CN213762934U - 一种功能瓶装饮料生产用灯检设备 - Google Patents

Abstract

一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，包括进瓶机构、主轮盘、出瓶机构、PLC处理器，灯检机构，分拣机构；灯检机构安装在出瓶机构后方的传送带上，灯检机构包括安装在传送带底部缝隙处的底部光源，固定安装在传送带一侧内部的平板型背光光源，CCD摄像机以及图像处理系统；分拣机构安装在灯检机构后方的传送带一侧，分拣机构对面的传送带一侧设置有出口；使用旋转设备使待检瓶体内的液体旋转，采用完全照射待检瓶体的方法，使瓶中运动的异物完全处于光照条件下，因此对旋瓶速度的要求和图像采样的帧数可大大降低，图像采样帧数最低只要二帧即可达到理想的检测效果,从而大大降低了对图像处理设备的要求，缩短了检测时间，极大地提高了检测效率。

Description

一种功能瓶装饮料生产用灯检设备

技术领域

本实用新型涉及饮料加工技术领域，具体为一种功能瓶装饮料生产用灯检设备。

背景技术

灯检是控制透明瓶装饮品内在质量的一道重要关口，如果处理不好，将造成严重后果。工作时瓶子在背光照射下，能清晰地看出运动后的瓶子中的杂质及悬浮物，从而能防止不合格产品的漏检。主要适用于制药、食品、化工、农药等行业的透明瓶的检测，剔除不合格产品。目前国内液体产品可见异物检测大都采用人工灯检的方法，人工手动轻轻旋转或翻转容器，使容器中可能存在的可见异物运动，通过人眼目测进行判断，若存在可见异物将其手动剔除。如授权公告号为CN211453324U的一种饮料生产线的灯检装置，包括灯检箱和循环输送带，灯检箱为矩形管状结构，循环输送带的上层带体从灯检箱内腔中穿过，循环输送带的内部设有主动辊和若干从动辊，主动辊由伺服电机带动旋转，循环输送带的带体外侧开设有定位槽，灯检箱的前侧板中部设有观察窗，灯检箱的内壁固定安装有照明灯，灯检箱的前侧板位于观察窗的两侧分别设有五倍放大镜和十倍放大镜，五倍放大镜和十倍放大镜各自通过拉伸带与一个挂扣连接。人工检测时不可必避的存在效率低，漏检率高，精度低等问题，检测结果的重复性和一致性差，且长时间从事检测工作也给灯检人员的健康带来危害。针对现有技术存在的缺陷，需要设计一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，使其可以自动检测出瓶装饮料内液体中的异物，并且自动剔除。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是，使用旋转设备使待检瓶体内的液体旋转，采用完全照射待检瓶体的方法，使瓶中运动的异物完全处于光照条件下，因此对旋瓶速度的要求和图像采样的帧数可大大降低，图像采样帧数最低只要二帧即可达到理想的检测效果,从而大大降低了对图像处理设备的技术要求，缩短了检测时间，极大地提高了检测效率;此方法能实现对不同大小的瓶体、不同颜色深浅的液体、已有技术装置不能检测到的所述瓶装液体中异物的自动检测，且检测效果可靠，适于对连接生产的瓶装饮料。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，其特征在于，包括进瓶机构、主轮盘、出瓶机构、灯检机构，分拣机构以及PLC处理器;

所述的进瓶机构包括进瓶传送带、进瓶轮盘和旋转电机，所述进瓶传送带、旋转电机、进瓶轮盘和主轮盘依次配合连接, 所述主轮盘设置在进瓶机构下方，所述进瓶机构将进瓶传送带上的待检瓶体导入主轮盘。

所述主轮盘为圆盘状，圆盘外围均布有多个瓶腔，每个瓶腔外部设有用于固定瓶体的机械手固定机构；主轮盘中心位置设置有用于瓶体旋转的旋瓶机构。

所述的出瓶机构设置在主轮盘下方，出瓶机构和主轮盘依次配合连接，所述出瓶机构与传送带连接。

所述灯检机构安装在出瓶机构后方的传送带上，所述灯检机构包括固定安装在传送带底部缝隙处的底部光源，固定安装在传送带一侧内部的平板型背光光源，CCD摄像机以及图像处理系统。

所述底部光源与平板型背光光源安装在传送带的同一垂直线上；所述CCD摄像机的位置为平板型背光光源对应面且与待检瓶体成90°，在待检瓶体相对静止而液体及沉淀异物尚在运动，此时才能启动CCD摄像机连续摄取待检瓶体的序列图像。

连续摄取的待检瓶体序列图像进行处理的一种常规方法的过程包括:依据不合格品的检出率的要求确定要摄取的瓶体的序列图像的帧数P1、P2、.......、Pi，帧数越多不合格品的检出率越高，但所用时间也越长，帧数最少两帧;将采集的序列图像中的相邻图像或间隔图像进行两两图像的按位相减;以0—255中的某一个值作为域值，对每次两两图像按位相减后的结果进行二值化处理;将二值化处理后的结果，依据用户预先设定的参数进行相关的匹配运算;根据匹配运算后的结果来做出瓶体内液体中是否有异物存在的判断。上述的处理算法为现有技术，可以通过计算机软件和硬件电路两种方法加以实现，在此不作详述。

所述分拣机构安装在灯检机构后方的传送带一侧，所述分拣机构对面的传送带一侧设置有出口，分拣机构将灯检不合格的产品，从此出口剔除。

所述分拣机构包括：空压机、霍尔开关、继电器、气缸、连杆；所述的霍尔开关与单片机连接，气缸上安装有霍尔开关、继电器；气缸与连杆连接，单片机与PLC处理器连接。

所述进瓶传送带、传送带，主轮盘的多个机械手固定机构以及进瓶机构、主轮盘、出瓶机构旋瓶的驱动装置、灯检机构，分拣机构与PLC处理器电性连接。

作为优选的：灯检装置设有双工位，能够根据异物不同类型配置不同的光源，从而大大提高了图像采集的质量，提高检测结果的准确性。

作为优选的：如果待检瓶中的液体颜色较浅时，可使用单一光源从该瓶体下方位置照射该瓶体底部;如果待检瓶中液体颜色较深时，可使用平板型背光光源从该瓶体侧面位置照射该瓶体，或底部光源与侧面的平板型背光光源一起使用。

作为优选的：所述底部光源，可采用圆柱形激光光源，该光源可以由在半导体激光器前加装光学透镜组获得，此圆柱型激光的直径最好与待检瓶的直径相当;所述平板型背光光源可采用已有技术的各种适宜发光器件。

作为优选的：所述分拣机构对面的传送带一侧设置的出口处安装有传送带。

作为优选的：所述继电器选用时间继电器，可以根据产品传送速度调节延迟时间，定时启动气缸控制阀，使气缸推动连杆从而改变产品运行方向，达到分拣产品的目的。

作为优选的：所述连杆末端安装有一个喇叭型吸盘，喇叭型吸盘的材质采用软塑胶，在气缸带动连杆高速运动时，喇叭型吸盘可以对产品起到保护作用，并且可增大连杆末端与产品的接触面积，使产品的运行方向不偏离。

本实用新型的工作流程是：进瓶机构将待检瓶体依次送入主轮盘，机械手固定机构将各待检瓶体固定，当主轮盘上待检瓶体数量达到预定值时，进瓶机构停止转动，主轮盘上的旋瓶机构使瓶体沿中心轴线以一定的速度旋转，这个旋转速度控制在3000rpm以下，如转速为10-3000rpm，旋瓶的时间控制在5秒以内，如0.02-5秒。主轮盘降低旋转速度后，机械手固定机构依次松开，待检瓶体掉入出瓶机构，出瓶机构使待检瓶体平稳的输送到传送带上，此时待检瓶体内的液体在惯性的作用下仍处于旋转状态。待检瓶体经过灯检机构使用底部光源从该瓶体下方位置照射该瓶体底部，或使用平板型背光光源从该瓶体侧面位置照射该瓶体，并使瓶体能被光线完全照射到;此时启动位于所述瓶体侧面的CCD摄像机，对瓶体相对静止不动而瓶体内的液体及异物仍在旋动的该瓶体进行连续摄取瓶体的序列图像;图像处理系统用常规图像处理方法对采样得到的连续图像进行处理，并同预设参数进行比较而得出该瓶体内液体中有无沉淀异物的判定。然后将判定结果传送至PLC处理器，PLC处理器控制分拣机构将不合格的瓶装饮料剔除到出口入的传送带上，合格产品被传送带送至下一工序。

本实用新型的有益效果是：结构简单、自动化程度高，通过多个机械手固定机构、旋瓶机构以及灯检机构，使瓶中运动的异物完全处于光照条件下，因此对旋瓶速度的要求和图像采样的帧数可大大降低，图像采样帧数最低只要二帧即可达到理想的检测效果。本实用新型的灯检装置设有双工位，能够根据异物不同类型配置不同的光源，从而大大提高了图像采集的质量，提高检测结果的准确性。设有灵巧的分拣机构，利用气动推杆的伸缩，实现次品和正品的分离,结构简单实用。

附图说明

附图1为本实用新型俯视结构示意图；

附图2为本实用新型主视结构示意图；

标记说明：1进瓶传送带，2第二传送带，3进瓶机构、4主轮盘、5出瓶机构、6底部光源，7平板型背光光源，8CCD摄像机，9图像处理系统，10分拣机构，11分拣口，12缝隙，13支架，14机械手固定机构，15待检瓶体，16旋转电机，17固定底盘，18旋转轴，19旋瓶机构，20旋转电机，31进瓶轮盘，101空压机，102导气管，103单片机，104霍尔开关、105继电器、106气缸，107连杆，108吸盘。

具体实施方式

下面通过实施例，对本实用新型进行进一步的说明，如图1-2所示：一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，其特征在于，包括进瓶机构3、主轮盘4、出瓶机构5、灯检机构，分拣机构10以及PLC处理器（未示出）。

所述的进瓶机构3包括进瓶传送带1、进瓶轮盘31和旋转电机16，所述的进瓶传送带1、旋转电机16、进瓶轮盘31和主轮盘4依次配合连接, 所述主轮盘4设置在进瓶机构3的右侧下方，所述进瓶机构3将进瓶传送带1上的瓶体导入主轮盘4上。

所述主轮盘均布有多个瓶腔，每个瓶腔外部设有用于固定瓶体的机械手固定机构14；主轮盘4中心位置设置有用于瓶体旋转的旋瓶机构19。

所述的出瓶机构5设置在主轮盘4右侧下方，出瓶机构5和主轮盘4依次配合连接，所述出瓶机构5与第二传送带2连接。

所述灯检装置设有双工位，依次安装在出瓶机构5后方的第二传送带2左侧，所述灯检机构包括固定安装在第二传送带2底部缝隙处的底部光源6，固定安装在第二传送带2一侧内部的平板型背光光源7，CCD摄像机8以及图像处理系统9。

所述底部光源6与平板型背光光源7安装在第二传送带2的同一垂直线上；所述CCD摄像机8的位置为平板型背光光源7对应面且与待检瓶体成90°，在待检瓶体15相对静止而瓶内液体及沉淀异物尚在运动，此时启动CCD摄像机8连续摄取待检瓶体15的序列图像。

所述底部光源6，可采用圆柱形激光光源，该光源可以由在半导体激光器前加装光学透镜组获得，此圆柱型激光的直径最好与待检瓶的直径相当。

所述分拣机构10安装在灯检机构后方的第二传送带2一侧，所述分拣机构10对面的第二传送带2一侧设置有出口11，所述出口11处设置有传送带，分拣机构10将灯检不合格的产品，从此出口11处推送到传送带上完成次品剔除。

所述分拣机构包括：空压机101、霍尔开关104、继电器105、气缸106、连杆107；所述的霍尔开关104与单片机103连接，气缸106上安装有霍尔开关104、继电器105；气缸106与连杆107连接，单片机103与PLC处理器（未示出）连接。所述继电器105选用时间继电器，可以根据产品传送速度调节延迟时间，定时启动气缸106控制阀，使气缸106推动连杆107从而改变产品运行方向，达到分拣产品的目的。

所述连杆107末端安装有一个喇叭型吸盘108，吸盘108的材质采用软塑胶，在气缸106带动连杆107高速运动时，吸盘108可以对待检瓶体起到保护作用，并且可增大连杆107末端与待检瓶体的接触面积，使待检瓶体的运行方向不偏离。

所述进瓶传送带1、第二传送带2，多个机械手固定机构14以及旋转电机16、旋瓶机构19、旋转电机20、灯检机构，分拣机构10与PLC处理器（未示出）电性连接。

本实用新型的工作流程是：进瓶机构3将待检瓶体15依次送入主轮盘4，多个机械手固定机构14将各待检瓶体15固定，当主轮盘4上待检瓶体15数量达到预定值时，进瓶机构3停止转动，主轮盘4上的旋瓶机构19使瓶体沿中心轴线以一定的速度旋转，这个旋转速度控制在1000rpm，旋瓶的时间控制在3秒。主轮盘4降低旋转速度后，机械手固定机构14依次松开，待检瓶体15掉入出瓶机构5，出瓶机构5使待检瓶体15平稳的输送到第二传送带2上，此时待检瓶体15内的液体在惯性的作用下仍处于旋转状态。待检瓶体15经过灯检机构，使用底部光源6从该瓶体下方位置照射该瓶体底部，或使用平板型背光光源7从该瓶体侧面位置照射该瓶体，并使待检瓶体15能被光线完全照射到;此时启动位于所述待检瓶体15侧面的CCD摄像机8，对待检瓶体15相对静止不动而瓶体内的液体及异物仍在旋动的该瓶体进行连续摄取瓶体的序列图像;经图像处理系统9用常规图像处理方法对采样得到的连续图像进行处理，并同预设参数进行比较而得出待检瓶体15内液体中有无沉淀异物的判定。然后将判定结果传送至PLC处理器（未示出），PLC处理器（未示出）控制分拣机构10将不合格的待检瓶体15剔除到出口11处的传送带上，合格产品被第二传送带2送至下一工序。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种修改或改动，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，包括进瓶机构、主轮盘、出瓶机构、PLC处理器，所述的进瓶机构包括进瓶传送带、进瓶轮盘和旋转电机，所述进瓶传送带、旋转电机、进瓶轮盘和主轮盘依次配合连接, 所述主轮盘设置在进瓶机构下方；所述主轮盘为圆盘状，圆盘外围均布有多个瓶腔，每个瓶腔外部设有用于固定瓶体的机械手固定机构；主轮盘中心位置设置有用于瓶体旋转的旋瓶机构；所述的出瓶机构设置在主轮盘下方，出瓶机构和主轮盘依次配合连接；所述出瓶机构与传送带连接；其特征是：还包括灯检机构，分拣机构；所述灯检机构安装在出瓶机构后方的传送带上，所述灯检机构包括固定安装在传送带底部缝隙处的底部光源，固定安装在传送带一侧内部的平板型背光光源，CCD摄像机以及图像处理系统；所述分拣机构安装在灯检机构后方的传送带一侧，所述分拣机构对面的传送带一侧设置有出口；所述进瓶传送带，传送带，主轮盘的多个机械手固定机构以及使进瓶机构、主轮盘、出瓶机构旋转的驱动装置，灯检机构，分拣机构与PLC处理器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，其特征是：所述底部光源与平板型背光光源安装在传送带的同一垂直线上；所述CCD摄像机的位置为平板型背光光源对应面且与待检瓶体成90°。

3.根据权利要求1所述的一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，其特征是：所述分拣机构包括：空压机、霍尔开关、继电器、气缸、连杆；所述的霍尔开关与单片机连接，气缸上安装有霍尔开关、继电器；气缸与连杆连接，单片机与PLC处理器连接。

4.根据权利要求1所述的一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，其特征是：所述灯检机构设有双工位。

5.根据权利要求1所述的一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，其特征是：所述底部光源，可采用圆柱形激光光源，此圆柱型激光的直径与待检瓶体的直径相当。

6.根据权利要求3所述的一种功能瓶装饮料生产用灯检设备，其特征是：所述继电器选用时间继电器；所述连杆末端安装有一个喇叭型吸盘，喇叭型吸盘的材质采用软塑胶。

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