WO2023200368A1 - Устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки - Google Patents

Устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки Download PDF

Info

Publication number
WO2023200368A1
WO2023200368A1 PCT/RU2023/050029 RU2023050029W WO2023200368A1 WO 2023200368 A1 WO2023200368 A1 WO 2023200368A1 RU 2023050029 W RU2023050029 W RU 2023050029W WO 2023200368 A1 WO2023200368 A1 WO 2023200368A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
products
product
optical
cells
belt
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/050029
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Георгий Валентинович КОРНИЛОВ
Анатолий Владимирович КРУЛИКОВСКИЙ
Ирина Владимировна ЖУРАВЛЕВА
Елена Михайловна ФЕДОРОВА
Петр Константинович БОБРОВИЧ
Александр Робертович МИШИН
Игорь Аркадьевич ХАЙДЕНКО
Александр Викторович ЧЕРНОПЯТОВ
Константин Андреевич СИНЯЕВ
Антон Андреевич ПОЛУШКИН
Original Assignee
Акционерное общество "Гознак" (АО "Гознак")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2022109788A external-priority patent/RU2784322C1/ru
Application filed by Акционерное общество "Гознак" (АО "Гознак") filed Critical Акционерное общество "Гознак" (АО "Гознак")
Publication of WO2023200368A1 publication Critical patent/WO2023200368A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/38—Collecting or arranging articles in groups

Definitions

  • the invention relates to control and measuring equipment in the field of mass and at the same time individual quality control and sorting of individual products in the form of flat polygons of the correct shape, for example, various coins, coin-like tokens, medals, casino chips, etc., for which a reliable and precise multi-parameter control of geometric dimensions, quality of coatings and printed images on each product.
  • USSR Author's Certificate No. 1466815 (application No. 4050996/28-12 dated 04/03/1986, published 03/23/1989, Bulletin No. 11) “Automatic machine for testing cylindrical parts.”
  • the invention relates to control and sorting technology for monitoring and sorting cylindrical parts by size and surface quality.
  • the machine contains a loading mechanism with a volumetric multi-strand cassette, a storage device, four control positions, a sorting device and an unloading mechanism with another volumetric multi-strand cassette mounted along the transporting stepper mechanism.
  • Each control position consists of a basing roller prism, spring-loaded clamping levers with rollers and optical converters installed with the ability to move along the surface of the parts being tested.
  • Each control position is also equipped with an automatic operator consisting of two
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) controlled clamps, with the help of which the controlled parts are transferred from the transport mechanism to the control positions and back. All mechanisms are driven by a camshaft with cams.
  • Patent RU2098202 (published on December 10, 1997) “Device for control and sorting of products.”
  • the invention relates to control and measuring equipment with subsequent sorting of flat cylindrical products according to types of defective and suitable.
  • the essence of the invention the device contains a sequentially installed loading hopper, a measuring station, a transport unit, and a storage unit.
  • the transport stream of the transporting unit is formed by a longitudinal groove in the cutter, made in the form of a pipe covering the conveyor auger, and contains a comb that partially covers the cutter, mounted motionless along the cutter axis and having inclined grooves according to the number of sorting positions.
  • the device provides reliable and high-performance sorting of products.
  • the disadvantage of the proposed control system is its complexity due to the overturning of products secured in special trays, which slows down the speed of the conveyor and the productivity of the system.
  • the processing system is capable of processing information related to a plurality of moving blanks of items (products), equipped with a conveyor for transporting the blanks, a visual sensor for determining the position of the blanks by obtaining images of multiple tracking ranges obtained by dividing the belt into sections, an encoder for determining the amount of movement of the belt, a dispatcher tracking a plurality of tracking ranges based on movement amounts detected by the encoder and specifying a tracking range passing through the workpiece detection area, a controller for selecting a product within the tracking range specified by the tracking manager, and a controller for controlling the operations of the robotic arms to pick up the workpiece selected by the controller blanks
  • This system is partially similar to the proposed system for flow-by-instance quality control of single products, but this system scans only the upper part of the product with a complex robotic system, and the system does not have a device for placing product blanks on a conveyor.
  • the problem to be solved in the proposed system is a significant qualitative and quantitative rationalization of the system with the choice of functionality according to the requirements of controlled characteristics (parameters) of individual products for continuous high-performance reliable sorting of suitable and defective products according to many controlled characteristics with their large flow quantity.
  • the system must have the technological ability to reject and sort (remove from the flow) detected defective products and have a hopper for loading large volumes of products for inspection and sorting.
  • the system must carry out quality control of single products of arbitrary (circle, polygon), but regular shape, with the diameter of a circle described around the product, simultaneously according to the following basic parameters:
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 8) monitoring the presence of defects (tears, sagging) along the edges of products.
  • a design for a system for flow-by-instance quality control and sorting of individual products in the form of flat polygons of regular shape which contains: a first (feed) conveyor with an initial loading buffer of individual products and a first transport belt with rows parallel along the direction of movement of the belt blind cells (with bottoms in a tape) for moving products into them, no more than one product per cell; an intermediate receiving and feeding unit with water dispensers at the exit of the first transport belt under its rows of cells for gravitational discharge of products of no more than one product per cell into through cells, also located in rows of the second transport belt of the second receiving conveyor parallel along the direction of movement of the belt flat table surfaces; above and below the second transport belt in the optical control zone through through cells and transverse to the direction of movement of the belt, slots through the flat table and narrow enough to prevent products from through cells from getting stuck in them, but with the possibility of illumination and optical scanning from the bottom side of the product in the through cell , optical units (two control channels) as part of laser
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) scans of this product, as well as a control system and synchronization of the operation of all parts of the system.
  • the system may preferably have a light and sound alarm to notify personnel about detected defects and emergency situations in the operation of the system and have an operator’s workstation with a keyboard, monitor and printer for setting up current system control parameters; viewing current images of rejected individual products; generation of reports on inspected individual products with printing.
  • Figure 1 is a block diagram of the system for stream-by-instance quality control and sorting of individual products.
  • FIGs 2, 3,4 are respectively views A, B, C of the block diagram shown in Figure 1.
  • Figure 5 is a constructive 3D model of a preliminary prototype device for a system for in-line copy-by-instance quality control and sorting of individual products.
  • Figures 1-5 show in a single continuous numbering: 1 - loading hopper; 2 - the first feeding conveyor with a belt with blind cells (with bottoms in the belt); 3 - watering can-dispenser; 4 - second receiving conveyor with a second belt with through cells; 5 - upper scanning block; 6,7 - top lights for reflection; 8 - lower scanning block; 9,10 - lower lights for reflection; 11 - laser illumination; 12 - distributor (separator) with a guiding mechanism (directing arrows) for the flow of suitable and defective products; 13 - container for suitable products; 14 - container for defective products; 15 - receiving conveyor table; 16 - belt with through cells of the receiving conveyor; 17 - belt with blind cells of the feeding conveyor; 18 - single products in cells; 19 - upper scanning b
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a module including a scanning unit with backlights; 20 - lower scanning module, including a scanning unit with backlights; 21 - supporting structure.
  • the figures do not show the electronic computer system for determining the suitability or defectiveness of each product, as well as the control and synchronization of the operation of all parts of the system; light and sound signaling unit and operator's workplace. Overall dimensions of the draft model of the system (without containers): 3000 x 2000 x 800 mm.
  • the system works as follows.
  • a large portion of controlled products is loaded into the loading hopper of the system.
  • a feeding conveyor with a belt with cells containing no more than one product per cell captures products from the loading hopper in such a way that each individual controlled product falls into a cell of the feeding conveyor belt, and thanks to the installation of the feeding conveyor at an upward angle, all products that do not fall into the cells , along the feed conveyor belt they slide back into the conveyor loading hopper for the next continuous attempts to capture into the cells.
  • the controlled products fall from the cells of the feeding conveyor belt, one product at a time, into dispensing watering cans.
  • the dispensing watering can places products into the through cells of the receiving conveyor belt (note: products cannot fall out of the through cells, since their belt slides along the surface of a flat table).
  • a receiving conveyor moves these product cells along a flat table through an optical inspection zone.
  • the flat table in the optical inspection zone has a through hole for the scanning line of the lower scanning unit in the form of a slot (narrow enough to prevent products from through cells from getting stuck in it, but with the possibility of illumination and optical scanning of the side of the product in the through cell), transverse (perpendicular) to the direction movement of the transport belt of the receiving conveyor, through which the side of the product facing down is illuminated and scanned.
  • the lower scanning line of the lower scanning unit in the form of a slot (narrow enough to prevent products from through cells from getting stuck in it, but with the possibility of illumination and optical scanning of the side of the product in the through cell), transverse (perpendicular) to the direction movement of the transport belt of the receiving conveyor, through which the side of the product facing down is illuminated and scanned.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a scanning unit that includes reflection illumination (UF ultraviolet radiation, RGB visible light and IR infrared radiation, which form a narrow, uniform, extended strip of reflected light in the scanning area).
  • reflection illumination UF ultraviolet radiation, RGB visible light and IR infrared radiation, which form a narrow, uniform, extended strip of reflected light in the scanning area.
  • an upper scanning unit similar to the lower one is used, including reflection lights (also RGB, UF, IR), and laser illumination is also used to measure the thickness of the product.
  • the inspected products are moved to the end of the flat table and fall onto a flow distributor with a guide arrow mechanism, which accordingly directs each instance of the product into a container for suitable products
  • a digital electronic unit for controlling and synchronizing parts of the system (part of the general electronic computing system) is installed on the supporting structure and serves to: supply power to electronic devices of the power system from secondary power sources; control of the start and stop of the system, both by a signal from the server unit and from the remote control installed on the supporting structure of the system; controlling the speed of movement and stabilizing the position of the transport belts of the feeding and receiving conveyors; power supply and synchronization of the operation of CCD linear cameras and LED linear illumination with a moving single product along the flat table of the receiving conveyor; supplying power and control signals to the flow separator; supplying power and control signals to the traffic lights and sound signaling of the light and sound signaling unit; exchanging data via Ethernet channels with the server unit of the system.
  • the electronic control and synchronization unit of the system is powered from an AC voltage of ⁇ 220V through an uninterruptible power supply installed in the server rack.
  • the uninterruptible power supply is used to provide uninterrupted power to the system during short-term voltage drops in the industrial AC network with voltage of -220V, as well as correct shutdown of the system in the event of an emergency shutdown of the industrial AC network with voltage of -220V.
  • the system's hardware and software complex (part of the general electronic computing system) consists of a server rack and an operator's workstation.
  • the server rack consists of a server unit, a server monitor with a keyboard and an uninterruptible power supply installed in a dust-proof, air-conditioned housing.
  • the server unit with software is used for: receiving via Ethernet
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) channels of image fragments from CCD linear cameras of scanning units with the formation of a continuous scan along two streams of individual products, including the front and back sides of the products; selecting fragments of images with single products from the current scan and sending them for processing; processing image fragments with single products in accordance with the technological control parameters specified in the settings; formation and synchronization of a queue of products along streams for the electronic control and synchronization unit with subsequent marking of defective products in the queue; creating databases of settings and rejected products with saving pictures of defects; generating reports on rejected products; exchange data with the system unit of the operator’s workplace via an Ethernet channel.
  • the server unit is powered by AC mains voltage ⁇ 220V via an uninterruptible power supply.
  • the light and sound signaling unit is installed on the rack of the supporting structure of the system and serves to alert service personnel with light and sound signals about the current state of product quality control by the system in accordance with the specified parameters and to issue emergency messages about abnormal conditions of the system’s hardware and software complex.
  • Control signals and power to the light and sound signaling unit come from a digital electronic control unit and synchronize the operation of parts of the system.
  • the operator's workplace consists of a system unit, a laboratory table with a chair on which a monitor with a keyboard and a printer are installed.
  • the operator's workstation is used to: configure current system control parameters; viewing on the monitor current images of individual products and detected defects using electronic means, scaling, measuring and analysis; generating reports on rejected products with printing.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Powered by AC mains voltage ⁇ 220V via an uninterruptible power supply.
  • the proposed system can carry out quality control of single products of arbitrary shape (circle, polygon) with the diameter of the circle described around the product ranging from 10 to 35 mm and thickness from 0.8 to 2.5 mm according to the following parameters:

Abstract

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике в области контроля качества и сортировки единичных изделий. Устройство системы содержит: первый подающий транспортер с исходным загрузочным буфером единичных изделий и первой транспортной лентой с параллельными рядами глухих ячеек вдоль направления перемещения ленты; промежуточный приемно-подающий блок с лейками-дозаторами для гравитационного сброса изделий в сквозные ячейки; зону оптического контроля через сквозные ячейки и поперечные направлению перемещения ленты щели, с возможностью подсветки и оптического сканирования снизу стороны изделия, оптические блоки с двумя каналами контроля в составе лазерной подсветки; верхний и нижний сканирующие модули; гравитационный распределитель потоков годных и бракованных изделий с направляющим механизмом; электронно-вычислительную систему определения годности или брака каждого изделия по результатам программной обработки в режиме реального времени оптических сканирований этого изделия, а также систему управления и синхронизации работы всех частей системы. Осуществляется непрерывная высокопроизводительная надежная сортировка по многим контролируемым признакам годных и бракованных изделий при их большом потоковом количестве.

Description

УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ПОТОКОВОГО ПОЭКЗЕМПЛЯРНОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА И СОРТИРОВКИ
Область техники.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике в области массового и при этом поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий в виде плоских многоугольников правильной формы, например, различных монет, монетоподобных жетонов, медалей, фишек для казино и т.п., для которых необходим надежный и точный многопараметрический контроль геометрических размеров, качества покрытий и нанесенных изображений на каждом изделии.
Уровень техники.
В ходе патентного поиска в РФ отобраны следующие 2 патентных источника информации:
Авторское свидетельство СССР №1466815 (заявка №4050996/28-12 от 09.04 1986 г., опубл. 23.03.1989, бюл. №11) «Автомат для контроля деталей цилиндрической формы». Изобретение относится к контрольносортировочной технике для контроля и сортировки цилиндрических деталей по размерам и качеству поверхности. Автомат содержит смонтированные вдоль транспортирующего шагового механизма загрузочный механизм с объемной многоручьевой кассетой, накопитель, четыре контрольные позиции, сортировочное устройство и разгрузочный механизм с другой объемной многоручьевой кассетой. Каждая контрольная позиция состоит из базирующей роликовой призмы, прижимных подпружиненных рычагов с роликами и оптических преобразователей, установленных с возможностью перемещения вдоль поверхности контролируемых деталей. Каждая контрольная позиция снабжена также автооператором, состоящим из двух
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) управляемых прижимов, с помощью которых контролируемые детали переносятся с транспортирующего механизма на контрольные позиции и обратно. Все механизмы приводятся в действие от распределительного вала с кулачками.
Патент RU2098202 (опубл. 10.12.1997) «Устройство для контроля и сортировки изделий». Изобретение относится к контрольно-измерительной технике с последующей сортировкой изделий плоской цилиндрической формы по видам брака и годные. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно установленные загрузочный бункер, измерительную станцию, транспортирующий узел, накопитель. Транспортный ручей транспортирующего узла образован продольным пазом в отсекателе, выполненном в форме трубы, охватывающей шнек транспортера, и содержит гребенку, частично охватывающую отсекатель, установленную неподвижно вдоль оси отсекателя и имеющую наклонные пазы по числу позиций сортировки. Устройство обеспечивает надежную и высокопроизводительную сортировку изделий.
Общим недостатком данных технических решений является контроль малого количества параметров изделий вследствие огромного морального устаревания технической и технологической базы 1980-1990 гг., что явно неприемлемо для современной системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий.
В зарубежных патентных документах в результате анализа были также отобраны следующие 2 патентных документа:
Международная патентная РСТ-заявка W09903603 (опубл. 28.01.1999) “Inspection handler apparatus and method”. Изобретение описывает устройство и способ проверки единичных изделий, которые закреплены в лотках. Лотки транспортируются через различные этапы проверки и обработки, такие как лазерное сканирование, переворачивание, сканирование камерой и индивидуальное размещение в конечном пункте с рассортированием годных изделий от бракованных. Транспортировка лотков осуществляется по ленте
2
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) транспортера, а переворачивание устройств в лотках выполняется над лентой транспортера.
Недостаток предложенной системы контроля является ее сложность из- за переворотов изделий, закрепленных в специальные лотки, что замедляет скорость транспортера и производительность системы.
Патент на изобретение США US7654380 (опубл. 11.01.2007) “Handling system, work system and program”. Система обработки способна обрабатывать информацию, относящуюся к множеству перемещаемых заготовок предметов (изделий), снабжена конвейером для транспортировки заготовок, визуальный датчик для определения положения заготовок путем получения изображений множества диапазонов отслеживания, полученных путем разделения ленты на секции, кодировщик для определения величины перемещения ленты, диспетчер отслеживания множества диапазонов отслеживания на основе величин перемещения, обнаруженных кодировщиком, и указания диапазона отслеживания, проходящего через область обнаружения заготовки, диспетчер для выбора изделия в диапазоне отслеживания, заданный диспетчером отслеживания, и контроллер для управления операциями роботов - манипуляторов, чтобы забирать заготовку, выбранную диспетчером заготовок.
Эта система частично сходна с предлагаемой системой потокового поэкземплярного контроля качества единичных изделий, но эта система осуществляет сканирование только верхней части изделия со сложной роботизированной системой, а также в системе отсутствует устройство укладки заготовок изделий на транспортер.
Раскрытие изобретения.
Анализ найденных и отобранных патентных документов аналогов предлагаемой системы показал, что российские технические решения в силу своей давней моральной устарелости и соответственно отсталости более далекие от предлагаемой системы и функционально гораздо более слабые, чем зарубежные технические решения, которые в свою очередь гораздо з
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сложнее по своим функциям и по техническому исполнению, чем предлагаемая система, но и соответственно гораздо более дорогостоящие и, возможно, менее надежные.
При таком определенном уровне техники решаемая задача в предлагаемой системе — это существенная качественная и количественная рационализация системы с выбором функциональных возможностей под требования контролируемых признаков (параметров) единичных изделий для непрерывной высокопроизводительной надежной сортировки по многим контролируемым признакам годных и бракованных изделий при их большом потоковом количестве. При этом система должна обладать технологической возможностью выбраковки и сортировки (удаления из потока) обнаруженных дефектных изделий и иметь бункер для загрузки больших объемов изделий для контроля и сортировки.
Система должна осуществлять контроль качества единичных изделий произвольной (круг, многоугольник), но правильной формы, с диаметром окружности, описанной вокруг изделия, одновременно по следующим основным параметрам:
1) контроль печатных образов (в том числе видимых под инфракрасным (ПК) и ультрафиолетовым (УФ) излучением), нанесенных на лицевой и оборотной сторонах изделия, на соответствие заданным в эталонах;
2) контроль смещения образов на лицевой и обратной сторонах относительно центра изделия;
3) контроль относительного совмещения образов, нанесенных на лицевой и обратной сторонах изделия;
4) контроль на печатных образах изделий дефектов в виде непропечаток и помарок;
5) контроль линейных геометрических размеров формы изделий;
6) контроль конусности боковых граней изделий;
7) контроль толщины изделий;
4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 8) контроль наличия дефектов (вырывов, наплывов) по краям изделий.
С учетом всех этих требований и предпочтений предлагается устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий в виде плоских многоугольников правильной формы, которое содержит: первый (подающий) транспортер с исходным загрузочным буфером единичных изделий и первой транспортной лентой с параллельными вдоль направления перемещения ленты рядами глухих ячеек (с днищами в ленте) для перемещения изделий в них не более чем по одному изделию в одну ячейку; промежуточный приемно-подающий блок с лейками- дозаторами на выходе первой транспортной ленты под ее рядами ячеек для гравитационного сброса изделий не более чем по одному изделию в ячейку в сквозные ячейки, расположенные также в параллельных вдоль направления перемещения ленты рядах второй транспортной ленты второго приемного транспортера по поверхности плоского стола; над и под второй транспортной лентой в зоне оптического контроля через сквозные ячейки и поперечные направлению перемещения ленты щели, сквозные в плоском столе и достаточно узкие для невозможности застревания в них изделий из сквозных ячеек, но с возможностью подсветки и оптического сканирования снизу стороны изделия в сквозной ячейке, оптические блоки (два канала контроля) в составе лазерной подсветки; верхнего сканирующего модуля с верхними подсветками на отражение и нижнего сканирующего модуля с нижними подсветками на отражение; на выходе второй транспортной ленты под рядами ее ячеек управляемый по результатам программной двухканальной обработки оптических сканирований каждого изделия гравитационный распределитель (или разделитель) потоков годных и бракованных изделий из этих рядов с направляющим механизмом в разные контейнеры для годной продукции и для бракованных изделий; электронно-вычислительную систему определения годности или брака каждого изделия по результатам программной обработки в режиме реального времени оптических
5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сканирований этого изделия, а также систему управления и синхронизации работы всех частей системы.
Также система предпочтительно может обладать световой и звуковой сигнализацией для оповещения персонала об обнаруженных дефектах и внештатных ситуациях в работе системы и иметь рабочее место оператора с клавиатурой, монитором и принтером для настройки текущих параметров контроля системы; просмотра текущих изображений выбракованных единичных изделий; формирования отчетов по проконтролированным единичным изделиям с выводом на печать.
Перечень фигур.
Фиг.1 - структурная схема устройства системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий.
Фиг.2, 3,4 - соответственно виды А, Б, В структурной схемы, изображенной на Фиг.1.
Фиг.5 - конструктивная 3 D-модель эскизного макетного устройства системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий.
Осуществление ИЗ
На фиг.1-5 в единой сквозной нумерации представлены: 1 - загрузочный бункер; 2 - первый подающий транспортер с лентой с глухими ячейками (с днищами в ленте); 3 - лейка- дозатор; 4 - второй приемный транспортер со второй лентой со сквозными ячейками; 5 - верхний сканирующий блок; 6,7 - верхние подсветки на отражение; 8 - нижний сканирующий блок; 9,10 - нижние подсветки на отражение; 11 - лазерная подсветка; 12 - распределитель (разделитель) с направляющим механизмом (направляющими стрелками) потоков годных и бракованных изделий; 13 - контейнер для годных изделий; 14 - контейнер для бракованных изделий; 15 - стол приемного транспортера; 16 - лента со сквозными ячейками приемного транспортера; 17 - лента с глухими ячейками подающего транспортера; 18 - единичные изделия в ячейках; 19 - верхний сканирующий б
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) модуль, включающий сканирующий блок с подсветками; 20 - нижний сканирующий модуль, включающий сканирующий блок с подсветками; 21 - несущая конструкция. На фигурах не показаны электронно-вычислительная система определения годности или брака каждого изделия, а также управления и синхронизации работы всех частей системы; блок световой и звуковой сигнализации и рабочее место оператора. Габаритные размеры эскизной модели системы (без контейнеров): 3000 х 2000 х 800 мм.
Устройство системы работает следующим образом.
В загрузочный бункер системы загружается большая порция контролируемых изделий. Подающий транспортер с лентой с ячейками, вмещающими не более одного изделия в ячейку, захватывает из загрузочного бункера изделия таким образом, что каждое единичное контролируемое изделие попадает в ячейку ленты подающего транспортера, а благодаря установке подающего транспортера под наклоном вверх все изделия, не попавшие в ячейки, по ленте подающего транспортера сползают обратно в загрузочный бункер конвейера для следующих непрерывных попыток захвата в ячейки. Далее контролируемые изделия с ячеек ленты подающего транспортера по одному изделию падают в лейки- дозаторы. Лейка- дозатор укладывает изделия в сквозные ячейки ленты приемного транспортера (прим.: изделия не могут выпасть из сквозных ячеек, так как их лента скользит по поверхности плоского стола). Приемный транспортер перемещает эти ячейки с изделиями по плоскому столу через зону оптического контроля. Плоский стол в зоне оптического контроля имеет сквозное отверстие под линию сканирования нижнего сканирующего блока в виде щели (достаточно узкой для невозможности застревания в ней изделий из сквозных ячеек, но с возможностью подсветки и оптического сканирования стороны изделия в сквозной ячейке), поперечной (перпендикулярной) направлению движения транспортной ленты приемного транспортера, через которую осуществляется подсветка и сканирование стороны изделия, обращенной вниз. Для этого используются нижний
7
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сканирующий блок, включающий подсветки на отражение (ультрафиолетового излучения UF, свечения видимого диапазона RGB и инфракрасного излучения IR, которые формируют в зоне сканирования узкую равномерную протяженную полосу отраженного света). Для сканирования стороны изделия, обращенной вверх, в зоне контроля используются аналогичный нижнему верхний сканирующий блок, включающий подсветки на отражение (также RGB, UF, IR), а также используется лазерная подсветка для измерения толщины изделия.
Предложенная организация сканирования при соответствующей программной обработке в цифровом электронном блоке определения годности или брака индивидуально каждого изделия позволяет определять:
- совмещение образов лицевой и оборотной сторон изделия по смещению наложенных корреляционным методом эталонных образцов;
- качество печати образов лицевой и оборотной сторон изделия по коэффициенту корреляции текущих образов с эталонными образцами;
- дефекты печати и помарки на лицевой и оборотной сторонах изделия по разности совмещения текущих образов с эталонными образцами;
- цилиндричность формы изделия по максимальному отклонению формы текущего изделия от эталонного образца;
- толщину изделия по минимальному усредненному значению расстояния от поверхности изделия до плоскости стола;
- прогиб основания изделия по разности максимального и минимального усредненного значения расстояний по краям и центру от поверхности изделия до плоскости стола соответственно.
Далее в ячейках ленты приемного транспортера уже определенные индивидуально как годные или бракованные контролируемые изделия перемещаются в конец плоского стола и попадают на распределитель потока с направляющим стрелочным механизмом, который соответственно направляет каждый экземпляр изделия в контейнер для годной продукции
8
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) или в контейнер для брака в зависимости от результатов контроля качества этого экземпляра изделия.
Цифровой электронный блок управления и синхронизации частями системы (входит в состав общей электронно-вычислительной системы) установлен на несущей конструкции и служит для: подачи питания на электронные устройства системы питания от вторичных источников питания; управления стартом и остановкой системы, как по сигналу с серверного блока, так и от пульта, устанавливаемого на несущей конструкции системы; управления скоростью движения и стабилизацией положения транспортных лент подающего и приемного транспортеров; питания и синхронизации работой CCD-линейных камер и светодиодных линейных подсветок с движущимся единичным изделием по плоскому столу приемного транспортера; подачи питания и управляющих сигналов на разделитель потоков; подачи питания и управляющих сигналов на светофор и звуковую сигнализацию блока световой и звуковой сигнализации; обмена данными по Ethernet каналам с серверным блоком системы. Электронный блок управления и синхронизации системы питается от сети переменного тока напряжением ~ 220В через источник бесперебойного питания, установленный в серверной стойке. Бесперебойный источник питания служит для обеспечения бесперебойным питанием системы при кратковременных просадках напряжения в промышленной сети переменного тока напряжением -220В, а также корректного завершения работы системы при аварийном отключении промышленной сети переменного тока напряжением -220В.
Аппаратно-программный комплекс системы (входит в общую электронно-вычислительную систему) состоит из серверной стойки и рабочего места оператора. Серверная стойка состоит из серверного блока, серверного монитора с клавиатурой и бесперебойного источника питания установленных в пылезащищенном кондиционируемом корпусе. Серверный блок с программным обеспечением служит для: получения по Ethernet
9
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) каналам фрагментов изображения с CCD-линейных камер сканирующих блоков с формированием непрерывной развертки по двум ручьям единичных изделий, включающих лицевую и оборотную стороны изделий; выделения из текущей развертки фрагментов изображений с единичными изделиями и отправку на обработку; обработки фрагментов изображений с единичными изделиями в соответствии с заданными в настройках технологическими параметрами контроля; формирования и синхронизации очереди изделий по ручьям для электронного блока управления и синхронизации с последующей пометкой в очереди дефектных изделий; формирования баз данных по настройкам и выбракованным изделиям с сохранением картинок брака; формирования отчетов по выбракованным изделиям; обмена данными с системным блоком рабочего места оператора по Ethernet каналу. Серверный блок питается от сети переменного тока напряжением ~ 220В через бесперебойный источник питания.
Блок световой и звуковой сигнализации установлен на стойке несущей конструкции системы и служит для оповещения обслуживающего персонала световыми и звуковыми сигналами о текущем состоянии контроля качества продукции системой в соответствии с заданными параметрами и выдачи экстренных сообщений о внештатных состояниях аппаратно-программного комплекса системы. Управляющие сигналы и питание на блок световой и звуковой сигнализации поступают от цифрового электронного блока управления и синхронизации работы частей системы.
Рабочее место оператора состоит из системного блока, лабораторного стола со стулом, на котором устанавливаются монитор с клавиатурой и принтером. Рабочее место оператора служит для: настройки текущих параметров контроля системы; просмотра на мониторе текущих изображений единичных изделий и обнаруженных дефектов с применением электронных средств, масштабирования, измерения и анализа; формирования отчетов по выбракованным изделиям с выводом на печать. Рабочее место оператора
10
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) питается от сети переменного тока напряжением ~ 220В через источник бесперебойного питания.
Результаты проведенных опытных экспериментальных работ подтвердили работоспособность изложенного выше устройства системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий на примере изделий типа составных монет или монетоподобных жетонов из пластика и металла, как частного случая изделий в виде плоских многоугольников правильной формы с описанной окружностью диаметром до 50 мм и толщиной до 5 мм. Производительность системы составила свыше 10 единичных изделий в секунду.
В результате предлагаемая система может осуществлять контроль качества единичных изделий произвольной формы (круг, многоугольник) с диаметром окружности, описанной вокруг изделия, в пределах от 10 до 35 мм и толщиной от 0,8 до 2,5 мм по следующим параметрам:
- контроль печатных образов (в том числе видимых под ИК и УФ излучением), нанесенных на лицевой и оборотной сторонах изделия, на соответствие заданным в эталонах с разрешением не хуже 0,1 мм;
- контроль смещения образов на лицевой и обратной сторонах относительно центра изделия, с погрешностью не более 0,1 мм;
- контроль относительного совмещения образов, нанесенных на лицевой и обратной сторонах изделия, с погрешностью не более 0,2 мм;
- контроль на печатных образах изделий дефектов в виде непропечаток и помарок размером от 0,1 мм;
- контроль линейных геометрических размеров формы изделий с погрешностью не более 0,05 мм;
- контроль конусности боковых граней изделий с погрешностью не более ±30';
- контроль толщины изделий с погрешностью не более ±0,02 мм;
- контроль наличия дефектов (вырывов, наплывов) по краям изделий размером более 0,1 мм.
11
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий в виде плоских многоугольников правильной формы, содержащее первый подающий транспортер с исходным загрузочным буфером единичных изделий и первой транспортной лентой с параллельными вдоль направления перемещения ленты рядами глухих ячеек с днищами в ленте для перемещения изделий в них не более чем по одному изделию в одну ячейку; промежуточный приемно -подающий блок с лейками- дозаторами на выходе первой транспортной ленты под ее рядами ячеек для гравитационного сброса изделий не более чем по одному изделию в ячейку в сквозные ячейки, расположенные также в параллельных вдоль направления перемещения ленты рядах второй транспортной ленты второго приемного транспортера по поверхности плоского стола; над и под второй транспортной лентой в зоне оптического контроля через сквозные ячейки и поперечные направлению перемещения ленты щели, сквозные в плоском столе и достаточно узкие для невозможности застревания в них изделий из сквозных ячеек, но с возможностью подсветки и оптического сканирования снизу стороны изделия в сквозной ячейке, оптические блоки с двумя каналами контроля в составе лазерной подсветки; верхнего сканирующего модуля с верхними подсветками на отражение и нижнего сканирующего модуля с нижними подсветками на отражение; на выходе второй транспортной ленты под рядами ее ячеек управляемый по результатам программной двухканальной обработки оптических сканирований каждого изделия гравитационный разделитель потоков годных и бракованных изделий из этих рядов с направляющим механизмом в разные контейнеры для годной продукции и для бракованных изделий; электронно-вычислительную систему определения годности или брака каждого изделия по результатам программной обработки в режиме реального времени оптических
12
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сканирований этого изделия, а также систему управления и синхронизации работы всех частей системы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет световую и звуковую сигнализацию для оповещения персонала об обнаруженных дефектах и внештатных ситуациях в работе системы и рабочее место оператора с клавиатурой, монитором и принтером для настройки текущих параметров контроля системы; просмотра текущих изображений выбракованных единичных изделий; формирования отчетов по проконтролированным единичным изделиям с выводом на печать.
13
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2023/050029 2022-04-12 2023-02-15 Устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки WO2023200368A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022109788A RU2784322C1 (ru) 2022-04-12 Устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий в виде плоских многоугольников правильной формы
RU2022109788 2022-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023200368A1 true WO2023200368A1 (ru) 2023-10-19

Family

ID=88330115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/050029 WO2023200368A1 (ru) 2022-04-12 2023-02-15 Устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023200368A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070007924A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Handling system, work system, and program
CN101081512A (zh) * 2006-05-29 2007-12-05 发那科株式会社 工件取出装置以及方法
CN104669281A (zh) * 2015-03-16 2015-06-03 青岛海之晨工业装备有限公司 基于3d机器视觉引导的工业机器人自动拆垛系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070007924A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Handling system, work system, and program
CN101081512A (zh) * 2006-05-29 2007-12-05 发那科株式会社 工件取出装置以及方法
CN104669281A (zh) * 2015-03-16 2015-06-03 青岛海之晨工业装备有限公司 基于3d机器视觉引导的工业机器人自动拆垛系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4851902A (en) Auatomatic inspection system for IC lead frames and visual inspection method thereof
US7671620B2 (en) Testing system for solar cells
EP2825322B1 (en) Gemstone inspection
US5558231A (en) Automatic sorting machine for sorting and classifying small products of the pharmaceutical and confectionery industries according to form and color
US9539619B2 (en) High speed method and system for inspecting a stream of parts at a pair of inspection stations
KR101980860B1 (ko) 스프링 핀 선별장치
US10300510B2 (en) High speed method and system for inspecting a stream of parts
US9228957B2 (en) High speed method and system for inspecting a stream of parts
JPS62249850A (ja) シート状の紙の自動選別装置
KR20100099470A (ko) 정밀나사용 헤드 측면부의 크랙검사장치
JPH0654226B2 (ja) チップ状部品の自動外観検査機
CN113245242A (zh) 一种载玻片缺陷检测分拣系统
RU2784322C1 (ru) Устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки единичных изделий в виде плоских многоугольников правильной формы
WO2023200368A1 (ru) Устройство системы потокового поэкземплярного контроля качества и сортировки
KR101038739B1 (ko) 나사 검사 장비
CN111151469A (zh) 螺栓螺纹在线检测设备
KR20090041568A (ko) 전자부품 검사장치
US10515501B2 (en) Testing device for testing coin blanks
JPS59160734A (ja) 光学検査装置
CN211275560U (zh) 一种视觉检测装置
CN210982251U (zh) 玻璃基板运动状态缺陷检测设备
US20220281154A1 (en) Method and device for testing preforms
JP2973630B2 (ja) ガラス板の分類方法
JP7358907B2 (ja) 硬貨外観検査装置
JP2015145817A (ja) 光学検査装置、及び製函装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23788680

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1