CN215613328U - 一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，包含分检系统、检测系统和控制系统，其特征在于，传统生产线上人工用肉眼来检查烟盒外包装的缺陷，这种检查方式既需要大量人力成本又无法确保检测结果的精度，往往带有很强的不确定性，因此本实用新型一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，通过自动化的分拣设备及其方法解决了这一问题，极大地节省了人力，并且在传送带的设计上采用分段式设计，每段传送带既能相互配合又能独立运行或停止，使机器人在分拣时不用暂停整条传送带，极大地提高了生产效率，且具有结构简单，使用方便的特点。

Description

一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备

技术领域

本实用新型涉及机器视觉设备领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备。

背景技术

随着智能制造业的快速发展，机器视觉作为智能制造中最重要的组成部分之一，被广泛地应用于工业产品的定位、识别、缺陷检测等，传统生产线上人工用肉眼来检查烟盒外包装的缺陷，这种检查方式既需要大量人力成本又无法确保检测结果的精度，往往带有很强的不确定性，使用机器视觉技术代替人工进行工件的检测及分类，能够有效避免因人工疲劳造成的分拣错误，有效提高工业生产效率和生产精度，因此实用新型一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备是非常有必要的。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，针对传统工业流水线中人工检测效率低、检测精度误差大等问题，通过机器视觉技术实现工业生产中烟盒分拣的自动化，极大地提高了生产效率和产品精度。

作为本实用新型公开的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备的一种具体实施方式，其包含：分拣系统、检测系统和控制系统；

所述的分拣系统包括前柜体组件、机器人组件、分拣盒，所述的机器人组件安装在前柜体组件上部左侧，分拣盒位于前柜体组件上部右侧，分拣盒放置在机器人组件正下方；

所述的检测系统包括后柜体组件、传送带、待检工件放置台、第一机器视觉组件、拐角接驳工件、第二机器视觉组件、光学传感器，所述的传送带、待检工件放置台、第一机器视觉组件、第二机器视觉组件、光学传感器均安装在后柜体组件上，所述的待检工件放置台位于平行传送带上，随传送带一起移动，所述的第一机器视觉组件安装在平行传送带后部左侧，第二机器视觉组件安装在平行传送带前部中央，光学传感器有三个，分别安装在平行传送带的后部左侧位置、前部中央位置以及前部右侧位置；

所述的控制系统包括PLC控制器、计算机、智能视觉系统、机器人控制器、抓取组件控制电子阀、电机驱动系统、触控屏，所述的PLC控制器连接计算机、智能视觉系统、机器人控制器、抓取组件控制电子阀、电机驱动系统、触控屏。

进一步地，所述的机器人组件包括机器人和夹爪，夹爪安装在机器人前端。

进一步地，所述的传送带是由第一平行传送带、第二平行传送带、第三垂直传送带、第四平行传送带、第五平行传送带、第六垂直传送带、拐角接驳工件组成的环形结构，拐角接驳工件位于平行传送带的四角位置。

进一步地，所述的光学传感器有三个，分别为第一光学传感器、第二光学传感器、第三光学传感器，第一光学传感器安装在第二平行传送带外侧，且位于第一机器视觉组件右侧，第二光学传感器安装在第四平行传送带外侧，位于第二机器视觉组件左侧，第三光学传感器安装在第五平行传送带外侧，正对机器人组件。

进一步地，所述的计算机包含主机、显示器、键盘、计算机支架，所述的主机位于后柜体组件内部，所述的计算机支架安装在机器视觉组件保护柜外部右侧，所述的显示器位于计算机支架上层，键盘位于计算机支架下层。

本实用新型的有益效果：

本实用新型一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，主要包括分拣系统、检测系统和控制系统，通过使用自动化的分拣设备及其方法解决了传统生产线上人工检查烟盒外包装缺陷的精度差、效率低的问题，在保证高精度的前提下极大地节省了人力，还具有结构简单易于安装，方便工人操作等特点；

本实用新型一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，所述的传送带由第一平行传送带、第二平行传送带、第三垂直传送带、第四平行传送带、第五平行传送带、第六垂直传送带、拐角接驳工件组成，拐角接驳工件位于平行传送带的四角位置，所述的传送带分为六段，在传送带的设计上采用分段式设计，每段传送带既能相互配合又能独立运行或停止，使机器人在分拣时不用暂停整条传送带，提高了生产效率，四个拐角处安装有拐角接驳工件保证工件放置台运动的流畅。

本实用新型一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，所述的第一机器视觉组件包括机器视觉组件保护柜、机器视觉支架、工业相机、条形光源，用于检测烟盒表面缺陷区分良品和劣品，所述的机器视觉组件保护柜为顶部封闭的帽形箱体结构，侧板采用半透明的亚克力材质，这种柜体结构不仅能够使生产实现可视化，还可以有效防止杂散光的干扰，确保检测精度。

本实用新型一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，所述的光学传感器有三个，分别为第一光学传感器、第二光学传感器、第三光学传感器，所述的第一光学传感器用于触发第一机器视觉组件识别工件特征信息，所述的第二光学传感器用于触发第二机器视觉组件实现工件的定位，所述的第三光学传感器用于触发机器人组件开始作业。

本实用新型一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，所述的计算机支架安装在机器视觉组件保护柜右侧分为上下两层，上层用于放置显示器下层可放置键盘，结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备三维结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备的俯视图；

图3为本实用新型提出的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备的后视图；

图4为本实用新型提出的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备的控制系统示意图。

附图标记说明

100-分拣系统，110-前柜体组件，120-机器人组件，121-机器人，122-夹爪， 130-分拣盒，200-检测系统，210-后柜体组件，220-传送带，221-第一平行传送带，222-第二平行传送带，223-第三垂直传送带，224-第四平行传送带，225-第五平行传送带，226-第六垂直传送带，227-拐角接驳工件，230-待检工件放置台， 240-第一机器视觉组件，241-机器视觉组件保护柜，242-机器视觉支架，243-工业相机，244-条形光源，250-拐角接驳工件，260-第二机器视觉组件，270-光学传感器，271-第一光学传感器，272-第二光学传感器，273-第三光学传感器，321- 显示器，322-计算机支架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1～4所示，其示出了本实用新型的具体实施方式；本实用新型公开的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，包含：分拣系统100、检测系统200 和控制系统300；

所述的分拣系统100包括前柜体组件110、机器人组件120、分拣盒130，所述的机器人组件120安装在前柜体组件110上部左侧，分拣盒130位于前柜体组件110上部右侧，分拣盒130放置在机器人组件120正下方；

所述的检测系统200包括后柜体组件210、传送带220、待检工件放置台230、第一机器视觉组件240、拐角接驳工件250、第二机器视觉组件260、光学传感器270，所述的传送带220、待检工件放置台230、第一机器视觉组件240、第二机器视觉组件260、光学传感器270均安装在后柜体组件210上，所述的待检工件放置台230位于平行传送带220上，随传送带一起移动，所述的第一机器视觉组件240安装在平行传送带220后部左侧，第二机器视觉组件260安装在平行传送带220前部中央，光学传感器270有三个，分别安装在平行传送带220 的后部左侧位置、前部中央位置以及前部右侧位置；

所述的控制系统300包括PLC控制器、计算机320、智能视觉系统、机器人控制器、抓取组件控制电子阀、电机驱动系统、触控屏310，所述的PLC控制器连接计算机320、智能视觉系统、机器人控制器、抓取组件控制电子阀、电机驱动系统、触控屏310；

在本实用新型当中，如图1、2、3所示，传统生产线上人工用肉眼来检查烟盒外包装的缺陷，这种检查方式既需要大量人力成本又无法确保检测结果的精度，往往带有很强的不确定性，因此本实用新型一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，通过自动化的分拣设备及其方法解决了这一问题，极大地节省了人力，并且在传送带的设计上采用分段式设计，每段传送带既能相互配合又能独立运行或停止，使机器人在分拣时不用暂停整条传送带，极大地提高了生产效率，且具有结构简单，使用方便的特点。

在本实用新型当中，如图1、2、3所示，所述的第二机器视觉组件260用于定位识别烟盒在传送过程中因待检工件放置台230抖动而造成的位置偏移，便于机器人121精准抓取烟盒，提升了设备的精度。

优选的，一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，其特征在于，所述的机器人组件120包括机器人121和夹爪122，夹爪122安装在机器人121前端。

在本实用新型当中，如图1、2、3所示，所述的夹爪122用于将分拣的烟盒整齐的码垛，便于后续人工进行翻面操作，节省了人力。

优选的，所述的传送带(220)是由第一平行传送带221、第二平行传送带 222、第三垂直传送带223、第四平行传送带224、第五平行传送带225、第六垂直传送带226、拐角接驳工件227组成的环形结构，拐角接驳工件227位于平行传送带220的四角位置。

在本实用新型当中，如图1、2、3所示，所述的传送带分为六段，每段传送带既能相互配合，又能独立作业，提高了自动化生产的效率，四个拐角处安装有拐角接驳工件227保证工件放置台运动的流畅。

优选的，所述的第一机器视觉组件240包括机器视觉组件保护柜241、机器视觉支架242、工业相机243、条形光源244，所述的机器视觉组件保护柜241 安装在第二平行传送带222上方，箱体侧面采用半透明亚克力材质，所述的机器视觉支架242安装在机器视觉组件保护柜241内部左侧，工业相机243安装在机器视觉支架242上部，条形光源244安装在机器视觉支架242同侧下部。

在本实用新型当中，如图1、2、3所示，所述的机器视觉组件保护柜241 为顶部封闭的帽形箱体结构，第二平行传送带222从箱体下方穿过，侧板采用半透明的亚克力材质，这种柜体结构不仅能够使生产实现可视化，还可以有效防止杂散光的干扰，确保检测精度。

优选的，所述的光学传感器270有三个，分别为第一光学传感器271、第二光学传感器272、第三光学传感器273，第一光学传感器271安装在第二平行传送带222外侧，且位于第一机器视觉组件240右侧，第二光学传感器272安装在第四平行传送带224外侧，位于第二机器视觉组件250左侧，第三光学传感器273安装在第五平行传送带225外侧，正对机器人组件120。

在本实用新型当中，如图1、2、3所示，所述的第一光学传感器271用于触发第一机器视觉组件240识别工件特征信息，所述的第二光学传感器272用于触发第二机器视觉组件250实现工件的定位，所述的第三光学传感器273用于触发机器人组件120开始作业。

优选的，所述的计算机320包含主机、显示器321、键盘、计算机支架322，所述的主机位于后柜体组件内部，所述的计算机支架322安装在机器视觉组件保护柜241外部右侧，所述的显示器321位于计算机支架322上层，键盘位于计算机支架322下层。

在本实用新型当中，如图1、2、3所示，所述的计算机支架322安装在机器视觉组件保护柜241外部右侧，分为上下两层，上层用于放置显示器下层可放置键盘，结构简单，使用方便。

在本实用新型当中，如图4所示，所述的控制系统包括PLC控制器、计算机320、智能视觉系统、机器人控制器、抓取组件控制电子阀、电机驱动系统、触控屏310，所述的PLC控制器连接计算机320、智能视觉系统、机器人控制器、抓取组件控制电子阀、电机驱动系统、触控屏310，所述的智能视觉系统为计算机320内置软件并连接第一机器视觉组件240、第二机器视觉组件250，所述的机器人控制器连接机器人121，所述的抓取组件控制电子阀连接夹爪122，所述的电机驱动系统控制传送带运动，所述的触控屏310用于实现人机交互功能，启动设备，机器人控制器发送指令控制机器人121自动上料，电机驱动系统启动传送带220，待烟盒运动至第一光学传感器271处触发传感器发送来料信号至第一机器视觉组件240，第一机器视觉组件240对烟盒进行拍照补光，将得到的图片发送给计算机320中的图像处理分析软件，再将处理识别后的分拣信息发送给PLC控制器，由PLC控制器发送给机器人控制器，控制机器人121识别待拣烟盒特征，烟盒继续运动至第二光学传感器272处触发第二机器视觉组件250 对烟盒进行拍照补光，将得到的图片发送给计算机(320)中的图像处理分析软件，再将处理识别后的位置信息发送给PLC控制器，由PLC控制器发送给机器人控制器，烟盒继续运动至第三光学传感器273触发机器人121动作，机器人控制器发送信号给PLC控制器，PLC控制器再将信号发送给电机驱动系统，第五平行传送带225停止工作，PLC控制器再将信号传输给抓取组件控制电子阀，夹爪122随机器人121运动并做夹取动作。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，包含：分拣系统(100)、检测系统(200)和控制系统(300)；

所述的分拣系统(100)包括前柜体组件(110)、机器人组件(120)、分拣盒(130)，所述的机器人组件(120)安装在前柜体组件(110)上部左侧，分拣盒(130)位于前柜体组件(110)上部右侧，分拣盒(130)放置在机器人组件(120)正下方；

所述的检测系统(200)包括后柜体组件(210)、传送带(220)、待检工件放置台(230)、第一机器视觉组件(240)、拐角接驳工件(250)、第二机器视觉组件(260)、光学传感器(270)，所述的传送带(220)、待检工件放置台(230)、第一机器视觉组件(240)、第二机器视觉组件(260)、光学传感器(270)均安装在后柜体组件(210)上，所述的待检工件放置台(230)位于平行传送带(220)上，随传送带一起移动，所述的第一机器视觉组件(240)安装在平行传送带(220)后部左侧，第二机器视觉组件(260)安装在平行传送带(220)前部中央，光学传感器(270)有三个，分别安装在平行传送带(220)的后部左侧位置、前部中央位置以及前部右侧位置；

所述的控制系统(300)包括PLC控制器、计算机(320)、智能视觉系统、机器人控制器、抓取组件控制电子阀、电机驱动系统、触控屏(310)，所述的PLC控制器连接计算机(320)、智能视觉系统、机器人控制器、抓取组件控制电子阀、电机驱动系统、触控屏(310)。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，其特征在于，所述的机器人组件(120)包括机器人(121)和夹爪(122)，夹爪(122)安装在机器人(121)前端。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，其特征在于，所述的传送带(220)是由第一平行传送带(221)、第二平行传送带(222)、第三垂直传送带(223)、第四平行传送带(224)、第五平行传送带(225)、第六垂直传送带(226)、拐角接驳工件(227)组成的环形结构，拐角接驳工件(227)位于平行传送带(220)的四角位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，其特征在于，所述的第一机器视觉组件(240)包括机器视觉组件保护柜(241)、机器视觉支架(242)、工业相机(243)、条形光源(244)，所述的机器视觉组件保护柜(241)安装在第二平行传送带(222)上方，箱体侧面采用半透明亚克力材质，所述的机器视觉支架(242)安装在机器视觉组件保护柜(241)内部左侧，工业相机(243)安装在机器视觉支架(242)上部，条形光源(244)安装在机器视觉支架(242)同侧下部。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，其特征在于，所述的光学传感器(270)有三个，分别为第一光学传感器(271)、第二光学传感器(272)、第三光学传感器(273)，第一光学传感器(271)安装在第二平行传送带(222)外侧，且位于第一机器视觉组件(240)右侧，第二光学传感器(272)安装在第四平行传送带(224)外侧，位于第二机器视觉组件(260)左侧，第三光学传感器(273)安装在第五平行传送带(225)外侧，正对机器人组件(120)。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的烟盒外包装分拣设备，其特征在于，所述的计算机(320)包含主机、显示器(321)、键盘、计算机支架(322)，所述的主机位于后柜体组件内部，所述的计算机支架(322)安装在机器视觉组件保护柜(241)外部右侧，所述的显示器(321)位于计算机支架(322)上层，键盘位于计算机支架(322)下层。

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