TWM540302U

TWM540302U - 物料篩檢系統

Info

Publication number: TWM540302U
Application number: TW105218987U
Authority: TW
Inventors: xin-zhi Hong
Original assignee: Ching Chan Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-04-21

Description

物料篩檢系統

本創作係有關於一種物料篩檢系統，特別是有關於一種將物料傳輸、檢驗、分級及排料的機台模組的信號與資料收發控制，建立於單一控制系統下的物料篩檢系統。

在現代測量技術中，有關批次性、高精密性，高效率性的影像分析檢測技術，係重要的研發方向。詳細言之，利用可程式控制器(Programmable Logic Controller,PLC)啟動傳送設備，將檢測物傳輸至諸如感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)之影像感測器，以將檢測物的圖像數據轉換為數位訊號傳給電腦，經由電腦進行分析處理後，根據其處理成績賦與檢測物一對應的排料位置信號，並再由電腦通知可程式控制器，以控制傳送設備據而執行檢測物的排料位置傳送，並驅動對應的排料動作。

上述篩選系統的架構，可概分為運動控制和影像檢測系統，目前週知的系統架構中，例如台灣專利I373733號之影像檢測篩選機，其所公開的技術手段，主要將機台的運動控制、影像感測器控制、檢測物的圖像數據所轉換的數位訊號傳輸的部分交由可程式控制器處理、將影像感測器參數、圖像儲存分析、排料分類處理的部分交由電腦處理，請參見圖1所示，惟，可程式控制器處理與電腦存在著多個需要交互溝通的部分，但兩者的處理時脈並不一致，且傳輸本身就具有一定的延遲及失敗的機會，一但發生後，容易造成整個篩選結果發生誤判。

本創作目的係在於提供一種將物料篩檢系統的物料感測模組感測狀態檢知、機台單元之輸送裝置作動、檢測模組及排料模組的控制透過電腦及/或電腦所搭配的運動控制卡(Motion Card)，以與電腦控制之檢測模組相關參數、檢測分析結果加以整合在同一電腦系統內，以免除相異機台之間大量的訊號溝通與傳遞時間。

為達成上述物料篩檢系統的目的，本創作提供一種用以連續篩檢多個檢測物的物料篩檢系統，包含：一機台單元，具有將該些檢測物依序由一入料位置沿著一輸送路徑移動之輸送裝置，以及一感測每一檢測物進入該入料位置時發出一入料訊號的入料感測模組，該輸送路徑包含有至少一檢測位置與至少一排料位置；一驅動單元，包含一馬達及一配合該馬達的編碼器，該驅動單元用以驅動該輸送裝置；一檢測模組，係對送達該檢測位置之每個檢測物擷取至少一檢測資訊；一排料模組，係將送達該排料位置之每個檢測物進行排料，使該檢測物脫離該輸送裝置；一電腦，係用以：產生輸送裝置作動訊號並即時監控該編碼器的編碼數值、儲存該入料位置、該檢測位置與該排料位置之間相對的該編碼器之編碼數值的一位移資訊、根據該入料訊號記錄該入料位置的該檢測物之初始位置編碼數值，並參照該位移資訊推算該檢測物相對應的受測位置編碼數值、分析該檢測資訊並據而賦與受檢之該檢測物對應的一排料位置資訊、根據該排料位置資訊，並參照該位移資訊推算該檢測物相對應的該排料位置編碼數值，並在每個檢測物送經其對應的該受測位置編碼數值或該排料位置編碼數值時，產生對應的檢測模組作動訊號及排料模組作動訊號；以及一運動控制模組，係安裝於該電腦，用以根據該輸送裝置作動訊號、該檢測模組作動訊號與該排料模組作動訊號，控制該驅動單元、該檢測模組及該排料模組作動。

在一實施方式中，排料位置可為多個，包含：分別位於該輸送路徑之一第一排料位置、一第二排料位置及一第三排料位置，每個檢測物經該電腦分析後之該排料位置資訊係包含該些排料位置其中一者，且該輸送路徑最末一個排料位置可為該機台單元的輸送路徑末端之出料口。

在一實施方式中，該輸送裝置為輸送帶或轉盤。

在一實施方式中，該檢測模組係包含影像檢測裝置、材質檢測裝置、接觸式探針裝置或雷射測距裝置。

在一實施例中，該機台單元更包含一排料狀態檢測模組，用以監控該排料模組的排料狀態。

在一實施例中，該入料感測模組、該驅動單元、該檢測模組及該排料模組係與該電腦或與安裝於該電腦之該運動控制模組電性連接。

本創作之特點在於：藉由電腦與運動控制卡的使用，使電腦內之運動控制卡所儲存的所有資訊與電腦所有的資訊為同一主控系統架構下處理，因此可避免如先前技術之使用不同架構之下的信號指令及資料傳送的通訊延遲，不僅可提升核心的使用率，還進而提升整體運轉效率；再者，「檢測物的絕對位置確認」與「運算各檢測物的檢測成績」的分工進行，更可降低誤判事件的發生，具有提高判斷準確率之功效；另一方面，因可程式控制器的面板可略，故成本也有降低。

1‧‧‧物料篩檢系統

10‧‧‧機台單元

11‧‧‧輸送裝置

111‧‧‧輸送路徑

112‧‧‧入料位置

113‧‧‧檢測位置

1131‧‧‧第一檢測位置

1132‧‧‧第二檢測位置

114‧‧‧排料位置

1141‧‧‧排料位置資訊

11411‧‧‧第一排料位置

11412‧‧‧第二排料位置

11413‧‧‧第三排料位置

12‧‧‧入料感測模組

121‧‧‧入料訊號

13‧‧‧排料狀態檢測模組

131‧‧‧排料狀態

20‧‧‧驅動單元

21‧‧‧馬達

22‧‧‧編碼器

221‧‧‧編碼數值

2211‧‧‧初始位置編碼數值

2212‧‧‧受測位置編碼數值

2213‧‧‧排料位置編碼數值

30‧‧‧檢測模組

31‧‧‧檢測資訊

40‧‧‧排料模組

50‧‧‧電腦

51‧‧‧位移資訊

52‧‧‧作動資訊

521‧‧‧輸送裝置作動訊號

522‧‧‧檢測模組作動訊號

523‧‧‧排料模組作動訊號

60‧‧‧運動控制模組

T‧‧‧檢測物

步驟S10~步驟S70‧‧‧本創作之物料篩檢的步驟流程

步驟S15‧‧‧本創作之物料篩檢的教導程序步驟

圖1繪示先前技術之物料篩檢機應用可程式控制器與電腦之資訊分配與通訊的系統方塊示意圖；圖2繪示本創作之物料篩檢系統一實施例之系統方塊圖；及圖3繪示本創作之物料篩檢系統運作的步驟流程圖。

茲配合圖式將本創作實施例詳細說明如下，其所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本創作之基本結構，因此在該等圖式中僅標示與本創作有關之元件，且所顯示之元件並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態有可能更為複雜。

請參照圖2所示。本實施例的物料篩檢系統1，適合連續篩檢多個檢測物T，並根據每個檢測物T在檢測位置113取樣檢測後，根據不同的檢測成果，輸送至對應的排料位置114進行排料分類。該物料篩檢系統1包括：機台單元10、驅動單元20、檢測模組30、排料模組40、電腦50以及運動控制模組60。

該機台單元10，係設置有輸送裝置11與入料感測模組12，該輸送裝置11將該些檢測物T依序由一入料位置112沿著一輸送路徑111移動，該輸送路徑111包含有至少一檢測位置113與至少一排料位置114(該排料位置114可包含或不包含該輸送路徑111最末端的出料口)，入料感測模組12在每一檢測物進入該入料位置112時的觸發而產生一入料訊號121。

該驅動單元20係包含一馬達21及一配合該馬達21的編碼器22，該驅動單元20之該馬達21用以驅動該輸送裝置11，並以編碼器22將旋轉量或旋轉的機械位移，轉換為電氣訊號之編碼數值221。

該檢測模組30係對送達該檢測位置113之每個檢測物T擷取至少一檢測資訊31，以供後述利用。

該排料模組40係將送達該排料位置114之每個檢測物T進行排料，使該檢測物T脫離該輸送裝置11。

該電腦50係包含以下系統結構：「產生輸送裝置作動訊號521」；「即時監控該編碼器22的編碼數值221」；「儲存該入料位置112、該檢測位置113與該排料位置114之間相對的該編碼器22之編碼數值221的一位移資訊51」；「根據該入料訊號121記錄該入料位置112的該檢測物T之初始位置編碼數值2211，並參照該位移資訊51推算該檢測物T相對應的受測位置編碼數值2212」；「分析該檢測資訊31並據而賦與受檢之該檢測物T對應的一排料位置資訊1141」；「根據該排料位置資訊1141，並參照該位移資訊51推算該檢測物T相對應的該排料位置編碼數值2213」；「在每個檢測物T送經其對應的該受測位置編碼數值2212或該排料位置編碼數值2213時，產生對應的檢測模組作動訊號522及排料模組作動訊號523」。前述輸送裝置作動訊號521、檢測模組作動訊號522、排料模組作動訊號523統稱為作動資訊52。

該運動控制模組60係安裝於該電腦50，作為電腦50的擴充硬體，整合於該電腦50的系統中，用以根據該些作動資訊52，直接控制該驅動單元20、該檢測模組30及該排料模組40作動。

如圖2所示。在一實施例中，檢測位置113也可設為多個，包含分別位於該輸送路徑111之第一檢測位置1131與第二檢測位置1132，當然，該檢測模組30之不同的檢測位置113可設置不同的檢測設備，包含影像檢測裝置、材質檢測裝置、接觸式探針裝置或雷射測距裝置等。

再如圖2所示，該至少一排料位置114可設為多個，包含分別位於該輸送路徑111之一第一排料位置11411、一第二排料位置11412及一第三排料位置11413，每個檢測物T經該電腦50分析後所賦與的該排料位置資訊1141的內容，係包含該些排料位置(即第一排料位置11411、一第二排料位置11412及一第三排料位置11413)的其中一個，且在一實施例中，該輸送路徑111的最末一個排料位置(本實施例為該第三排料位置11413)可為該機台單元10的輸送路徑11末端之出料口。

在一實施例中，該輸送裝置11可為輸送帶或是轉盤。

在一實施例中，該機台單元10更包含一排料狀態檢測模組13，用以監控該排料模組40的排料狀態131，並可由該電腦50或該運動控制模組60讀取該排料狀態131，以進一步獲得實際的排料情形。

在一實施例中，該入料感測模組12、該驅動單元20、該檢測模組30及該排料模組40係與該電腦50及/或與安裝於該電腦50之該運動控制模組60電性連接，以由該電腦50及/或該運動控制模組60協同控制處理所需的各模組的運作。

請再參照圖2及圖3所示。本實施例為一種物料篩檢系統的運行方法，其步驟包含：步驟S10，提供如前述的物料篩檢系統1。

步驟S20，該電腦50透過該運動控制模組50驅動該驅動單元20，以使該輸送裝置11作動，以在輸送路徑111上傳輸檢測物T。

步驟S30，載入一檢測物T於該入料位置112，並觸發該入料感測模組12產生一入料訊號121。

步驟S40，根據該運動控制模組50擷取該入料訊號121，電腦50記錄下該檢測物T所對應的初始位置編碼數值2211，並參照該位移資訊51內之檢測位置113與入料位置112的編碼數值221差值累加至該初始位置編碼數值2211，而計算出該檢測物T的受測位置編碼數值2212。

步驟S50，當該檢測物T傳輸至該受測位置編碼數值2212時，該電腦50透過該運動控制模組60控制該檢測模組30對該檢測物T擷取至少一檢測資訊31。

步驟S60，該電腦50在同一硬體系統之下，可直接獲取該檢測資訊31，並根據不同的檢測設備，採用適當的影像比對、數值運算等演算公式法則，進而計算出一檢測成績，電腦50再依據該檢測成績配對出對應的一排料位置資訊1141(例如檢測成績為良品者，對應一排料位置114，檢測成績為不良品者，對應另一排料位置，詳如後述)，電腦50並參照該位移資訊51，而計算出該檢測物T的排料位置編碼數值2213(例如，電腦50參照該位移資訊51內之對應當前所計算出的排料位置資訊1141的排料位置114與入料位置112的編碼數值221差值，累加至該初始位置編碼數值2211，而計算出該檢測物T的排料位置編碼數值2213)。

步驟S70，繼而，當該檢測物T傳輸至其對應該排料位置編碼數值2213的該排料位置114或該些排料位置114其中之一時，該電腦50透過該運動控制模組60控制該排料模組40，對該檢測物T進行排料作業，使該檢測物T脫離(如以吹嘴吹離或以撥桿撥離)該輸送裝置11。

在一實施例中，該位移資訊51係在進行該電腦50透過該運動控制模組60驅動該驅動單元之步驟S20之前，預先進行一教導程序之步驟S15：實際引導該驅動單元20驅動該輸送裝置11至檢測位置113及排料位置114，並記錄該些位置所對應的該編碼器22之編碼位置(如初始位置編碼數值2211、受測位置編碼數值2212及排料位置編碼數值2213)，以取得由初始位置編碼數值2211至受測位置編碼數值2212之間所需要跑的編碼數值221間隔，及由初始位置編碼數值2211至排料位置編碼數值2213之間所需要跑的編碼數值221間隔(如有多個不同數個排料位置編碼數值2213，則有數個不同的間隔值)，以建置該位移資訊51內容。

當然，隨著檢測設備種類的不同，上述該檢測模組30之該檢測資訊31可包括一影像檢測裝置之照片資訊、一材質檢測裝置之渦電流圖像資訊、接觸式探針裝置之數據資訊或雷射測距之數值資訊等等。

綜上所述，本創作之系統架構係隸屬於同一電腦架構下(如圖2所示)，因此其系統架構得以主控系統單一化，其時脈和執行緒可進行最佳化分配，例如在電腦記憶體內儲存的每一檢測物T入料時所對應的入料位置定位編碼數值51、位移資訊52(檢測位置定位編碼數值521、排料位置定位編碼數值522)、檢測模組30的檢測資訊31、電腦50所算出的檢測結果、排料位置資訊53、物料感測模組12的入料訊號121、排料狀態檢測模組13的排料訊號131等等資訊，皆在同一系統內，不需在不同硬體、不同時脈間通訊讀取，因而可避免在通訊上浪費資源而拖垮物料篩檢系統1之整體運轉效率，因此本創作整體物料篩檢系統1的運轉效率可大大地提升；再者，「待測物的絕對位置確認」與「運算各待測物的檢測成績」的分工進行，更可降低誤判事件的發生，具有提高判斷準確率之功效。

前述本創作所採用的技術手段之實施方式或實施例，並非用來限定本創作專利實施之範圍。即凡與本創作專利申請範圍文義相符，或依本專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。