一种食品加工流水线质量检测与重量分级的全自动设备的制造方法_2

文档序号:9462227阅读:来源:国知局
的图像采集卡开始采集图像,模拟信号经图像采集卡输入通道进入图像采集卡,经解码器把PAL制式的模拟信号转化为数字分量为R.G.B的数字图像,通过PCI总线传入计算机内存,供后续处理。
[0020]图像处理系统包括单体图像分割和图像预处理。单体分割是研究开发这套装备的关键技术之一,把每件食品都作为一个单独产品处理。每件食品被电脑独立识别,每件食品的数据清晰可得,便于后续的批量包装,产品追踪,对每件食品去向加以控制和记录。通过机器视觉系统采用时间序列连续场扫描采集到的食品图片,单体提取后在识别处理前首先要对其进行预处理操作。主要包括:图像的灰度变换,图像的增强(消噪处理),图像边缘检测,图像分割。
[0021]所述的滚轴式传送带2是由传动链条,传动齿轮,轴承,销轴,辊子,电机等组成,传动齿轮固定在机架I上面,电机通过传动皮带带动皮带轮转动,皮带轮与齿轮是同轴转动,辊子通过轴承及销轴固定在传动链条的销轴上,传动链条在传动齿轮的带动下转动。当食品运动到摄像头3下面时,辊子在摩擦带上摩擦进而带动辊子转动,从而会使辊子上方的食品发生转动,便于摄像头3来进行360度无死角的采集拍照。
[0022]所述的次品剔除单元包括舵机,机械臂等组成,当发现次品时,电脑会通过无线蓝牙模块发送信息给下位机,由下位机来控制舵机转动进而带动机械转动实现次品的剔除。
[0023]定距放料单元包括格式运输带8,摩擦滚轴,轴承,传动带,带轮,销轴,电机,拨轮9等组成,摩擦滚轴两侧通过轴与传动带轮连接,带轮通过传动带与电机上的带轮连接,这样格式运输带8在摩擦滚轴的带动下而运动,速度大小由电机决定。拨轮9会把格式运输带8上的每一小格子里食品逐一拨出来,拨到称重运输带11之前的过渡运输带10上,过渡运输带10是为了使食品的速度稳定,防止直接落到称重运输带11上带来的重力冲击影响测量准确性。这个定距放料单元是为了控制食品间距,方便后面对食品进行单独称重,防止两个食品距离太近而影响称重结果。
[0024]称重单元由:悬臂梁式称重传感器23,称重运输带11,机架I,集成电路等构成,当食品运动到称重运输带11上时,称重传感器23中的电阻应变片会发生形变,进而电阻变化转化为电压的变化,经过放大电路,滤波电路,A\D模数转换电路传给单片机,由单片机来处理这些信息。
[0025]机械臂分级单元由:舵机,机械臂,轴承等组成,舵机在单片机的控制下发生转动来实现食品的重量分级。本设备图是按照重量可分为7级来画的,第7级食品直接运动到传送带的尽头掉到储物箱中。
控制单元是整套装备的大脑包括:上位机计算机,ATK-HC05蓝牙,下位机STM32F103ZET6单片机,集成电路等组成。主要是负责对采集的信息进行信息处理,并对执行机构发出命令。
[0026]远程监控单元是是有Iabview编程的一个电脑实时显示界面,即一个远程实时监控界面。通过这个界面可以实时的显示现场机器的工作状况,具体包括显示加工食品的总数量,总重量,加工的速度,现场的工作温度,湿度等。
[0027]自动运输单元主要是负责完成重量分级的食品的运输,包括:食品运输箱15,晓跷板,备用食品运输箱17,过渡运输滚轮斜台19,传动带,滚轴18,滚筒21,直流电机,机架I,永久磁铁等组成。
[0028]格式运输带8套在传动轴上,传动轴和同步带7轮是同轴的,同步带7轮通过同步带7和直流电机相连接。同时,拨轮9和直流电机也是通过同步带7来连接的。过渡运输带10放在称重运输带11之前,称重运输带11后面是分级传动带。分级传动带上的红外对管是通过螺丝固定在机械臂前方30厘米处的。机械臂和舵机是通过螺栓螺母固定的。本设计一共有四个交流电机6,第一个固定在质量检测模块的传动带处,负责给传动带提供动力。第二个固定在格式运输带8—侧,负责给格式运输带8和拨轮9传递动力。第三个电机是放在称重运输带11 一侧的,通过多个同步带7和多组传动带上的同步轮连接来给各级传动带提供动力。第四个电机是放在食品运输带15 —侧,负责给该运输带提供动力。
[0029]质量检测原理为:当食品经传动带运动到滚轴式传送带2时,滚轴18在摩擦带的摩擦之下发生转动,相应的食品也会在滚轴18上发生转动,当运动的食品到达视场内一定位置,食品的运动状况检测传感器(即红外线对管检测传感器)被触发,具有外触发功能的图像采集卡开始采集图像,模拟信号经图像采集卡输入通道进入图像采集卡,经解码器把PAL制式的模拟信号转化为数字分量为R.G.B的数字图像,通过PCI总线传入计算机内存,供后续处理。摄像头3会捕捉转动食品的360度图像,检测食品的质量,当所拍摄图片经过图像处理系统处理后,不同于数据库图片时即为次品,计算机会通过蓝牙模块传送命令给下位机单片机,下位机再控制舵机转动,舵机带动机械臂转动进而将次品剔除。然后,合格产品紧接着进入称重模块,我们把整个称重模块传动部分固定在悬臂梁式称重传感器23上,这样就可以避免传动带的张紧力对称重的影响。
[0030]称重原理为:当食品进入称重模块时,称重传感器23检测到重量数据先呈现上升趋势,然后维持一定小幅度的波动,最后呈现下降趋势,当其值维持小幅波动时即认为是食品完全进入称重模块,此时,开始记录称重数据。食品完全进入称重模块时,电阻应变片发生应变,电阻变化经桥式电路转化为电压变化,经过放大电路放大微弱的电压信号,经过滤波电路滤波,再由A/D采集信号传给单片机处理。本专利的程序部分是利用keil软件经过C语言编程利用静态标定算法,误差分析补偿算法对检测数据进行处理即可得出食品重量。通过对射式光电开关检测食品位置,原理为对射式光电开关是将投光器与受光器置于相对的两个装置,光束也是在相对的两个装置之间,穿达投光器与受光器之间的鸡腿会阻断光束并启动受光器。当食品挡住红外线时,光电开关输出电平发生转变。通过检测光电开关的电平转换次数来判断是第几个食品到达相应的机械臂处。配合检重单元的重量二者构成一个与运算,当检测到一个重量m之后,先判断这个重量m的取值范围是处于哪一个重量等级,当这个食品运动到相应的重量区间分级单元时通过检测光电开关的电平转换进而由单片机发出指令控制相应舵机转动,进而将食品扫到储物箱中,实现重量分级。
[0031]自动运输单元原理:当食品临时储物箱14内的食品超过10公斤后,在食品的重压之下,该压力会克服箱底部磁铁的吸力使箱体底部的活动底绕底部轴承打开。由于箱底前部两侧有铁链锁住,铁链另一端与箱子两侧面固定,当箱底打开到45度时,两条铁链会伸直拉住箱底,防止它打开成90度。以保证箱子底部打开45度时,箱子内部的食品全部倒出之后,箱底会在磁铁吸力的作用下自动闭合。食品从临时储物箱14内倒出掉落到了食品运输箱15内,原先水平的跷跷板16,在食品掉落到食品运输箱15后,食品的重量会克服另一侧跷跷板16底部磁铁的吸力而使跷跷板16发生向下倾斜,使跷跷板16前侧装有食品的食品运输箱15会顺着跷跷板16上的导轨28滑落到下部的食品过渡运输滚轮斜台19上,进而通过滚轮斜台滑落到下游的食品运输带上。在装有食品的运输箱子顺着跷跷板上的导轨28往下滑落的同时,跷跷板16上另一侧的备用食品运输箱15也会顺着跷跷板16上的导轨28往下滑落。在食品运输箱15子离开跷跷板16的一瞬间,在磁铁的吸力的作用下,跷跷板16会自动恢复原来的水平位置,此时备用食品运输箱17恰好运动到原来食品运输箱15的位置,以准备盛放和运输临时储物箱14内滑落的食品。
[0032]具体的,当食品从工作台传送带上运动到滚轴式传送带2上,在摩擦带的摩擦之下,辊子发生转动,进而带动食品转动。当食品运动到摄像头3下时,光电开关会打开,进而控制摄像头3连续摄取多张图片传给计算机进行图像处理,当所拍摄图片经过图像处理系统处理后,不同于数据库图片时即为次品,计算机会通过蓝牙模块传送命令给下位机单片机,下位机再控制舵机转动,舵机带动机械臂转动进而将次品剔除出去,存放在次品储物箱5当中
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1