专利名称：酸奶纸杯在线转盘检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种酸奶纸杯在线转盘检测仪，是主要适用于纸制品生产企业酸 奶纸杯机制成品的质量在线检测的仪器，它可以在生产线上对制成品进行高速检测，极大 地提高检测速度。
背景技术：
随着纸制品生产技术的发展，纸杯机的生产速度也越来越高，其制成品的质量如 用人工进行检测，不仅对检测人员的素质有较高要求，也增加了工人的劳动强度。而长时间 高紧张、快节奏的工作，既使工人容易疲劳，也增加了误检、漏检的几率。尽管目前市场上已 有了纸杯纸碗检测仪，但其并不适用于酸奶纸杯的检测。因为酸奶纸杯的外形特殊，杯身 细而高，在一般纸杯纸碗检测仪内的输送线上，酸奶纸杯极易发生倾倒、跌落等意外情况， 从而使得检测过程难于正常进行。而本实用新型是专门针对酸奶纸杯制成品的检测而开发 的，不仅能保证长期稳定地进行检测工作，而且检测速度非常高，可达150个/分，也极大地 降低了误检、漏检的几率。
发明内容本实用新型的目的是提供一种适用于酸奶纸杯制成品的在线转盘检测仪(以下 简称检测仪)，要解决的技术问题是以机器视觉系统和转盘式工位送进装置为核心，辅以 其他必要的组件，对酸奶纸杯制成品的质量状况进行检测和判定，检出合格品和废次品，在 进行分类收集的同时，并给出合格品和各类殘次品的统计数据。本实用新型采用了下述技术方案转盘检测仪由机架、下杯组件、传动系统(含转 盘组件)、机器视觉检测系统(含显示器)、气路系统、排废组件、出杯组件和电气控制系统 组成，转盘检测仪整机外观主视图、右视图。见图1、图2。酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是由机架、下杯组件、传动系统、机器视觉检测 系统、气路系统、废次品排出组件、合格品出杯组件和电气控制系统等组成；传动系统包括 转盘组件，在转盘组件上部有废次品排出组件、合格品出杯组件、下杯组件、应急排出通道， 在转盘组件上部有机器视觉系统中的2组图像采集组件每组图像采集组件均为一台相机 和一个光源组合在一起。所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是传动系统为分路传动系统，有三条传 动路线，包括第一条为主传动路线，其联接关系为主动链轮安装在电机减速器的输出轴上，从 动链轮安装在分度器的输入轴上，分度器的输出轴通过联轴器与转盘组件相联；第二条传动路线结构是分度器的另一端连接联轴器，通过联轴器联接主动伞齿 轴，主动伞齿轴的另一端装有偏心轴；偏心轴、拉杆、销轴、摆动杆顺次连接，摆动杆的上端 与摆动轴的一端连接，长摆杆的一端与摆动轴的另一端连接；长摆杆的另一端与支杆轴连 接；支杆轴上端与压板固定连接；顶杆摆臂安装在摆动轴一端，顶杆、销轴、联杆、顶杆摆臂顺次连接，在顶杆上端有吹气头；第三条传动路线为分度器输出轴、联轴器、主动伞齿轮轴、主动伞齿轮、从动伞齿 轮、立伞齿轴、联轴器顺次连接，联轴器连接主动带轮轴和主动带轮。所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是废次品排出组件的主要组成元件 排废管道置于转盘上方左侧的适当位置，通过固定环固定于机架上，其下端是进口，进口的 正下方是吹气头，吹气头与其下面的气缸用螺纹连接在一起；合格品出杯组件的组成合 格品输出管安排在排废管道右侧，两者的外形、结构和安装连接方式均相同，合格品输出管 进口的正下方是吹气头，吹气头与其下面的顶杆固定联接在一起。 所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是下杯组件中含管道，小带轮，大带轮， 螺旋轮，传动皮带和主动带轮，大带轮、小带轮和螺旋轮通过轴、轴套、安装板和支撑杆安装 于管道四周的适当位置，四个螺旋轮分别固定于四个大带轮上，传动皮带包绕大、小带轮和 主动带轮。所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是机器视觉系统的检测元件主要有超 高分辨率相机、光源、光源和相机支承组件、传感器及其支架，另有显示器、键盘、电脑主机； 一台相机和一个光源组合在一起安装在光源相机的支承组件上，光源相机的支承组件安装 在转盘的上方空间位置。图1酸奶纸杯在线转盘检测仪整机外观主视图。图中编号为Al.可调支足A2.内 置传动系统的门A3.机架A4.内置机器视觉系统的主体部份的门A5.显示器A6.键 盘A7.内置传动系统的门图2酸奶纸杯在线转盘检测仪整机外观右视图。图中编号为Bi.应急排出通道、 B2.多层式警示灯检测仪工作时，下杯机构使酸奶纸杯制成品按序列排列，顺次进入转盘上的杯座。 转盘作为制成品的载体，在其转动过程中使酸奶纸杯制成品进入各个具有不同作用的工 位。随着转盘的转动，每一制成品均将依次通过各个工位，在通过检测工位时接受机器视觉 系统的检测。机器视觉系统对置于转盘上的制成品自动进行拍照、分析和判断，及时判定制 成品的质量状况，并根据判断结果对执行机构发出指令，执行机构按指令作出相应的反应。 对合格品，在其进入出杯工位时将其从出杯管道送出，如检出废次品，待其进入排废工位时 将其从排废管道排出。检测仪的组成结构见图3、图4、图5。图3酸奶纸杯在线转盘检测仪整机主视图(拆去部份门扇和电机、减速器等)图 中编号Cl.机架C2.传动系统C3.气路系统C4.废次品排出组件C5.合格品出杯组件 C6.下杯组件C7.应急排出通道C8.转盘组件图4酸奶纸杯在线转盘检测仪整机右视图(拆去机架右侧外部防护板)图中编 号Dl.机器视觉系统中的图像采集组件C2.传动系统(含电机、减速器、分度器、转盘等) C6.下杯组件图5酸奶纸杯在线转盘检测仪整机俯视图(拆去机架顶部防护板再行局部剖视) El.气路系统中的气源(涡旋风机)G2.从动链轮E3.减速电动机Gl.主动链轮G4.转盘E6.第二取像位E7.第一取像位本实用新型的效益替代人工劳动，减少用工数量，大幅提高检测效率，并大大降 低制成品的错检率、漏检率，提高企业生产效率，降低生产成本。此外，还可对合格品和各类废次品的检测数据进行统计运算，帮助生产管理部门快速找出造成废次品的原因，及时改 进生产工艺，提高产品合格率和劳动生产率。
[0021]图1本实用新型整机外观主视图。[0022]图2本实用新型整机外观右视图。[0023]图3本实用新型整机主视图。[0024]图4本实用新型整机右视图。[0025]图5本实用新型整机俯视图。[0026]图6本实用新型中下杯组件。[0027]图7本实用新型中传动系统主视图。[0028]图8本实用新型中传动系统右视图。[0029]图9本实用新型中机器视觉系统主视图。[0030]图10本实用新型中机器视觉系统俯视图。[0031]图11本实用新型中废次品排出组件和合格品出杯组件主视图。[0032]图12本实用新型中气路系统原理图。[0033]图13为图6中B-B方向剖视图。
具体实施方式
见图3、图4，酸奶纸杯在线转盘检测仪，由机架Cl、下杯组件C6、传动系统C2、机器 视觉检测系统、气路系统C3、废次品排出组件C4、合格品出杯组件C5和电气控制系统等组 成。传动系统C2包括转盘组件C8，在转盘组件C8上部有废次品排出组件C4、合格品出杯 组件C5、下杯组件C6、应急排出通道C7，见图9，在转盘组件C8上部有机器视觉系统中的2 组图像采集组件D1、D2，每组图像采集组件均为一台相机J4和一个光源组合在一起。机器 视觉检测系统含显示器A5、电脑主机。检测仪组成部份中的机架Cl，为其他所有组成部份 提供收纳、支承、连接和防护，保证了其他各部份的零部件固定于正常的工作位置，是转盘 检测仪正常工作的基础。图6为下杯组件C6。其中Fl.管道F2.小带轮F3安装板F4.支撑杆F5.大 带轮轴套F6.大带轮F7.螺旋轮图13为图6中B-B方向剖视图，在下杯组件C6中有主动带轮H44和传动皮带 F8。下杯组件C6如图6所示，并参见图3、图4。下杯组件C6中含管道F1，小带轮F2， 大带轮F6，螺旋轮F7，传动皮带F8和主动带轮H44，这些带轮和螺旋轮通过轴、轴套、安装板 和支撑杆等安装于管道四周的适当位置，四个螺旋轮F7分别固定于四个大带轮F6上，传动 皮带F8以一定方式包绕大带轮F6、小带轮F2和主动带轮H44。主动带轮H44由主动带轮 轴驱动旋转，通过皮带传动使四个大带轮F6和小带轮F2 —起旋转，同时四个螺旋轮F7也 随着一起旋转，从管道Fl上端下来的酸奶纸杯制成品在螺旋轮F7的控制和带动下以一定 的速度和时间间隔一个接一个地下落，分别进入转盘上的不同杯座中，随着转盘的转动，各 个酸奶纸杯制成品依次进入后续的各个不同工位，接受机器视觉系统的检测和评定。图13中有主动带轮轴H45。图7传动系统主视图。Gl.主动链轮 G2.从动链轮 G3.轴承支座G4.转盘 G5.杯座G6.联轴器G7.摆动轴G8.支杆轴G9.支杆G13.压板G14.连杆G15. 导向杆G16.滑座G17.铜套G18.连轴器G19.立伞齿轴G20.上端盖G21.偏心轴 G22.侧端盖G23.框座G24.从动伞齿轮G25.主动伞齿轮G26.主动伞齿轴G27.连 轴器G28.过渡板G29.分度器G30.电机减速器G31.隔套G32.挡套G33.压盖 G34.连接位置G35.连接位置H40.摆动杆H44.主动带轮H45.主动带轮轴转盘组 件C8图8传动系统右视图。H34.吹气头H35.铜套H36.顶杆H37.销轴H38.联杆 H39.顶杆摆臂H40.摆动杆H41.销轴H42.拉杆H43.长摆杆H44.主动带轮H45. 主动带轮轴Gl.主动链轮G9.支杆G13.压板传动系统如图7、图8所示，同时参阅图4、图5。传动系统为分路传动系统，有三条 传动路线，分述如下见图7，第一条为主传动路线，其联接关系为主动链轮Gl安装在电机减速器G30 的输出轴上，见图5，从动链轮G2安装在分度器G29的输入轴上，见图7，分度器G29的输出 轴通过联轴器G6与转盘组件C8(含轴、轴端法兰、压板、连接螺钉等)的相联。当电机转动 时，电机一减速器G30 —主动链轮Gl —链条一从动链轮G2 —分度器G29输入轴，一分度器 G29输出轴一联轴器G6 —转盘组件C8 —转盘G4这条传动链上的所有主动件和从动件均同 时运动起来，转盘的转动就使置于杯座G5内的酸奶纸杯制成品顺次通过各个工位，然后从 合格品出杯组件C5或废次品排出组件C4的排出管道排出。见图7。见图7，第二条传动路线结构是分度器G29的另一端连接联轴器G27，通过联轴器 G27联接主动伞齿轴G26，主动伞齿轴G26的另一端装有偏心轴G21 ；见图8，偏心轴G21、拉 杆H42、销轴H41、摆动杆H40顺次连接；见图7，摆动杆H40的上端与摆动轴G7的一端连接， 即图7中G31处连接位置；长摆杆H43的一端与摆动轴G7的另一端连接，即图7中左端G35 处连接位置；见图8，长摆杆H43的另一端与支杆轴G9连接；支杆轴G9上端与压板G13固 定连接；见图8，顶杆摆臂H39安装在摆动轴G7 —端，顶杆H36、销轴H37、联杆H38、顶杆摆 臂H39顺次连接，在顶杆H36上端有吹气头H34用于吹出高压气流。这条传动路线的工作原理是将电机的运动和转矩从分度器G29的输入轴另一端 输出，通过联轴器联接主动伞齿轴G26，主动伞齿轴G26伞齿轴的另一端装有偏心轴G21，见 图8，其后的传动路线为偏心轴G21 —拉杆H42 —销轴H41 —摆动杆H40 —摆动轴G7，至 此，分度器G29输入轴的连续转动变成了摆动杆H40绕摆动轴G7轴心的往复摆动，这样就 使得分别装于摆动轴G7两端上的顶杆摆臂H39和长摆杆H43也同时作绕摆动轴G7轴心的 往复摆动，长摆杆H43的往复摆动驱使支杆轴G9沿其本身的轴心线方向作一上一下的直线 运动，带动与其固联的压板G13作相同的运动，这就使得每一从下杯组件进入转盘杯座的 酸奶杯制成品到达此工位时经受压板G13的一次轻拍动作，对各酸奶杯制成品在杯座中的 位置进行校正，以作好进入检测的准备。此外，装于摆动轴G7上的顶杆摆臂H39也在随摆 动轴G7作往复摆动，通过联杆H38使顶杆H36作沿其轴心的直线上下往复运动，当其向上 运动时，就使进入该工位的酸奶纸杯合格品受到一个向上的推力，在吹气头H34吹出的高压气流的共同作用下，将纸杯合格品从合格品出杯组件C5排出，共同完成出杯工作。见图7，第三条传动路线的主要组成零件有分度器G29输出轴、联轴器G27、主动 伞齿轮轴G26、主动伞齿轮G25、从动伞齿轮G24、立伞齿轴G19、联轴器G18顺次连接，(见图 6、图7、图8、图13)联轴器G18连接主动带轮轴H45和主动带轮H44，然后与传动皮带F8、大 带轮F6和小带轮F2连接。运动和动力的传递方向为分度器G29输入轴一联轴器G27 — 主动伞齿轮轴G26 —主动伞齿轮G25 —从动伞齿轮G24 —立伞齿轴G19 —联轴器G18 —见 图8主动带轮轴H45 —主动带轮H44 —传动皮带一下杯组件C6的大带轮F6及小带轮F2， 这路传动的作用是与下杯组件C6协同作用完成下杯的过程(见前述)。机器视觉系统组成和布局见图9、图10。图9机器视觉系统主视图。Jl.传感器及其支架J2.光源相机支承组件Dl.机器 视觉系统中的第1个图像采集组件D2.机器视觉系统中的第2个图像采集组件G4.转 盘C8.转盘组件J4.相机图10机器视觉系统俯视图。机器视觉系统的检测元件主要有超高分辨率相机J4、 光源J5、光源相机支承组件J2、传感器及其支架J1，另有显示器、键盘、电脑主机和相关软、 硬件及其他必要的电子元器件和连接线路等(图中未表达，参见前面附图和表述)。一台 相机J4和一个光源J5组合在一起安装在光源相机的支承组件J2上，光源相机的支承组件 J2安装在转盘4的上方空间位置。光源和相机协同工作。当酸奶纸杯制成品进入检测工位时，各台相机即针对不同的部位进行拍照，然后 将获取的信息传入计算机进行分析、判断和处理，执行机构根据计算机的处理结果执行不 同的指令。如为废次品，待其进入排废工位时，即由废次品排出组件将其排出，如为合格品， 则在进入出杯工位时由合格品出杯组件送出。图11废次品排出组件C4和合格出杯组件C5主视图。编号为Kl.气缸K2.吹气 头K3.顶杆(同时见图十)K4.吹气头K5.进气管K6.排废管道K7.固定环K8.合 格品输出管 K9.负压管 K10.输气管 Kll.三通接头K12.输气管 K13.废次品出口 K14.合格品出口 K15.连接至排废管道所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是废次品排出组件C4的主要组成元 件排废管道K6置于转盘上方左侧的适当位置，通过固定环固定于机架上，其下端是进口， 进口的正下方是吹气头K2，吹气头K2与其下面的气缸Kl用螺纹连接在一起；合格品出杯 组件C5的组成合格品输出管K8安排在排废管道K6右侧，两者的外形、结构和安装连接方 式均相同，合格品输出管K8进口的正下方是吹气头K4，吹气头K4与其下面的顶杆K3固定 联接在一起。废次品排出组件和合格品出杯组件主视图见图11。当被检出的酸奶纸杯废次品 经转盘转动送至排废工位时，机器视觉系统发出排废指令，此时气缸活塞杆Kl上推，吹气 头K2在被带着向上运动的同时吹出高压气体，酸奶杯废次品在这两种力量的同时作用下 向上运动至排废管道的下端进口处，受到该处负压气流的吸力和吹气头气体的推力而进入 管中，迅速被高速流动的气流吹出管口，完成一个排废工作流程。当酸奶纸杯合格品经转盘 转动送至排废工位时，因机器视觉系统发出的是出杯指令，排废组件没有反映，转盘转至下 一工位即出杯工位时，顶杆K3上推，吹气头K4上推的同时吹出高压气体，酸奶杯被送至出 杯管道下端进口处，以下的过程和排废工位相同，纸杯被送出出杯管道出口。[0053]图12气路系统原理图。Li.涡旋风机L2.气管L3.气缸L4.三通接头L5.吹 气头L6.吹气头L7. 二联件L8.三通接头L9.四通接头L10.三通接头Lll.电 磁阀 L12.节流阀 L13.直接头 L14.电磁阀 L15.消声节流阀 L16.电磁阀 L17. 连接至合格品管道L18.连接至废次品管道L19.连接至汇流装置的管道气路系统原理图见图12。气路系统的作用前已述及，在此不予赘述。
权利要求酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是由机架(C1)、下杯组件(C6)、传动系统(C2)、机器视觉检测系统、气路系统(C3)、废次品排出组件(C4)、合格品出杯组件(C5)和电气控制系统等组成；传动系统(C2)包括转盘组件(C8)，在转盘组件(C8)上部有废次品排出组件(C4)、合格品出杯组件(C5)、下杯组件(C6)、应急排出通道(C7)，在转盘组件(C8)上部有机器视觉系统中的2组图像采集组件(D1、D2)每组图像采集组件均为一台相机(J4)和一个光源(J5)组合在一起。
2.根据权利要求1所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是传动系统(C2)为分路 传动系统，有三条传动路线，包括第一条为主传动路线，其联接关系为主动链轮(Gl)安装在电机减速器(G30)的输出 轴上，从动链轮(G2)安装在分度器(G29)的输入轴上，分度器(G29)的输出轴通过联轴器 (G6)与转盘组件(C8)相联；第二条传动路线结构是分度器(G29)的另一端连接联轴器(G27)，通过联轴器(G27) 联接主动伞齿轴(G26)，主动伞齿轴(G26)的另一端装有偏心轴(G21)；偏心轴(G21)、拉 杆(H42)、销轴(H41)、摆动杆(H40)顺次连接，摆动杆(H40)的上端与摆动轴(G7)的一端 (G31)连接，长摆杆(H43)的一端与摆动轴(G7)的另一端(G32)连接；长摆杆(H43)的另 一端与支杆轴(G9)连接；支杆轴(G9)上端与压板(G13)固定连接；顶杆摆臂(H39)安装在 摆动轴(G7) 一端，顶杆(H36)、销轴(H37)、联杆(H38)、顶杆摆臂(H39)顺次连接，在顶杆 (H36)上端有吹气头(H34)；第三条传动路线为分度器(G29)输出轴、联轴器(G27)、主动伞齿轮轴(G26)、主动伞 齿轮(G25)、从动伞齿轮(G24)、立伞齿轴(G19)、联轴器(G18)顺次连接，联轴器(G18)连接 主动带轮轴(H45)和主动带轮(H44)。
3.根据权利要求2所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是废次品排出组件(C4) 的主要组成元件排废管道(K6)置于转盘上方左侧的适当位置，通过固定环固定于机架 上，其下端是进口，进口的正下方是吹气头(K2)，吹气头(K2)与其下面的气缸(Kl)用螺纹 连接在一起；合格品出杯组件(C5)的组成合格品输出管(K8)安排在排废管道(K6)右 侧，两者的外形、结构和安装连接方式均相同，合格品输出管(K8)进口的正下方是吹气头 (K4)，吹气头(K4)与其下面的顶杆(K3)固定联接在一起。
4.根据权利要求3所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是下杯组件(C6)中含 管道(Fl)，小带轮(F2)，大带轮(F6)，螺旋轮(F7)，传动皮带(F8)和主动带轮(H44)，大 带轮、小带轮和螺旋轮(F7)通过轴、轴套、安装板和支撑杆安装于管道四周的适当位置，四 个螺旋轮(F7)分别固定于四个大带轮(F6)上，传动皮带(F8)包绕大、小带轮和主动带轮 (H44)。
5.根据权利要求1或3或4所述的酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是机器视觉系 统的检测元件主要有超高分辨率相机(J4)、光源(J5)、光源和相机支承组件(J2)、传感器 及其支架(Jl)，另有显示器、键盘、电脑主机；一台相机(J4)和一个光源(J5)组合在一起 安装在光源相机的支承组件(J2)上，光源相机的支承组件(J2)安装在转盘(G4)的上方空 间位置。
专利摘要酸奶纸杯在线转盘检测仪，其特征是传动系统包括转盘组件，在转盘组件上部有废次品排出组件、合格品出杯组件、下杯组件、应急排出通道，在转盘组件上部有机器视觉系统中的图像采集组件。机器视觉系统对置于转盘上的制成品自动进行拍照、分析和判断，及时判定制成品的质量状况，并根据判断结果对执行机构发出指令，执行机构按指令作出相应的反应。对合格品，在其进入出杯工位时将其从出杯管道送出，如果检出废次品，待其进入排废工位时将其从排废管道排出。
文档编号G01N21/89GK201666880SQ201020101599
公开日2010年12月8日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者曹天清, 陈健, 陈刚 申请人:四川索牌机电制造有限公司