钥匙坯分拣排序系统的制作方法

本发明涉及一种钥匙坯分拣系统，特别涉及一种基于机器视觉的钥匙坯分拣排序系统。

背景技术：

钥匙坯是由生产厂商制造，批量销售给锁具生产公司，在这之前往往会对同种钥匙坯进行包装。这些同种钥匙坯是由同一类冲压机床批量加工，具有基本无差异的体积、质量和密度等物理特征，无法通过这些物理特征对其进行排序。过去对钥匙坯排序分拣都是通过人工目测的方式，根据钥匙坯正反两面特征差异进行，人工排序在准确度、效率和成本上都有着很大的劣势。随着工业自动化程度的提高，越来越多的人工生产装配步骤被自动化设备所取代。

针对上述问题，需要采用一种基于机器视觉的图像识别技术，可以有效的完成钥匙坯零件的自动化识别与排序，其准确率高，收集简单，适应范围广，具有较好的应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决钥匙坯零件的自动化识别排序问题，而提供一种采用机器视觉图像识别技术和模块化的机械技术的钥匙坯分拣排序系统。

为实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现：

一种钥匙坯分拣排序系统，包括振动式给料器，传送装置，图像识别装置，分离排序装置，翻转排序装置，机架和触控一体机，所述传送装置安装在机架的上方，且与机架保持水平，所述振动式给料器安装在机架上部的中后方，且落料口位于传送装置上方，所述传送装置的钥匙坯出口处装有分离排序装置，钥匙坯出口下部装有翻转排序装置，所述传送装置上部装有图像识别装置，所述图像识别装置中的ccd工业摄像机拍摄识别传送装置的凹槽传送带上的钥匙坯零件，并将所拍摄图像信息实时传送到触控一体机中，由触控一体机判断出钥匙坯零件上表面是否为指定面，并将完成正反识别后的结果以数字信号的形式传递给plc控制器，若钥匙坯零件上表面为指定面，所述plc控制器输出控制信号给分离排序装置，由分离排序装置中的单杆气缸驱动分离拨片完成钥匙坯零件的分离，使钥匙坯零件进入分离排序装置的排序机构，完成钥匙坯的排序，若钥匙坯零件上表面为非指定面，则单杆气缸无运动，钥匙坯零件继续随传送装置的凹槽传送带进入翻转排序装置中的排序机构，完成钥匙坯另一面的排序。

所述振动式给料器的螺旋轨道上安装有定向机构，所述的定向机构由挡板、导向斜面、料盘壁、轨道、挡条、下沉轨道组成，所述料盘壁上设有导向斜面和挡条，所述轨道上设有挡板；钥匙坯零件通过振动式给料器的振动，沿着螺旋轨道进入到定向机构，在定向机构的作用下，以一定的方向、姿态进入到凹槽传送带中。

所述传送装置由步进电机、凹槽传送带、主动轮、从动轮和传送带挡条组成，主动轮置于机架左侧，从动轮置于机架右侧，步进电机设置在主动轮正下方，并固定在机架内，凹槽传送带环绕主动轮和从动轮，凹槽传送带上部两侧设置传送带挡条。

所述分离排序装置由气缸支架、单杆气缸、分离拨片、分离导轨和排序机构组成，所述的单杆气缸通过气缸支架固定在机架上，分离拨片连接在单杆气缸活塞杆上，分离导轨一端连接分离拨片，另一端连接固定在机架上的排序机构。

所述翻转排序装置由翻转挡罩、翻转导轨和排序机构组成，所述的翻转挡罩固定在传送装置的从动轮的轮架上，翻转导轨一端连接翻转挡罩，另一端连接排序机构；未分离的钥匙坯零件继续随凹槽传送带运动，通过翻转挡罩的定位，钥匙坯零件不会因为重力而脱离凹槽传送带，当钥匙坯零件到达一定位置时可以沿着翻转导轨滑至排序机构，再由plc控制排序机构动作完成排序。

所述排序机构由双导杆气缸、阻尼滑块、导杆、弹簧、弹片、气缸顶板和基座组成，基座上面装有导杆，导杆上配合连接阻尼滑块，基座一端上面装有双导杆气缸和弹片，双导杆气缸的活塞杆连接气缸顶板，位于气缸顶板后面的弹片连接弹簧，双导杆气缸连接plc控制器，当钥匙坯零件经导轨滑入到弹片和气缸顶板之间，plc控制器控制双导杆气缸驱动气缸顶板横向顶出，弹片转动，使钥匙坯零件沿着导杆方向平移，钥匙坯零件与弹片脱离，弹片在弹簧作用下复位，同时气缸顶板复位，并且在阻尼滑块的作用力，钥匙坯零件紧密排列在一起完成排序。

本发明的有益效果是：

本发明创新性的提出了在振动式给料器螺旋轨道上安装一含有挡条及下沉槽的定向机构，可以有效的实现对钥匙坯的自动上料和定向，当钥匙坯图像识别排序系统启动后，钥匙坯零件通过振动式给料器振动进入传输装置，传输装置步进电机开始运行带动钥匙坯向前传输，传感器检测传送带上钥匙坯位置，当钥匙坯到达预设图像采集点，传感器给图像识别系统发送一个图像采集信号，控制ccd工业相机进行钥匙坯图像采集，并把采集的钥匙坯图像传送给触控一体机，触控一体机通过特定的算法进行识别将结果以数字信号的形式传递给plc控制器，plc控制器根据参数决定是否控制单杆气缸活塞杆的动作从而驱动分离拨片对钥匙坯零件进行分离和翻转排序，为后续的钥匙包装处理做好准备，有效地提升了钥匙生产的效率。本发明能够有效的解决当前钥匙坯人工排序效率低、准确率差和可重复性差等问题，能够快速、客观、准确地对钥匙胚零件进行自动识别排序。

本发明的钥匙坯分拣排序系统，针对不同的尺寸的钥匙坯零件，只需要更换带有不同凹槽的传送带和更新不同钥匙坯的正反面图像模板库即可，其适应性强，结构紧凑，具有高效率、易操作和自动化等特点，提高了钥匙坯排序的标准一致性，能有效地提升钥匙坯排序效率，具有较好的应用价值。

附图说明

图1是本发明的钥匙坯分拣排序系统的结构示意图；

图2是本发明中振动式给料器中的定向机构示意图；

图3是本发明中钥匙坯传送装置组件示意图；

图4是本发明中钥匙坯分离排序装置组件示意图；

图5是本发明中钥匙坯分离排序装置组件中分离导轨示意图；

图6是本发明中钥匙坯翻转排序装置组件示意图；

图7是本发明中钥匙坯排序机构组件示意图。

具体实施方式

为了使公众充分了解本发明的技术实质和和有益效果，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应视为本发明的保护范围。

如图1至图7所示，一种基于机器视觉的钥匙坯分拣排序系统，包括振动式给料器1、传送装置2、图像识别装置3、分离排序装置4、翻转排序装置5、机架6、触控一体机7、plc控制器。

传送装置2安装在机架6的上方，且与机架6保持水平，所述振动式给料器1安装在机架6上部的中后方，且落料口位于传送装置2上方，所述传送装置2的钥匙坯出口处装有分离排序装置4，钥匙坯出口下部装有翻转排序装置5，所述传送装置2上部装有图像识别装置3，其特征在于：所述图像识别装置3中的ccd工业摄像机303拍摄识别传送装置2的凹槽传送带202上的钥匙坯零件，并将所拍摄图像信息实时传送到触控一体机7中，由触控一体机7判断出钥匙坯零件上表面是否为指定面，并将完成正反识别后的结果以数字信号的形式传递给plc控制器，若钥匙坯零件上表面为指定面，所述plc控制器输出控制信号给分离排序装置4，由分离排序装置4中的单杆气缸402驱动分离拨片403完成钥匙坯零件的分离，使钥匙坯零件进入分离排序装置4的排序机构405，完成钥匙坯的排序，若钥匙坯零件上表面为非指定面，则单杆气缸402无运动，钥匙坯零件继续随传送装置2的凹槽传送带202进入翻转排序装置5中的排序机构405，完成钥匙坯另一面的排序。

如图2所示，振动式给料器1的螺旋轨道上安装有定向机构101，定向机构101由挡板103、导向斜面104、料盘壁105、轨道107、挡条106、下沉轨道102组成，所述料盘壁105上设有导向斜面104和挡条106，轨道107上设有挡板103；钥匙坯零件通过振动式给料器1的振动，沿着螺旋轨道进入到定向机构101，在定向机构101的作用下，以一定的方向、姿态进入到凹槽传送带202中。

如图3所示，传送装置2中由步进电机201、凹槽传送带202、主动轮204、从动轮205和传送带挡条203组成，主动轮204置于机架6左侧，从动轮205置于机架6右侧，步进电机201设置在主动轮204正下方，并固定在机架6内，凹槽传送带202环绕主动轮204和从动轮205，凹槽传送带202上部两侧设置传送带挡条203。凹槽传送带202配合安装在机架上凹槽传送带两侧的传送带挡条106，可以有效地限制钥匙坯在水平面内的移动，凹槽传送带202以顺时针方向为前进方向，将钥匙坯零件输送至图像识别区域。

当钥匙坯零件随凹槽传送带202传输到指定工位后，传感器发出信号，图像识别装置3中的ccd工业摄像机303拍摄钥匙坯零件的图像，并实时传输到触控一体机7的内存中，触控一体机7中的图像处理系统完成图像预处理、目标区域分割、轮廓提取与匹配等主要流程，做出判断，判断钥匙坯零件上表面是否为指定面，在本实例中规定钥匙坯零件的正面为指定面，触控一体机7将识别结果以数字信号的形式传递给plc控制器。

如图4所示，分离排序装置4由气缸支架401、单杆气缸402、分离拨片403、分离导轨404和排序机构405组成。单杆气缸402通过气缸支架401固定在机架6上，分离拨片403连接在单杆气缸402活塞杆上，分离导轨404（图5）一端连接分离拨片403，另一端连接固定在机架6上的排序机构405。如图7所示，排序机构405由双导杆气缸406、阻尼滑块411、导杆410、弹簧409、弹片408、气缸顶板407和基座412组成，基座412上面装有导杆410，导杆410上配合连接阻尼滑块411，基座412一端上面装有双导杆气缸406和弹片408，双导杆气缸406的活塞杆连接气缸顶板407，位于气缸顶板407后面的弹片408连接弹簧409，双导杆气缸406连接plc控制器。

当钥匙坯零件继续随着凹槽传送带202传输至分离排序工位，如果该钥匙坯零件上表面为正面，此时plc控制器根据触控一体机7传递的控制参数控制分离排序装置4中的单杆气缸402活塞杆做伸出动作，连接在活塞杆上的分离拨片403下降，下降至靠近凹槽传送带202的位置，待凹槽传送带202进到下一步工位时，钥匙坯零件被分离拨片403抬起离开凹槽传送带202，滑向分离导轨404，钥匙坯经分离导轨404落入排序机构405中弹片408和气缸顶板407之间，此时控制系统控制双导杆气缸406做伸出动作，气缸顶板407横向顶出，弹片408受到钥匙坯的压力转动，钥匙坯沿着导杆410方向平移，经过一定的位移量之后，钥匙坯零件与弹片408脱离，弹片408在弹簧409的作用下复位，同时双导杆气缸406在控制系统的作用下带动气缸顶板407复位，等待下一个控制信号，而钥匙坯零件则垂直悬挂在两根导杆之间，同时由于阻尼滑块411存在相互作用力，钥匙坯的自由度能够得到限制，因此钥匙坯零件始终保值紧密排列状态。

如图6所示，翻转排序装置5由翻转挡罩501、翻转导轨502和排序机构405组成，所述的翻转挡罩501固定在传送装置2的从动轮205的轮架上，翻转导轨502一端连接翻转挡罩501，另一端连接排序机构405。如果钥匙坯零件上表面为反面，此时分离装置4无动作，钥匙坯零件继续随凹槽传送带202传输，由于翻转挡罩501能够限制钥匙坯零件在凹槽传送带202上垂直方向上的位移和旋转，从而使钥匙坯零件能够始终在凹槽传送带202内而不因重力脱落，当载有钥匙坯零件的凹槽传送带202运行到翻转挡罩501的末端时，钥匙坯零件由于重力落入翻转导轨502内，钥匙坯沿着翻转导轨502滑下,进入另一排序机构405，此时plc控制器控制排序机构405完成排序，为后续钥匙坯的包装做好准备。