玻璃瓶在线检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明所提供的玻璃瓶在线检测系统，包括由成对的摄像机及光源组成的检测装置，摄像机与工控机相连；该转盘式取瓶装置包括安装在机架上的伺服电机，以及外环设置有多个槽口的转盘，该转盘竖直设置，其转轴与水平面平行，槽口内安装有瓶座，该瓶座具有与玻璃瓶匹配的凹槽，凹槽内设有通孔；转盘通过传动轴与伺服电机连接，该传动轴通过轴承座安装在所述机架上。本发明采用转盘式取瓶装置，在转盘的槽口中安装瓶座，利用负压将玻璃瓶吸附在瓶座中，可根据玻璃瓶的外径来更换瓶座，避免整个取瓶装置的更换，节约成本。
【专利说明】玻璃瓶在线检测系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用在玻璃瓶质量检测线上的玻璃瓶在线检测系统。
【背景技术】
[0002] 药用玻璃瓶具有良好的保护性能和化学稳定性，玻璃管在制作药用玻璃瓶的过程 中，往往在外管、尺寸、瓶口等方面存在缺陷，有的甚至存在裂缝，在产品包装工序之前需要 对玻璃瓶质量进行检测，剔出残次品。在传统生产工序中，多采用人工检测剔出废瓶，工作 效率低下，并且受人为因素影响，易出现漏检、错检。随着科技水平的发展，目前多采用机器 检测，玻璃瓶从前序工序进入检测工序，需要通过自动装置将玻璃瓶准确移动至检测工位。
[0003] 申请号200520086477. 2的实用新型专利公开了一种玻璃瓶口检验机，包括机 架、输瓶机、螺旋输瓶轨道、分度盘、坏瓶剔除装置、动力装置及信号处理工控机，分读盘与 输瓶机、螺旋输瓶轨道相适应，与分度盘相对应设有检测工位，检测工位的上方架设有与 玻璃瓶口位置相适应的检测装置，检测工位的一侧配装有使玻璃瓶旋转的转瓶轮，检测装 置为成对的光发射器和光接收器，光发射器连接有电子调频器，光接收器通过线缆与工控 机连接。该装置通过分度盘将螺旋输瓶轨道上的玻璃瓶移动到检测工位，该玻璃瓶口检 验机设备庞大，检测工位横亘在玻璃瓶生产工序与包装工序之间，占地面积较大。申请号 200820077458. 7的实用新型专利公开了一种转盘式药用玻璃瓶在线检测装置，包括检测机 架、主圆盘、被捡瓶入口通道滑板、废瓶剔出机构、气动推瓶器、数字式摄像机和托瓶转盘， 检测机架上装设主圆盘，被检瓶入口通道滑板安装在主圆盘盘体上部，在主圆盘的外环形 盘体上设有均布的圆凹槽并分别装设托瓶转盘，托瓶转盘上设有通孔连通底部吸气管，其 底部连接升降旋转机构，在检测机架上对应托瓶转盘的位置装设3台数字式摄像机，其中 第一台为检测瓶顶口摄像机，位于被检瓶入口通道滑板的上部，其摄像头对准被检测玻璃 瓶瓶顶口部，第二台为检测瓶身摄像机，其摄像头对准托瓶转盘上被测玻璃瓶身，第三台检 测瓶口颈摄像机，其摄像头对着托瓶转盘上被测玻璃瓶口颈部，在主圆盘上位于检测瓶口 颈摄像机的后部检测机架上装有吹气式废瓶剔出机构，废瓶剔出机构对应剔出瓶通道，在 主圆盘上部位于废瓶剔出机构一侧的检测机架上装有气动推瓶器，气动推瓶器由气缸、推 瓶板、支撑弹簧组成，其中，气缸活塞杆连接推瓶板，气动推瓶器对应机架上的出瓶装箱通 道。待检测玻璃瓶从被检瓶入口通道滑板进入托瓶转盘，众所周知，玻璃瓶易碎，从通道滑 板滑入托瓶转盘，容易撞击而导致玻璃瓶破损，从而使本身质量可靠的玻璃瓶撞成了残次 品，增加了废品率。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种玻璃瓶在线检测系统，该检测系统 可应用于不同外径的玻璃瓶的检测线，根据玻璃瓶直径的大小，更换瓶座，避免因为生产线 上生产的玻璃瓶大小的不同而导致需要更换整套系统。
[0005] 本发明所提供的玻璃瓶在线检测系统，包括取瓶装置、多个检测装置，该检测装置 由成对的摄像机及光源组成，所述摄像机与工控机相连，检测装置与待检测玻璃瓶的检测 位置相适应；其特征在于：所述取瓶装置为转盘式取瓶装置；该转盘式取瓶装置包括安装 在机架上的伺服电机，以及外环设置有多个槽口的转盘，该转盘坚直设置，其转轴与水平面 平行，所述槽口内安装有瓶座，该瓶座具有与玻璃瓶匹配的凹槽，所述凹槽内设有通孔；所 述转盘通过传动轴与所述伺服电机连接，该传动轴通过轴承座安装在所述机架上。
[0006] 本系统可以根据玻璃瓶直径大小的不同，更换转盘上安装的瓶座，只要确保瓶座 上的凹槽与玻璃瓶匹配即可；凹槽内的通孔与负压机连接，伺服电机带动转盘转动，当转盘 转到合适位置时，负压机工作，产生的负压将玻璃瓶吸在瓶座上，检测完成后，松开负压机， 玻璃瓶平稳落入后方输送线上。
[0007] 优选地，所述转盘式取瓶装置还包括安装在所述轴承座上的第一圆盘，所述传动 轴穿过第一圆盘；所述转盘背面具有一同轴的环形突起部，该环形突起部上设置有多个与 所述槽口分别对应的圆孔，该圆孔与所述瓶座上的通孔相通；所述第一圆盘的外表面上设 有非封闭环槽，所述转盘与第一圆盘贴合，两者之间可相对转动，转盘与第一圆盘之间形成 空腔，该空腔与非封闭环槽连通，所述非封闭环槽贴在所述环形突起部的部分圆孔上。
[0008] 优选地，所述转盘式取瓶装置还包括安装在所述轴承座上的第二圆盘，所述第一 圆盘安装在该第二圆盘上，所述传动轴穿过第一圆盘和第二圆盘。
[0009] 负压机与转盘、第一圆盘之间的空腔连接，转盘在伺服电机的驱动下转动，第一圆 盘不转动，转盘相对第一圆盘转动，当第一圆盘上的非封闭环槽与转盘上的圆孔重合时，负 压机产生的负压通过转盘上的圆孔、瓶座上的通孔吸住玻璃瓶，当转盘上的圆孔随着转盘 转离非封闭环槽，第一圆盘将相应的圆孔堵住，负压机产生的负压无法通过瓶座上的通孔 作用在玻璃瓶上，玻璃瓶由于失去负压作用而落入输送线；这种结构设计，只用一个负压机 即可控制多个瓶座。由于第一圆盘与转盘之间的转动关系，第一圆盘易磨损，将第一圆盘安 装在轴承座上不利于更换，因此，可将第一圆盘安装在第二圆盘上，第二圆盘安装在轴承座 上。
[0010] 优选地，所述转盘顶端的上方安装有转瓶轮。坚直架设的转盘，始终有一最高点， 在该最高点的上方安装转瓶轮，转瓶轮带动玻璃瓶转动，玻璃瓶除了在转盘带动下公转外， 还可自转，从而实现玻璃瓶360°无死角检测。
[0011] 优选地，沿所述转盘轴向，所述瓶座凹槽的两端各安装一对轴承，该对轴承分列瓶 座的两侧。当玻璃瓶转到顶端时，两对轴承起到对玻璃瓶的支撑作用，由于此时需要对玻璃 瓶瓶身进行全方位检测，转盘顶端上方的转瓶轮带动玻璃瓶转动，由于轴承可以与玻璃瓶 一同转动，减少了玻璃瓶与瓶座之间的摩擦力，避免玻璃瓶破损。
[0012] 优选地，所述转瓶轮包括转瓶圆盘以及驱动所述转瓶圆盘转动的电机。
[0013] 优选地，所述转瓶轮安装在第二滑块上，该第二滑块安装在滑轨上且能够在该滑 轨上滑动，所述第二滑块还与第二调节手轮连接。由于本系统可应用于不同的玻璃瓶检测 线，玻璃瓶的外径大小不一，转瓶轮的具体位置需要根据玻璃瓶的外径来定，利用滑轨与第 二滑块，通过拧动第二调节手轮使第二滑块在滑轨上滑动，从而实现转瓶轮的位置调整。
[0014] 优选地，所述机架上安装有微调机构，该微调机构包括安装在机架上的燕尾板、设 置在燕尾板上且能够在该燕尾板上滑动的第一滑块以及与所述第一滑块连接的第一调节 手轮；所述伺服电机及轴承座安装在所述滑块上。本系统的取瓶装置安装时，可能与输送线 之间存在一定的位差，通过微调机构实现取瓶装置的整体移动，实现精确调整。
[0015] 优选地，所述工控机还与废瓶剔除机构连接，该废瓶剔除机构位于所述取瓶装置 的后方输送线的一侧；该废瓶剔除机构包括气管以及与该气管连接的电磁阀，该电磁阀与 所述工控机连接。根据检测装置的检测结果，由工控机控制电磁阀的开关来控制气管中高 压气体的流通，如果被检测玻璃瓶为次品，则由气管喷气将其从后方输送线上剔除。
[0016] 本发明具有以下有益效果：
[0017] (1)本发明的取瓶装置采用转盘式取瓶装置，在转盘的外环设置槽口，并在槽口中 安装瓶座，该瓶座具有与待检测玻璃瓶外径相匹配的凹槽，通过负压将玻璃瓶从输送线上 吸起并吸附在凹槽中，避免了玻璃瓶与取瓶装置的碰撞，减少破损率；
[0018] (2)根据待检测的玻璃瓶的外径大小来更换瓶座，避免了整个取瓶装置的更换，节 约成本；
[0019] (3)转盘式取瓶装置可以直接架设在退火炉输送线上，节约设备安装的空间，制作 完成的玻璃瓶经过取瓶装置时，即被取瓶装置吸附并检测，避免玻璃瓶因检测的需要而在 多个输送线之间转移输送；
[0020] (4)坚直架设的转盘，始终有一最高点，在该最高点的上方，即转盘顶端的上方安 装转瓶轮，转瓶轮带动玻璃瓶转动，玻璃瓶除了在转盘带动下公转外，还可自转，从而实现 玻璃瓶360°无死角检测；
[0021] (5)本发明还在转盘背面设置同轴的环形突起部，该环形突起部上设置有多个与 所述槽口对应的圆孔，该圆孔与瓶座上的通孔相通；转盘的背部贴合第一圆盘，两者之间可 相对转动，转盘与第一圆盘之间形成空腔，该非封闭环槽贴在环形突起部的部分圆孔上。负 压机与转盘、第一圆盘之间的空腔连接，转盘在伺服电机的驱动下转动，当第一圆盘上的非 封闭环槽与转盘上的圆孔重合时，负压机产生的负压通过转盘上的圆孔、瓶座上的通孔吸 住玻璃瓶，当转盘上的圆孔随着转盘转离非封闭环槽，第一圆盘将相应的圆孔堵住，负压机 产生的负压无法通过瓶座上的通孔作用在玻璃瓶上，玻璃瓶由于失去负压作用而落入输送 线；这种结构设计，只用一个负压机即可控制多个瓶座，大大减少了负压机的数量，降低了 本检测系统的复杂度，具有很好的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明主视图；
[0023] 图2为实施例一结构示意图；
[0024] 图3为实施例二结构示意图；
[0025] 图4为实施例三结构示意图；
[0026] 图5为本发明所述转盘的后视图；
[0027] 图6为图5的B-B视图；
[0028] 图7为本发明所述转盘的侧视图；
[0029] 图8为图7的C-C视图；
[0030] 图9为本发明所述第一圆盘的结构示意图；
[0031] 图10为本发明所述瓶座的结构不意图；
[0032] 图11为本发明所述检测装置位置示意图；
[0033] 图12为本发明所述转瓶轮结构示意图。
[0034] 图中：1_玻璃瓶；2-转盘；3-环形突起部；4-传动轴；5-第一圆盘；6-第二圆盘； 7_轴承座；8-伺服电机；9-第一调节手轮；10-第一滑块；11-燕尾板；12-瓶座；13-通孔； 14-圆孔；15-轴承；16-非封闭环槽；17-槽口；18-凹槽；19-负压孔；20-空腔；21-转瓶圆 盘；22-电机；23-第二调节手轮；24-第二滑块；25-滑轨；26-固定板；27-摄像机；28-光 源；29-输送线。
【具体实施方式】
[0035] 实施例一：
[0036] 如图1、2、5_8、10、11所示，本发明包括多个检测装置，检测装置由成对的摄像机 27级光源28组成，摄像机27与工控机（工业控制计算机）连接，取瓶装置位于输送线29 的上方，该取瓶装置为转盘式取瓶装置，包括安装在机架（图中未示出）上的伺服电机8以 及外环设置有多个槽口 17的转盘2,转盘2坚直放置，其转轴与水平面平行，槽口 17内安装 有瓶座12,瓶座12具有与待检测玻璃瓶匹配的凹槽18, 一般来说凹槽18与玻璃瓶瓶身匹 配，凹槽18内设有通孔13 ;沿转盘2轴向，瓶座12的凹槽18的两端各安装一对轴承15,该 对轴承15分列瓶座12的两侧；转盘2通过传动轴4与伺服电机8连接，由伺服电机驱动旋 转，传动轴4通过轴承座7安装在机架上；转盘2顶端的上方安装转瓶轮，玻璃瓶1在转瓶 轮的带动下转动，轴承15可以与玻璃瓶一同转动，减少了玻璃瓶与瓶座之间的摩擦力，避 免玻璃瓶破损。输送线29沿箭头方向移动，转盘2则逆时针旋转，转盘式取瓶装置与负压 机连接，负压机产生的负压经瓶座上的通孔13作用在玻璃瓶上，转盘式取瓶装置从其前方 输送线上吸取玻璃瓶，带动玻璃瓶进入检测工位，由检测装置对玻璃瓶进行检测，检测完成 后，松开负压机，转盘式取瓶装置将玻璃瓶释放到后方输送线上，与工控机连接的废瓶剔除 机构则位于后方输送线的一侧，当检测装置检测出玻璃瓶为次品时，由废瓶剔除机构将该 玻璃瓶剔除。该废瓶剔除机构包括气管以及与气管连接的电磁阀，电磁阀与工控机连接，需 要剔除废瓶时，工控机打开电磁阀，高压气体经过气管作用在玻璃瓶上，将玻璃瓶吹离后方 输送线。
[0037] 实施例二：
[0038] 如图1、3、5_11所示，本发明所提供的转盘式取瓶装置还包括第一圆盘5,第一圆 盘5安装在轴承座7上，传动轴4穿过第一圆盘5并通过轴承座7安装在机架上。转盘2 的背面（即与第一圆盘5贴合的表面）具有一同轴的环形突起部3,该环形突起部上设置有 多个圆孔14,每个圆孔14对应一个槽口 17,该圆孔与转盘上的负压孔19相连通；第一圆盘 5的外表面上设有非封闭环槽16 (所谓非封闭环槽是指该环槽首尾不连接，存在缺口，非封 闭环槽所在的圆环处，存在没有槽子的部位），空腔20与非封闭环槽16连通；非封闭环槽 16贴在环形突起部3的部分圆孔14上。转盘2与第一圆盘5贴合，可相对转动，两者之间 形成空腔20。将负压机与转盘、第一圆盘之间的空腔相连，随着转盘2的转动，非封闭环槽 16始终与部分圆孔之间连通，负压机产生的负压经过空腔20,并经非封闭环槽16、圆孔14、 负压孔19、通孔13作用在玻璃瓶上，从而吸住玻璃瓶，转盘2转动到一定位置，在没有非封 闭环槽16的部位，第一圆盘则将相对应的圆孔堵住，使空腔与圆孔不连通，从而使相应的 瓶座的通孔内没有负压，此时，玻璃瓶下落，进入后方输送线。由于转盘与第一圆盘之间贴 合并相对转动，容易产生磨损，因此，两者之间的贴合不必过于紧密，那么两者之间形成的 空腔则不是完全密闭的，在负压机保证产生足够的负压的情况下，虽然有所泄露，仍然可以 将玻璃瓶稳稳吸住。
[0039] 实施例三：
[0040] 如图1、4、5-11所示，第一圆盘5安装在第二圆盘6上，第二圆盘6则安装在轴承 座7上，传动轴4穿过第一圆盘5、第二圆盘6,并通过轴承座7安装在机架上。转盘2的背 面（即与第一圆盘5贴合的表面）具有一同轴的环形突起部3,该环形突起部上设置有多个 圆孔14,每个圆孔14对应一个槽口 17,该圆孔与转盘上的负压孔19相连通；第一圆盘5的 外表面上设有非封闭环槽16,空腔20与非封闭环槽16连通；非封闭环槽16贴在环形突起 部3的部分圆孔14上。转盘2与第一圆盘5贴合，可相对转动，两者之间形成空腔20。由 于设置了第二圆盘，当第一圆盘磨损严重需要更换时，将第一圆盘从第二圆盘上拆下、更换 即可。
[0041] 如图2、3、4所示，机架上安装有微调机构，该微调机构包括安装在机架上的燕尾 板11、设置在燕尾板11上的第一滑块10以及与第一滑块10连接的第一调节手轮9 ;伺服 电机8及轴承座7安装在第一滑块10上。转盘式取瓶装置安装后，可能与输送线之间存 在位差，不利于操作，通过微调机构调整到适当的位置，通过拧动调节手轮9,带动第一滑块 10在燕尾板11上滑动，进而带动伺服电机及转盘的整体移动，实现精确调整。
[0042] 如图11所示，本发明所提供的玻璃瓶在线检测系统的转盘式取瓶装置的转盘上 均匀设置有5个槽口，相应地安装5个瓶座，槽口及瓶座的数量可以根据实际需要进行更 改；该检测系统具有两个检测装置，其中一个检测装置与转盘顶端齐平，摄像机对准玻璃瓶 的瓶身或瓶口，用于检测玻璃瓶的瓶身或瓶口，另一个检测装置对准玻璃瓶的瓶底，用于检 测玻璃瓶瓶底的质量。
[0043] 如图12所示，所述转瓶轮包括转瓶圆盘21以及驱动转瓶圆盘21转动的电机22。 转瓶圆盘21以及电机22安装在第二滑块24上，该第二滑块24安装在滑轨25上且能够在 该滑轨25上滑动，第二滑块24与第二调节手轮23连接。滑轨25安装在固定板26上，可将 固定板26固定在机架或其他物体上，从而实现转瓶轮的安装固定。由于本系统可应用于不 同的玻璃瓶检测线，玻璃瓶的外径大小不一，转瓶轮的具体位置需要根据玻璃瓶的外径来 定，利用滑轨与第二滑块，通过拧动第二调节手轮使第二滑块在滑轨上滑动，从而实现转瓶 轮的位置调整，保证转瓶轮能够带动玻璃瓶转动。结合图1及12,玻璃瓶一方面在转盘式取 瓶装置的带动下进行公转，另一方面在转到最顶端时，可以在转瓶圆盘的带动下实现自转， 自传的玻璃瓶便于检测装置对整个瓶身/瓶口进行检测。
[0044] 本发明不涉及摄像机对玻璃瓶摄像后的图像分析问题，图像分析技术在现有技术 中已广泛披露，如申请号02133618. 0,名称为"玻璃瓶罐检测方法及玻璃瓶罐检测装置"的 发明专利披露了一种采用图像矩阵分割算法进行玻璃瓶罐缺陷检测的方法。
[0045] 本发明所提供的玻璃瓶在线检测系统工作时，负压机产生的负压经过转盘与第一 圆盘的空腔，进而通过环形突起部上的圆孔及瓶座上通孔将玻璃瓶吸住，伺服电机带动转 盘转动，从而带动玻璃瓶进入检测工位，由摄像头对玻璃瓶进行检测，并将检测结果传输给 工控机；当玻璃瓶转到最顶端时，上方的转瓶圆盘在电机的带动下使玻璃瓶旋转，瓶座上安 装的两对轴承则对玻璃瓶起到很好的支撑作用，由于轴承可以与玻璃瓶一同转动，减少了 玻璃瓶与瓶座之间的摩擦力，避免玻璃瓶破损，另外，由于玻璃瓶的旋转，摄像头可以对玻 璃瓶身进行360°检测；当转盘转到后方输送线上方时，由于第一圆盘上设置的是非封闭 环槽，第一圆盘未设置非封闭环槽的部位正好堵住转盘的环形突起部上的圆孔，负压机产 生的负压不起作用，玻璃瓶自动落入后续输送线；如果落下的玻璃瓶为次品，则由工控机打 开电磁阀，气管中通入高压风，由高压风将玻璃瓶从后方输送线上剔除。
【权利要求】
1. 一种玻璃瓶在线检测系统，包括取瓶装置及检测装置，该检测装置由成对的摄像机 及光源组成，所述摄像机与工控机相连，检测装置与待检测玻璃瓶的检测位置相适应；其特 征在于：所述取瓶装置为转盘式取瓶装置；该转盘式取瓶装置包括安装在机架上的伺服电 机，以及外环设置有多个槽口的转盘，该转盘坚直设置，其转轴与水平面平行，所述槽口内 安装有瓶座，该瓶座具有与玻璃瓶匹配的凹槽，所述凹槽内设有通孔；所述转盘通过传动轴 与所述伺服电机连接，该传动轴通过轴承座安装在所述机架上。
2. 如权利要求1所述的玻璃瓶在线检测系统，其特征在于：所述转盘式取瓶装置还包 括安装在所述轴承座上的第一圆盘，所述传动轴穿过第一圆盘；所述转盘背面具有一同轴 的环形突起部，该环形突起部上设置有多个与所述槽口分别对应的圆孔，该圆孔与所述瓶 座上的通孔相通；所述第一圆盘的外表面上设有非封闭环槽，所述转盘与第一圆盘贴合，两 者之间可相对转动，转盘与第一圆盘之间形成空腔，该空腔与非封闭环槽连通，所述非封闭 环槽贴在所述环形突起部的部分圆孔上。
3. 如权利要求2所述的玻璃瓶在线检测系统，其特征在于：所述转盘式取瓶装置还包 括安装在所述轴承座上的第二圆盘，所述第一圆盘安装在该第二圆盘上，所述传动轴穿过 第一圆盘和第二圆盘。
4. 如权利要求1所述的玻璃瓶在线检测系统，其特征在于：所述转盘顶端的上方安装 有转瓶轮。
5. 如权利要求4所述的玻璃瓶在线检测系统，其特征在于：沿所述转盘轴向，所述瓶座 凹槽的两端各安装一对轴承，该对轴承分列瓶座的两侧。
6. 如权利要求4或5所述的玻璃瓶在线检测系统，其特征在于：所述转瓶轮包括转瓶 圆盘以及驱动所述转瓶圆盘转动的电机。
7. 如权利要求4所述的玻璃瓶在线检测系统，其特征在于：所述转瓶轮安装在第二滑 块上，该第二滑块安装在滑轨上且能够在该滑轨上滑动，所述第二滑块还与第二调节手轮 连接。
8. 如权利要求1-5所述的任一玻璃瓶在线检测系统，其特征在于：所述机架上安装有 微调机构，该微调机构包括安装在机架上的燕尾板、设置在燕尾板上且能够在该燕尾板上 滑动的第一滑块以及与所述第一滑块连接的第一调节手轮；所述伺服电机及轴承座安装在 所述滑块上。
9. 如权利要求1-5所述的任一玻璃瓶在线检测系统，其特征在于：所述工控机还与废 瓶剔除机构连接，该废瓶剔除机构位于所述取瓶装置的后方输送线的一侧；该废瓶剔除机 构包括气管以及与该气管连接的电磁阀，该电磁阀与所述工控机连接。
【文档编号】G01N21/896GK104062302SQ201410332671
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】刘达平, 巢建峰, 虞朝华, 凌云峰 申请人:双峰格雷斯海姆医药玻璃（丹阳）有限公司