專利名稱：智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)機器視覺檢測領(lǐng)域，涉及一種智能瓶裝液體中可見異物在線視覺
檢測機器人，適用于透明或半透明瓶(如玻璃瓶、塑瓶和軟塑瓶)裝透明液體中的可見異物 檢測。
背景技術(shù)：
目前，在我國廣泛使用的液體類產(chǎn)品如大輸液、注射劑、口服液、滴眼液、飲用水、 酒類等，通常使用玻瓶或塑瓶進行灌裝，由于過濾不佳、瓶體質(zhì)量、膠塞影響、封裝時碰撞等 原因，液體產(chǎn)品中常常會產(chǎn)生一些如纖維、玻璃屑、橡皮屑、結(jié)晶體等不溶性可見微粒，為達 到美國藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(cGMP)以及美國食品及藥物管理局FDA標準，需要對每一瓶產(chǎn)品 進行可見異物檢測。 在上述液體類產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，洗、烘、灌、封、印字、貼簽等工序基本已實現(xiàn)了 機械化與全自動化，唯獨液體中可見異物檢測環(huán)節(jié)，除極少數(shù)企業(yè)耗巨資進口可見異物自 動檢測設備外，國內(nèi)95%以上的生產(chǎn)企業(yè)仍停留在傳統(tǒng)的人工目視檢測的現(xiàn)狀，這種落后 的檢測手段無法確保產(chǎn)品質(zhì)量，其缺陷主要體現(xiàn)在(l)人工檢測對視力要求較高；(2)生 產(chǎn)效率低下，每人每小時檢查約1000-2000瓶；(3)檢測工人視力不同，依據(jù)也不同，無統(tǒng)一 的判斷標準；(4)檢測工人容易視力疲勞，易受思想情緒影響，造成誤檢或漏檢；(5)人眼視 力有限，目視最大可見微粒約為50-80 ii m。可見，人工目視檢測無法從根本上持續(xù)保證產(chǎn)品 質(zhì)量，也無法與現(xiàn)代大規(guī)模生產(chǎn)水平相適應。 目前國內(nèi)外各科研單位研發(fā)的液體產(chǎn)品中可見異物半自動及全自動檢測裝備，其 檢測方法是利用驅(qū)動裝置驅(qū)動瓶體加速旋轉(zhuǎn)到設定速度，然后緊急制動，拍攝瓶裝液體的 序列圖像并進行分析，若有異物時，給出剔除信號。這些已經(jīng)公開的液體產(chǎn)品中可見異物檢 測裝置，他們均存在著以下缺點(l)半自動檢測裝置采用簡單的機械傳動與光學放大系 統(tǒng)，實現(xiàn)人工檢測的半自動化，該類檢測裝置能在一定程度上減輕人工勞動，但仍然通過檢 測工人分析判斷，檢測精度和準確率并沒有得到提高。(2)國外檢測裝置中的瓶體高速旋轉(zhuǎn) 部分，瓶子和底部的驅(qū)動電機一對一，雖然更便于瓶體轉(zhuǎn)速的控制，但成本大大提升了。 (3) 機械運動平穩(wěn)性差。如連續(xù)跟蹤方式中，由于瓶體的高速旋轉(zhuǎn)、急停、拍攝連續(xù)圖像等工序， 系統(tǒng)機構(gòu)復雜且易出現(xiàn)整機震動、跟蹤出現(xiàn)偏差等，長期運行穩(wěn)定性差。因此，液體類產(chǎn)品 生產(chǎn)廠家迫切需要一種高速度、高精度、高度自動化的在線智能檢測機器人以代替人工檢

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是提供一種智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測 機器人，該智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人具有獨特的搓瓶機構(gòu)、剔瓶機構(gòu) 以及間歇式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，以保障對瓶體檢測的可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
—種智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人，包括瓶體傳送帶、進瓶星輪、 主輪盤、用于抓持瓶體的夾瓶機構(gòu)、用于拍攝瓶體圖像的攝像機、出瓶星輪、用于剔除次品 瓶體的剔除機構(gòu)，其特征在于，還包括用于使瓶體旋轉(zhuǎn)的搓瓶機構(gòu)和用于使得主輪盤間歇 式旋轉(zhuǎn)的間歇傳動機構(gòu)； 所述的搓瓶機構(gòu)包括軸承座、弧形支座、軸、帶輪和多個軸承；軸承座豎直方向安 裝在智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人的機架上；弧形支座安裝在軸承座上； 軸插裝在軸承座中，軸通過所述的多個軸承與軸承座連接；所述的帶輪為5個，分別是第一 帶輪、第二帶輪、第三帶輪、第四帶輪和第五帶輪；所述的第一帶輪和第二帶輪分別同軸設 置在軸的上端和下端；第三帶輪和第四帶輪分別設置在弧形支座的兩端；弧形支座上還設 有一個擺桿；第五帶輪設置在擺桿上；第二帶輪、第三帶輪、第四帶輪和第五帶輪在同一水 平面上，通過皮帶聯(lián)動；第一帶輪通過皮帶與搓瓶電機連接；在第三帶輪與第四帶輪之間 的皮帶驅(qū)動夾瓶機構(gòu)上安裝的搓瓶帶輪。 所述的間歇傳動機構(gòu)包括平行軸分割器、斜齒輪和直齒輪；平行軸分割器的入力 軸接斜齒輪，斜齒輪與主輪盤驅(qū)動電機傳動連接；平行軸分割器的出力軸通過直齒輪與主 輪盤的齒輪嚙合。 所述的剔瓶機構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)凸輪、擺桿座、C形長擺桿、C形短擺桿和離合機構(gòu)； 所述的C形長擺桿和C形短擺桿均安裝在擺桿座上；C形長擺桿通過一深溝球軸承嵌入到 可旋轉(zhuǎn)凸輪的凹槽中，使得可旋轉(zhuǎn)凸輪驅(qū)動C形長擺桿隨著可旋轉(zhuǎn)凸輪的旋轉(zhuǎn)作周期性擺 動；C形短擺桿的自由端處設置有用于剔除瓶體的C形短擺桿推板； 所述的離合機構(gòu)包括設置在C形長擺桿上的圓柱銷、設置在C形短擺桿上的框架 式電磁鐵、限位支撐塊、鉤爪以及離合板；所述的限位支撐塊以及離合板設置在C形短擺桿 上靠近圓柱銷的一側(cè)，框架式電磁鐵設置在C形短擺桿的與離合板相對的一側(cè)；限位支撐 塊中心設有與圓柱銷對應的圓孔；離合板安裝在限位支撐塊上，離合板與C形長擺桿通過 扭簧連接；所述的鉤爪的中間位置與C形短擺桿鉸接；鉤爪的一端通過用于鉤爪復位的壓 縮彈簧與C形短擺桿連接，另一端設有一個用于在框架式電磁鐵失電時鉤鎖住離合板的突 起，C形短擺桿推板采用聚乙烯樹脂制成。
本發(fā)明的優(yōu)點與效果 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果具體體現(xiàn)在 1、本發(fā)明的智能檢測機器人中設置有間歇傳動機構(gòu)，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)主輪盤的"旋 轉(zhuǎn)-停止-攝像機拍攝"動作，其結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，有效提高了檢測的可靠性；
2、檢測精度高。本發(fā)明采用其中的兩個檢測工位分別逐瓶檢測可見黑色顆粒異物 (如結(jié)晶體、黑點、毛發(fā)等)和白色顆粒異物(如玻璃屑、纖維等)，利用攝像機放大成像技 術(shù)以及數(shù)字圖像處理方法，可檢測出肉眼很難分辨的微小顆粒，并將它們無一遺漏的檢查 出來，保證了出廠產(chǎn)品的質(zhì)量； 3、本發(fā)明的智能檢測機器人中設置有夾瓶、搓瓶機構(gòu)，保證了每一個待檢測瓶子 被可靠夾持與旋轉(zhuǎn)，其中搓瓶機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度可以進行調(diào)節(jié)，方便檢測不同類型的異物；
4、本發(fā)明的智能檢測機器人中設置有剔瓶機構(gòu)，僅依靠框架式電磁鐵得電與否， 即可控制不合格品與合格品的分離，結(jié)構(gòu)簡單可靠，使用壽命長； 5、本發(fā)明的智能檢測機器人中設置的進瓶星輪、主旋轉(zhuǎn)輪盤、夾瓶機構(gòu)、搓瓶機構(gòu)、間歇傳動機構(gòu)、剔瓶機構(gòu)等均采用模塊化設計，能根據(jù)檢測對象尺寸不同更換，便于檢 測裝置的維護和功能變更； 6、安全潔凈生產(chǎn)。本智能檢測機器人能自動完成產(chǎn)品的"進瓶_檢測_不合格品 分離"，真正實現(xiàn)了無人化操作，有效滿足FDA標準中的在線檢測。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3是本發(fā)明的搓瓶機構(gòu)主視圖；
圖4是本發(fā)明的搓瓶機構(gòu)俯視圖；
圖5是本發(fā)明的間歇傳動機構(gòu)主視圖；
圖6是本發(fā)明的間歇傳動機構(gòu)俯視圖；
圖7是本發(fā)明的電氣控制系統(tǒng)原理圖。
圖8是本發(fā)明的剔瓶機構(gòu)俯視圖； 圖9是本發(fā)明的剔除機構(gòu)中框架式電磁鐵得電時的離合板6移動示意圖；
圖10是本發(fā)明的剔瓶機構(gòu)中C形長擺桿主視圖；
圖11是本發(fā)明的剔瓶機構(gòu)中C形短擺桿主視圖。
圖中標號說明 1、觸摸控制屏 2、機架 3、報警燈 4、進瓶輸送帶5、剔瓶機構(gòu) 6、搓 瓶機構(gòu) 7、間歇傳動機構(gòu) 8、定位機構(gòu)9、夾瓶機構(gòu) 10、搓瓶動力源 11、進瓶 機構(gòu) 12、出瓶托盤13、壓簧 14、靜片 15、動片 16、摩擦環(huán)17、軸 18、標 準三角帶 19、深溝球軸承 20、螺釘21、壓蓋 22、第三帶輪 23、擺桿 24、 小軸25、塊 26、螺釘 27、螺釘 28、軸承座29、軸 30、軸承 31、第一帶 輪 32、六角螺母33、壓簧 34、第二帶輪 35、擺桿 36、支座37、壓簧 38、 螺釘 39、直齒輪 40、平鍵41、平行軸分割器 42、斜齒輪 43、標準三角帶內(nèi)長 55844、標準三角帶 45、帶輪 46、座47、圓柱銷 50、第一工位相機 51、第二工 位相機52、第三工位相機 83、倒置螺栓 84、弧線槽 55、標準三角帶56、第四帶 輪 90-弧形支座，91-第五帶輪。101、可旋轉(zhuǎn)凸輪 102、深溝球軸承 103、銷軸 104、C形長擺桿105、鉤爪 106、離合板 107、擋板 108、第一內(nèi)六角圓柱頭螺釘
109、圓柱銷 110、內(nèi)六角圓柱頭螺釘 111、安裝支座112、第二內(nèi)六角圓柱 頭螺釘 113、硅膠套 114、偏心銷115、六角螺母 116、擺桿軸 117、擺桿座 118、框架式電磁鐵 119、電磁鐵架 120、壓縮彈簧 121、C形短擺桿 122、出瓶星輪123、瓶 子 124、C形長擺桿推板 125、第三內(nèi)六角圓柱頭螺釘 126、第二壓縮彈簧
127、第四內(nèi)六角圓柱頭螺釘 128、扭簧 129、第五內(nèi)六角圓柱頭螺釘
130、推板支座 131、聚甲醛套 132、深溝球軸承 133、圓柱銷134、夾瓶 機械手135、固定塊136、主檢測輪盤 137、限位支撐塊138、扭簧扭轉(zhuǎn)力方向 139、C形短擺桿推板。
具體實施方式

實施例1 : 如圖1所示，為提高液體產(chǎn)品的檢測速度，該機器人配置了兩組等效的檢測裝置， 該智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人，包括機架、進瓶星輪、主旋轉(zhuǎn)輪盤、夾瓶 機構(gòu)、搓瓶機構(gòu)、間歇傳動機構(gòu)、剔瓶機構(gòu)以及圖像處理與控制系統(tǒng)。將批量待檢測液體產(chǎn) 品置于輸送帶上并接通主機電源，按下觸摸控制屏上的"主輪盤電機啟動"、"搓瓶電機啟 動"、"輸送帶電機啟動"按鈕，產(chǎn)品被緩緩導入進瓶機構(gòu)，主輪盤通過斜齒輪與間歇傳動機 構(gòu)相連，實現(xiàn)其間歇運動；安裝于主輪盤上的第i號夾瓶機構(gòu)夾持住瓶體，并逐步進入第一 搓瓶區(qū)域，搓瓶機構(gòu)將瓶體帶動作高速旋轉(zhuǎn)；離開該區(qū)域后，定位裝置將瓶體定位，間歇傳 動機構(gòu)無扭矩輸出，使得主輪盤停轉(zhuǎn)，與之對應的第一工位相機(瓶體背部給光)拍攝序列 圖像，檢測液體中是否含有可見的黑色顆粒異物(如結(jié)晶體、黑點、毛發(fā)等)，圖像處理系統(tǒng) 通過分析計算，發(fā)出控制信號控制剔瓶機構(gòu)的動作與否；隨著主輪盤的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，夾瓶機構(gòu) 進入第二搓瓶區(qū)域以及定位區(qū)域，與之對應的第二工位相機(瓶體底部給光)拍攝序列圖 像，檢測液體中是否含有可見的白色顆粒異物(如玻璃屑、纖維等)，后續(xù)的第三工位相機 (瓶體背部給光)檢測瓶體外觀以及灌裝量，其中任一相機發(fā)出的剔瓶信號都決定了該產(chǎn) 品被剔除。 所述進瓶星輪，實現(xiàn)將輸送帶上傳送過來的瓶子有序?qū)氚惭b于所述主旋轉(zhuǎn)輪盤 上的夾瓶機構(gòu)中，而輸送帶則固定于所述機架上。 所述主旋轉(zhuǎn)輪盤上設有抓取瓶體的夾瓶機構(gòu)，以用于瓶體夾持與釋放；
所述夾瓶機構(gòu)主要由夾臂軸、轉(zhuǎn)臂、扭簧、動臂和靜臂組成。 所述搓瓶機構(gòu)主要由標準三角帶、支座、擺桿、帶輪等組成。標準三角帶張緊于各 個帶輪之間，其中一邊緊壓于夾瓶機構(gòu)套座的凹槽中，當搓瓶電機啟動后，動力通過三角帶 傳至搓瓶機構(gòu)，帶動帶輪及標準三角帶作高速旋轉(zhuǎn)，由于三角帶與套座凹槽的較大摩擦力， 使得夾瓶機構(gòu)同樣做高速旋轉(zhuǎn)運動。 所述間歇傳動機構(gòu)主要由平行軸分割器、斜齒輪、直齒輪等組成。當啟動主輪盤電 機后，動力通過一對相互嚙合的斜齒輪傳遞至平行軸分割器的入力軸，其中該分割器的驅(qū) 動角為22(T ，分割器的出力軸通過直齒輪與主輪盤相連接。由于分割器的間歇輸出，保證 了主輪盤的間歇旋轉(zhuǎn)，在間歇停止過程中，相機連續(xù)拍攝正對于當前的瓶子序列圖像，方便 后續(xù)的圖像處理與控制。 所述剔瓶機構(gòu)主要由擺桿座、C形長擺桿、C形短擺桿、框架式電磁鐵、推板等組 成。 所述圖像處理與控制系統(tǒng)的主控制器為上位機(具體為一臺工控機)和PLC處理 器。 每一個所述的檢測裝置設置有3個高速攝像機。 —種智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人，包括瓶體傳送帶、進瓶星輪、 主輪盤、用于抓持瓶體的夾瓶機構(gòu)、用于拍攝瓶體圖像的攝像機、出瓶星輪、用于剔除次品 瓶體的剔除機構(gòu)，其特征在于，還包括用于使瓶體旋轉(zhuǎn)的搓瓶機構(gòu)和用于使得主輪盤間歇 式旋轉(zhuǎn)的間歇傳動機構(gòu)； 所述的搓瓶機構(gòu)包括軸承座、弧形支座、軸、帶輪和多個軸承；軸承座豎直方向安裝在智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人的機架上；弧形支座安裝在軸承座上； 軸插裝在軸承座中，軸通過所述的多個軸承與軸承座連接；所述的帶輪為5個，分別是第一 帶輪、第二帶輪、第三帶輪、第四帶輪和第五帶輪；所述的第一帶輪和第二帶輪分別同軸設 置在軸的上端和下端；第三帶輪和第四帶輪分別設置在弧形支座的兩端；弧形支座上還設 有一個擺桿；第五帶輪設置在擺桿上；第二帶輪、第三帶輪、第四帶輪和第五帶輪在同一水 平面上，通過皮帶聯(lián)動；第一帶輪通過皮帶與搓瓶電機連接；在第三帶輪與第四帶輪之間 的皮帶驅(qū)動夾瓶機構(gòu)上安裝的搓瓶帶輪。 所述的間歇傳動機構(gòu)包括平行軸分割器、斜齒輪和直齒輪；平行軸分割器的入力 軸接斜齒輪，斜齒輪與主輪盤驅(qū)動電機傳動連接；平行軸分割器的出力軸通過直齒輪與主 輪盤的齒輪嚙合。 所述的剔瓶機構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)凸輪、擺桿座、C形長擺桿、C形短擺桿和離合機構(gòu)； 所述的C形長擺桿和C形短擺桿均安裝在擺桿座上；C形長擺桿通過一深溝球軸承嵌入到 可旋轉(zhuǎn)凸輪的凹槽中，使得可旋轉(zhuǎn)凸輪驅(qū)動C形長擺桿隨著可旋轉(zhuǎn)凸輪的旋轉(zhuǎn)作周期性擺 動；C形短擺桿的自由端處設置有用于剔除瓶體的C形短擺桿推板； 所述的離合機構(gòu)包括設置在C形長擺桿上的圓柱銷、設置在C形短擺桿上的框架 式電磁鐵、限位支撐塊、鉤爪以及離合板；所述的限位支撐塊以及離合板設置在C形短擺桿 上靠近圓柱銷的一側(cè)，框架式電磁鐵設置在C形短擺桿的與離合板相對的一側(cè)；限位支撐 塊中心設有與圓柱銷對應的圓孔；離合板安裝在限位支撐塊上，離合板與C形長擺桿通過 扭簧連接；所述的鉤爪的中間位置與C形短擺桿鉸接；鉤爪的一端通過用于鉤爪復位的壓 縮彈簧與C形短擺桿連接，另一端設有一個用于在框架式電磁鐵失電時鉤鎖住離合板的突 起，C形短擺桿推板采用聚乙烯樹脂制成。 如圖1和圖2所示，本發(fā)明的智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人，主體 部分置于一個封閉的隔光機架2內(nèi)。它主要由觸摸控制屏1、隔光機架2、報警燈3、進瓶輸 送帶4、剔瓶機構(gòu)5、搓瓶機構(gòu)6、間歇傳動機構(gòu)7、定位機構(gòu)8、夾瓶機構(gòu)9、搓瓶動力源10、進 瓶機構(gòu)11、出瓶托盤12等組成。另外，為檢測液體中是否存在黑色異物、白色異物和瓶體外 觀及灌裝量，該視覺檢測機器人分別設置了第一工位相機50、第二工位相機51和第三工位 相機52。為提高液體產(chǎn)品的檢測速度，該機器人配置了兩組等效的檢測裝置，如圖2中水平 中心線的上下兩部分。 將批量待檢測液體產(chǎn)品豎直放置于進瓶輸送帶4上，并接通主機電源。依次按下 觸摸控制屏1上的"主輪盤電機啟動"、"搓瓶電機啟動"、"進瓶輸送帶電機啟動"按鈕，液 體產(chǎn)品被緩緩導入進瓶星輪11，主輪盤通過斜齒輪與間歇傳動機構(gòu)7相連，實現(xiàn)其間歇運 動；安裝于主輪盤上的第i號夾瓶機構(gòu)9夾持住瓶體，并隨著主輪盤的旋轉(zhuǎn)逐步進入第一 搓瓶區(qū)域，搓瓶機構(gòu)6在搓瓶動力源10的驅(qū)動下，將瓶體帶動作高速旋轉(zhuǎn)；離開該區(qū)域后， 定位機構(gòu)8將瓶體定位，間歇傳動機構(gòu)7無扭矩輸出，使得主輪盤停轉(zhuǎn)，與之對應的第一工 位相機50(瓶體背部給光)拍攝序列圖像，檢測液體中是否含有可見的黑色顆粒異物(如 結(jié)晶體、黑點、毛發(fā)等)，圖像處理系統(tǒng)通過分析計算，發(fā)出控制信號控制剔瓶機構(gòu)5的動作 與否；隨著主輪盤的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，夾瓶機構(gòu)9進入第二搓瓶區(qū)域以及定位區(qū)域，與之對應的第 二工位相機51 (瓶體底部給光)拍攝序列圖像，檢測液體中是否含有可見的白色顆粒異物 (如玻璃屑、纖維等)，后續(xù)的第三工位相機52 (瓶體背部給光)檢測瓶體外觀以及灌裝量，
7其中任一相機發(fā)出的剔瓶信號都決定了該產(chǎn)品將被剔除。 圖3和圖4分別為搓瓶機構(gòu)的主視圖及俯視圖。主要由標準三角帶18、支座36、 擺桿23、擺桿35、帶輪22、31、34等組成。搓瓶動力源10的輸出通過標準三角帶55張緊連 接至帶輪31，并通過平鍵將扭矩傳遞至軸29，該軸被上中下三個深溝球軸承30和軸承座28 支撐及定位，同時用內(nèi)六角圓柱頭螺釘27將其固定于機架2上，而支座36通過兩個倒置螺 栓53栓接于機架2上，而塊25通過螺釘26固定于支座36上。軸17將壓簧13、靜片14、 動片15及摩擦環(huán)16連接一體并安裝于擺桿23上。沉頭小螺釘將壓蓋21固定于第三帶輪 22上，第三帶輪22內(nèi)部安裝一深溝球軸承19，并通過螺釘20安裝于支座36上。標準三角 帶18纏繞于第三帶輪22、第二帶輪34、安裝于支座36右側(cè)的帶輪以及擺桿35上安裝的第 五帶輪91之間，其中三角帶18對擺桿35的單向拉力可以通過壓簧33的彈力加以平衡。搓 瓶動力源10的輸出扭矩通過標準三角帶55、第一帶輪31、平鍵和軸29傳遞至帶輪34，使得 三角帶18在第三帶輪22、第二帶輪34、第四帶輪56間繞轉(zhuǎn)，而三角帶18同時嵌入于夾瓶 機械手9頂部的凹槽中，即搓動夾瓶機械手及待檢測藥瓶。如圖4中所示，3個夾瓶機械手 均被三角帶18搓動而旋轉(zhuǎn)。當夾瓶機械手隨著旋轉(zhuǎn)主輪盤轉(zhuǎn)動，并脫離標準三角帶18的 搓動時，即進入夾瓶機械手制動環(huán)節(jié)。壓簧37 —端固定于塊25，另一端安裝于擺桿23，壓 簧37的彈力可使擺桿23沿小軸24旋轉(zhuǎn)，摩擦環(huán)16緊壓于夾瓶機械手上的定向塊。
圖5和圖6分別為間歇傳動機構(gòu)的主視圖和俯視圖。主要由平行軸分割器41、斜齒 輪42、直齒輪39及標準三角帶43、44等組成。平行軸分割器41的入力軸每完成一個360° 旋轉(zhuǎn)，出力軸便同時完成一次分度運動(靜止和轉(zhuǎn)位)。當啟動主輪盤電機后，動力通過如 圖5中虛線表示部分的斜齒輪傳遞至斜齒輪42，并通過平鍵傳遞至平行軸分割器41的入力 軸，其中該分割器的驅(qū)動角為220。。同時帶輪45通過螺栓、圓柱銷47、座46與斜齒輪42 相固定。標準三角帶43、44連接至定位機構(gòu)帶輪上。平行軸分割器41的出力軸通過平鍵 40與直齒輪39連接，直齒輪相互嚙合傳遞至主輪盤。由于平行軸分割器的間歇輸出，保證 了主輪盤的間歇旋轉(zhuǎn)，在間歇停止過程中，相機連續(xù)拍攝正對于當前的瓶子序列圖像，方便 后續(xù)的圖像處理與控制。 圖7為系統(tǒng)電氣控制原理圖。三個工位的高速攝像機通過圖像采集卡將獲取的 序列圖像數(shù)據(jù)傳送至PC機緩存中，并實時進行處理，判斷獲取的圖像中是否含有可見的異 物。圖中PLC負責系統(tǒng)中各個電機、控制器的控制作用。
本發(fā)明的具體檢測過程如下 本發(fā)明利用夾瓶機構(gòu)9夾持住瓶體，伴隨著旋轉(zhuǎn)主輪盤進入第一搓瓶區(qū)域，即瓶 體被搓動沿中軸線作高速旋轉(zhuǎn)運動，離開該區(qū)域后，定位機構(gòu)9將瓶體定位，同時間歇傳動 機構(gòu)7無扭矩輸出，使得主輪盤停轉(zhuǎn)，與之對應的第一工位相機50 (瓶體背部給光)拍攝序 列圖像，檢測液體中是否含有可見的黑色顆粒異物(如結(jié)晶體、黑點、毛發(fā)等)，圖像處理系 統(tǒng)通過分析計算，發(fā)出控制信號控制剔瓶機構(gòu)5的動作與否；隨著主輪盤的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，夾瓶 機構(gòu)9進入第二搓瓶區(qū)域以及定位區(qū)域，與之對應的第二工位相機51 (瓶體底部給光)拍 攝序列圖像，檢測液體中是否含有可見的白色顆粒異物(如玻璃屑、纖維等)，后續(xù)的第三 工位相機52(瓶體背部給光)檢測瓶體外觀以及灌裝量，其中任一相機發(fā)出的剔瓶信號都 決定了該產(chǎn)品被剔除。 如圖8-ll，剔瓶機構(gòu)主要由擺桿座、C形長擺桿、C形短擺桿、框架式電磁鐵、C形長擺桿推板、等組成。如圖8所示，C形長擺桿的左側(cè)端設置有銷軸，將一深溝球軸承套裝在 銷軸上，并嵌入于可旋轉(zhuǎn)凸輪的凹槽中，同時C形長擺桿的右側(cè)端通過軸及內(nèi)六角螺母銷 接于擺桿座上，C形長擺桿推板24通過推板支座安裝于C形長擺桿下端，因為C形長擺桿總 會隨著可旋轉(zhuǎn)凸輪作擺動，所以主檢測輪盤每走一瓶，C形長擺桿就踢一次。說明長擺桿 上需要設置推板，即C形長擺桿推板，因為C形長擺桿推板擊出的是合格品，C形長擺桿推板 在C形短擺桿推板之后，在短擺桿將次品剔除后，長擺桿再踢一次空的，因此2個推板不會 造成互相干擾通過螺釘將圓柱銷安裝于C形長擺桿上，框架式電磁鐵通過安裝支座被安裝 在與圓柱銷對應的另外一側(cè)的C形短擺桿上。當系統(tǒng)上電時，框架式電磁鐵未得電，鉤爪在 壓縮彈簧的彈力下并克服扭簧的扭轉(zhuǎn)力，將離合板鉤離C形長擺桿上安裝的圓柱銷，使得C 形短擺桿不會跟隨C形長擺桿作剔除動作。當在線視覺檢測機器人的圖像處理單元檢測出 對應的瓶子為不合格品時，系統(tǒng)控制單元發(fā)出剔除信號，框架式電磁鐵得電，鉤爪離電磁鐵 最近的下半部分采用鋼材質(zhì)在電磁力作用下，克服壓縮彈簧的彈力，作逆時針旋轉(zhuǎn)，釋放 離合板，而離合板在扭簧的扭轉(zhuǎn)力下，被撥離C形短擺桿，離合板上的限位支撐塊中心設置 的圓孔與C形長擺桿上的圓柱銷配合，使得圓柱銷插入到圓孔中，使C形短擺桿與C形長擺 桿一起作剔除動作，此時C形短擺桿剔除的瓶體即為不合格品。次品被剔除后，框架式電磁 鐵馬上失電，離合板與C形長擺桿上安裝的圓柱銷解除配合關(guān)系，并等待下一次剔除信號 的到來。當主檢測輪盤再走一瓶，此時對應C形長擺桿的瓶子已被剔出，但C形長擺桿仍做 剔出動作。擺桿座安裝一偏心銷，其上設置有硅膠套，對C形短擺桿起到限位保護作用，以 免其向上擺動幅度過大。第二壓縮彈簧安裝于擺桿座與C形長擺桿之間，幫助C形長擺桿 作剔除動作后的有效復位。 圖9為框架式電磁鐵得電時，離合板移動示意圖。扭簧一端纏繞于內(nèi)六角圓柱頭 螺釘上，并擰緊于C形長擺桿上，另外一端壓緊于擰在離合板上的內(nèi)六角圓柱頭螺釘上，扭 簧的扭轉(zhuǎn)力方向為?？蚣苁诫姶盆F得電后，鉤爪由于電磁力作用，逆時針旋轉(zhuǎn)，釋放離合板， 其在扭簧的扭轉(zhuǎn)力下，限位支撐塊中心設置的圓孔與C形長擺桿上的圓柱銷配合，使其與C 形長擺桿一起作剔除動作。
權(quán)利要求
一種智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人，包括瓶體傳送帶、進瓶星輪、主輪盤、用于抓持瓶體的夾瓶機構(gòu)、用于拍攝瓶體圖像的攝像機、出瓶星輪、用于剔除次品瓶體的剔除機構(gòu)，其特征在于，還包括用于使瓶體旋轉(zhuǎn)的搓瓶機構(gòu)和用于使得主輪盤間歇式旋轉(zhuǎn)的間歇傳動機構(gòu)；所述的搓瓶機構(gòu)包括軸承座、弧形支座、軸、帶輪和多個軸承；軸承座豎直方向安裝在智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人的機架上；弧形支座安裝在軸承座上；軸插裝在軸承座中，軸通過所述的多個軸承與軸承座連接；所述的帶輪為5個，分別是第一帶輪、第二帶輪、第三帶輪、第四帶輪和第五帶輪；所述的第一帶輪和第二帶輪分別同軸設置在軸的上端和下端；第三帶輪和第四帶輪分別設置在弧形支座的兩端；弧形支座上還設有一個擺桿；第五帶輪設置在擺桿上；第二帶輪、第三帶輪、第四帶輪和第五帶輪在同一水平面上，通過皮帶聯(lián)動；第一帶輪通過皮帶與搓瓶電機連接；在第三帶輪與第四帶輪之間的皮帶驅(qū)動夾瓶機構(gòu)上安裝的搓瓶帶輪。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人，其特征在 于，所述的間歇傳動機構(gòu)包括平行軸分割器、斜齒輪和直齒輪；平行軸分割器的入力軸接斜 齒輪，斜齒輪與主輪盤驅(qū)動電機傳動連接；平行軸分割器的出力軸通過直齒輪與主輪盤的 齒輪嚙合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人，其特征在 于，所述的剔瓶機構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)凸輪、擺桿座、C形長擺桿、C形短擺桿和離合機構(gòu)；所述的 C形長擺桿和C形短擺桿均安裝在擺桿座上；C形長擺桿通過一深溝球軸承嵌入到可旋轉(zhuǎn)凸 輪的凹槽中，使得可旋轉(zhuǎn)凸輪驅(qū)動C形長擺桿隨著可旋轉(zhuǎn)凸輪的旋轉(zhuǎn)作周期性擺動；C形短 擺桿的自由端處設置有用于剔除瓶體的C形短擺桿推板；所述的離合機構(gòu)包括設置在C形長擺桿上的圓柱銷、設置在C形短擺桿上的框架式電 磁鐵、限位支撐塊、鉤爪以及離合板；所述的限位支撐塊以及離合板設置在C形短擺桿上靠 近圓柱銷的一側(cè)，框架式電磁鐵設置在C形短擺桿的與離合板相對的一側(cè)；限位支撐塊中 心設有與圓柱銷對應的圓孔；離合板安裝在限位支撐塊上，離合板與C形長擺桿通過扭簧 連接；所述的鉤爪的中間位置與C形短擺桿鉸接；鉤爪的一端通過用于鉤爪復位的壓縮彈 簧與C形短擺桿連接，另一端設有一
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人，其特征在于，還包括用于使瓶體旋轉(zhuǎn)的搓瓶機構(gòu)和用于使得主輪盤間歇式旋轉(zhuǎn)的間歇傳動機構(gòu)；所述的搓瓶機構(gòu)包括軸承座、弧形支座、軸、帶輪和多個軸承；軸承座豎直方向安裝在智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人的機架上；弧形支座安裝在軸承座上；軸插裝在軸承座中，軸通過所述的多個軸承與軸承座連接；所述的帶輪為5個；第一帶輪通過皮帶與搓瓶電機連接；在第三帶輪與第四帶輪之間的皮帶驅(qū)動夾瓶機構(gòu)上安裝的搓瓶帶輪。該智能瓶裝液體中可見異物在線視覺檢測機器人具有獨特的搓瓶機構(gòu)、剔瓶機構(gòu)以及間歇式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，以保障對瓶體檢測的可靠性。
文檔編號B07C5/342GK101793842SQ20101012025
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者吳成中, 張輝 申請人:長沙圖創(chuàng)機電科技有限公司