第三光源17与第三线阵相机16同轴，且均朝向花纹玻瓶2的轴线。第三光源17和第三线阵相机16同轴，采用现有技术即可实现，虽然针对明显的凹凸花纹拍摄效果较差，但针对凹凸不明显的浅花纹拍摄效果满足需求；此外由于第三光源17和第三线阵相机16同轴，第三拍摄组件占用的空间较小，因此针对凹凸不明显的浅花纹的拍摄不采用第一拍摄组件的结构。

需要说明的是，本实用新型实施例中，根据需要设置选用第一拍摄组件、第二拍摄组件、第三拍摄组件中的一种或几种，在安装时，第一线阵相机12、第二线阵相机14、第三线阵相机16均通过各自的可调节线阵相机支架与安装架固定连接，可以通过调整可调节线阵相机支架，来调整相机的高地和距离花纹玻瓶2的远近。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，本实用新型通过转瓶机构和相机与光源的配合，能够对花纹玻瓶2的瓶身进行连续拍摄，并拼接成连续的瓶身图像，用以进行花纹的缺陷识别，实现了花纹玻瓶2的瓶身花纹的自动化检测；本实用新型通过星轮和转盘的设置，使得本实用新型能够进行流水线检测，提高了花纹玻瓶2缺陷的检测效率；本实用新型根据不同的花纹种类设置了不同的光学系统，能够对凹凸明显的花纹、凹凸较浅的花纹及贴纸类花纹进行拍摄，并获得清晰的花纹图像，提高了花纹玻瓶2缺陷检测的可靠性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置包括安装在安装架上的进瓶机构、出瓶机构、转盘机构、转瓶机构和检测机构；

所述进瓶机构的进瓶传送带(1)和出瓶机构的出瓶传送带(11)均与转盘机构的旋转盘相切；所述转瓶机构设有多个，均布设置在旋转盘上；所述检测机构的相机连续拍摄被转瓶机构转动的花纹玻瓶(2)并拼接成花纹玻瓶(2)的侧壁图像。

2.根据权利要求1所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述检测机构包括第一拍摄组件、第二拍摄组件和第三拍摄组件中的至少一个；

所述第一拍摄组件为面光源拍摄组件，所述第二拍摄组件为线光源拍摄组件，所述第三拍摄组件为同轴光源拍摄组件。

3.根据权利要求2所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述第一拍摄组件包括第一光源(13)和第一线阵相机(12)；

所述第一光源(13)为面光源，宽度为花纹玻瓶(2)直径的2倍，高度为花纹玻瓶(2)高度大于花纹玻瓶(2)高度的1.2倍，与花纹玻瓶(2)的距离为花纹玻瓶(2)直径的1.2-1.5倍；所述第一光源(13)正对花纹玻瓶(2)发光；

所述第一线阵相机(12)到花纹玻瓶(2)的距离大于花纹玻瓶(2)直径的2倍。

4.根据权利要求3所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述第一光源(13)的光线与花纹玻瓶(2)的轴线和转盘轴线形成的平面的夹角为25°-40°；

所述第一线阵相机(12)的朝向花纹玻瓶(2)瓶身离第一光源(13)最近的位置拍摄花纹玻瓶(2)，且第一线阵相机(12)的拍摄方向与第一光源(13)的光线的夹角为70°-85°。

5.根据权利要求4所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述第二拍摄组件包括第二光源(15)和第二线阵相机(14)；

所述第二光源(15)为线性光源，且与花纹玻瓶(2)的轴线平行；

所述第二线阵相机(14)朝向第二光源(15)打亮花纹玻瓶(2)的区域拍摄花纹玻瓶(2)。

6.根据权利要求5所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述第三拍摄组件包括第三光源(17)和第三线阵相机(16)；

所述第三光源(17)与第三线阵相机(16)同轴，且均朝向花纹玻瓶(2)的轴线。

7.根据权利要求6所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述进瓶机构还设有分瓶绞龙(3)和进盘星轮(8)；所述分瓶绞龙(3)与进瓶传送带(1)共线；所述分瓶绞龙(3)的一端与进盘星轮(8)相切，所述进盘星轮(8)与旋转盘相切；

所述出瓶机构还设有出盘星轮(10)；所述出瓶传送带(11)和旋转盘均与出盘星轮(10)相切。

8.根据权利要求7所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置还包括星轮挡板(9)，所述星轮挡板(9)设有进盘限位区和出盘限位区。

9.根据权利要求5至8任一所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述转盘机构还包括同步转台(5)；所述同步转台(5)与旋转盘同步转动；

所述转瓶机构包括压瓶组件和旋转底托；所述压瓶组件设置在同步转台(5)上；所述旋转底托设置在旋转盘上且位于压瓶组件的正下方；所述压瓶组件的可伸缩压头(7)与旋转底托夹持固定花纹玻瓶(2)，所述旋转底托带动花纹玻瓶(2)匀速转动。

10.根据权利要求9所述的复杂花纹玻瓶缺陷的检测装置，其特征在于，所述同步转台(5)通过龙门架(4)与安装架固定连接；所述第一线阵相机(12)、第二线阵相机(14)、第三线阵相机(16)均通过可调节线阵相机支架与安装架固定连接。

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