一种杯、桶容器外套成像检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种杯、桶容器外套成像检测仪，包括吸球翻转机构、成像检测机构，进料管道位于进料传送带上方，进料传送带的末端连接吸球翻转机构，吸球翻转机构将杯、桶上下翻转180°后将其放置在检测传送带上传送，检测传送带中段的上方装置成像检测机构，检测传送带上依次还设置有检测控制器和供合格产品输送的出料管道，成像检测机构包括工业相机，该工业相机设置在检测传送带的正上方，在工业相机上还设置有工业镜头，在工业镜头前端还设置有防尘聚光结构。本发明利用大范围和高清晰度的成像，快速、实时、高效的检测杯、桶容器的外套粘合质量，自动报警并剔除，保证产品质量，提高检测效率和检测精度，误检率在千分之三以内。
【专利说明】-种杯、桶容器外套成像检测仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及成像检测机，尤其涉及一种杯、桶容器外套成像检测仪。
【背景技术】
[0002]自动化生产过程中的质量检测是保证产品质量的重要环节。基于机器视觉的质量检测系统以其高速度、高精度、智能自动化等特点成为高速在线检测的首选解决方案。在对纸质或塑料的杯、桶进行在线成像检测时，通过成像装置进行区域识别，区域识别主要包括杯口卷口区识别、杯底边缘轮廓识别等，最终将纸杯图像分为四个区域:杯口卷口区、侧壁、杯底边缘、杯底，进行暴口和圆度变形检测，以确保纸桶与纸杯的形状能够达到标准，同时避免桶身与杯身的外包装不规范，不合格产品立即被清理出来。
[0003]现有的杯、桶容器(饮水杯、方便面桶等)是需要在做好纸杯、纸桶容器的外面再粘合一层，用于隔热保护或其他用途的锥型外套，根据外套的粘合方式，可分为直包外套和中空外套。直包外套是指隔热外套层直接粘合在杯、桶容器上面；隔热外套层底部有卷底，外套与纸杯、纸桶容器之间有空隙。外套与纸杯、纸桶容器之间粘合质量直接影响着整个杯、桶容器的质量，在生产过程中粘合的卷底通常会出现内陷、掉套、弯底不良等状况，导致产品质量问题，外套易从纸杯、纸桶容器上脱落，严重影响使用。传统的检测方式是通过人工检测，检测效率低下，同时由于卷底的结构较小，人工检测的误检率很高，不能很好区分合格品和不良品。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种杯、桶容器外套成像检测仪，解决目前技术中对杯、桶容器的外套粘合质量的检测效率低下，误检率高的问题。
[0005]为解决以上技术问题，本发明的技术方案是:
[0006]一种杯、桶容器外套成像检测仪，包括吸球翻转机构、成像检测机构，其特征在于，进料管道位于进料传送带上方，进料传送带的末端连接吸球翻转机构，吸球翻转机构将杯、桶上下翻转180°后将其放置在检测传送带上传送，检测传送带中段的上方装置成像检测机构，检测传送带上依次还设置有检测控制器和供合格产品输送的出料管道，所述成像检测机构包括工业相机，该工业相机设置在检测传送带的正上方，在工业相机上还设置有工业镜头，在工业镜头前端还设置有防尘聚光结构，在工业相机与防尘聚光结构的侧面还设置有支撑装置。本发明所述的杯、桶容器外套成像检测仪利用防尘聚光结构来提高成像系统的图形清晰度，成像检测机构在将图像进行对比与判断时更加精准，从而可以大大降低判断错误的情况的发生次数，提高了设备的使用效果。
[0007]进一步的，所述的防尘聚光结构包括依次设置在工业镜头下方的防尘橡胶、防尘有机玻璃筒、成像镜、光源安装板以及环形光源，防尘橡胶成圆锥形，成像镜的外壁剖面成凸字形，其上端与防尘有机玻璃筒的下端固为一体，其下端还设置有一块防尘玻璃板。
[0008]进一步的，所述的成像镜的上端面内径Φ为189.9mm，成像镜的下端面内径Φ为184mm，该成像镜的内壁剖面呈圆弧状，其圆弧面的半径为969?971mm ;该成像镜通过其环形凹面结构将其下方的杯、桶的侧面放大并反射向上方，其放大倍数为2?3倍，其最优圆弧面的半径为970.1CM，表面粗糙度为0.006。
[0009]进一步的，所述的光源安装板成环形，该光源安装板的内环直径与成像镜的外壁直径相同，光源安装板套在成像镜上，在光源安装板的下方固定有环形光源。
[0010]进一步的，所述的支撑装置包括滑杆，在滑杆上还设置有上调节座、下调节座以及垫块，上调节座通过固定杆与工业相机相连接，下调节座通过固定杆连接在光源安装板上，垫块固定在滑杆的最下端，该垫块通过螺栓将整个成像检测机构固定在检测传送带旁。
[0011 ] 进一步的，所述的吸球翻转机构包括主轴和吸球，主轴内部中空并且中部的壁面设有开口，吸球套装在主轴上，吸球由前半吸球和后半吸球组成，前半吸球和后半吸球通过吸球螺栓连接，并且前半吸球和后半吸球两者在轴向保持间距形成通气缝，通气缝与主轴的中空部分连通，并且在通气缝所在位置的吸球外径壁面呈内陷的弧面，主轴两端通过安装组件装置在杯、桶容器外套成像检测仪内，安装组件包括安装夹和安装座，两者通过螺栓连接。本发明所述的翻转搬运装置在中空的主轴内通入负压，由于吸球的通气缝与主轴的中空部分是连通的，则通气缝处也会有负压，纸杯由于负压气流的作用被吸附在通气缝处，同时由于通气缝处的吸球外径壁面为内陷的弧面，与纸杯的外壁面相吻合，可以保证纸杯良好贴合在吸球外径壁面的弧面上，从而提高吸附的稳定性，避免在翻转搬运纸杯的过程纸杯发生偏移甚至掉落，使纸杯翻转搬运位置精确，消除漏检和误检，提高检测精度。同时吸球分成前后两部分，可以使得安装更方便，并且可以通过吸球螺栓调节两者之间的间隙，也就是通气缝的宽度适应生产的需求。
[0012]进一步的，所述的前半吸球和后半吸球与主轴之间设置有滚动轴承，使得前半吸球和后半吸球运转更顺滑，降低摩擦损耗，提高使用寿命。
[0013]进一步的，所述的通气缝内设置有衬套，前半吸球和后半吸球通过吸球螺栓夹持住衬套保持均匀间距的通气缝，确保吸附力的均匀，提高翻转搬运的精度。
[0014]进一步的，所述的前半吸球和后半吸球与主轴之间还加装有金属套，利用金属套增加气密性，避免负压泄漏，确保吸附稳定。
[0015]进一步的，所述的检测控制器上设置有废品剔除装置将不合格品吹出，便于不合格品的清除和收集。
[0016]与现有技术相比，本发明优点在于:
[0017]本发明所述的杯、桶容器外套成像检测仪设置有成像镜，该成像镜的圆弧角面半径为970.1mm,内部抛光至粗糙度为0.006，使得其内表面能够进行镜面反射，通过镜面反射原理使得侧面的图像被放大，致使工业相机能够拍摄得更清晰，检测精度更高，进而大大降低了判断错误的情况发生，快速、实时、高效的检测杯、桶容器的外套粘合质量，提高检测效率，检测精度高，误检率在千分之三以内；
[0018]本发明所述的翻转搬运装置采用内陷的弧面结构贴合纸杯的外表面，提高纸杯吸附的稳定性，防止纸杯出现跌落或位置不正确，使搬运翻转后的纸杯的位置确保正确，检测位置更准确，最终提高检测结果的有效性；
[0019]本发明结构简单，制作成本低，使用方便，稳定性好，经济效益高。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的结构示意图；
[0021]图2为成像检测机构的结构示意图；
[0022]图3为成像镜的放大成像原理图；
[0023]图4为吸球翻转机构的结构示意图；
[0024]图5为图4中细节A的结构示意图；
[0025]图6为吸球翻转机构的端面结构示意图；
[0026]图7为检测控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]本发明实施例公开的一种杯、桶容器外套成像检测仪，利用大范围和高清晰度的成像，快速、实时、高效的检测杯、桶容器的外套粘合质量，通过视觉检测发现不良品后，自动报警并剔除，保证产品质量。
[0029]如图1至图6所示，一种杯、桶容器外套成像检测仪，包括吸球翻转机构1、成像检测机构2，进料管道3位于进料传送带4上方，进料传送带4的末端连接吸球翻转机构I，吸球翻转机构I将杯、桶上下翻转180°后将其放置在检测传送带5上传送，检测传送带5中段的上方装置成像检测机构2，检测传送带5上依次还设置有检测控制器6和供合格产品输送的出料管道7，检测控制器6上设置有废品剔除装置31将不合格品吹出。
[0030]吸球翻转机构I包括主轴20和吸球21，主轴20内部中空并且中部的壁面设有开口，吸球21套装在主轴20上，吸球21由前半吸球22和后半吸球23组成，前半吸球22和后半吸球23通过吸球螺栓24连接，并且前半吸球22和后半吸球23两者在轴向保持间距形成通气缝25，通气缝25与主轴20的中空部分连通，并且在通气缝25所在位置的吸球21外径壁面呈内陷的弧面，主轴20两端通过安装组件装置在杯、桶容器外套成像检测仪内，安装组件包括安装夹26和安装座27，两者通过螺栓连接。
[0031]前半吸球22和后半吸球23与主轴20之间设置有滚动轴承28，前半吸球22和后半吸球23与主轴20之间还加装有金属套30，确保吸附稳定，不会出现纸杯掉落的现象。
[0032]通气缝25内设置有衬套29，前半吸球22和后半吸球23通过吸球螺栓24夹持住衬套29保持均匀间距的通气缝25，使得吸附力均匀可靠。
[0033]本发明所采用的吸球翻转机构I通过风机在主轴20内通入负压，吸球21将纸杯吸附在通气缝25处，由于通气缝位于内陷的弧面内，从而使得被吸附的纸杯贴合在内陷弧面上，提高吸附的稳定性，然后吸球21由外部的减速电机带动绕主轴20，使得纸杯的杯口和杯底的位置状态旋转180°，然后纸杯再经传送装置传送至成像检测机构2进行检测。
[0034]成像检测机构2包括工业相机8，该工业相机8设置在检测传送带5的正上方，在工业相机8上还设置有工业镜头9，在工业镜头9前端还设置有防尘聚光结构，在工业相机8与防尘聚光结构的侧面还设置有支撑装置，该工业相机8上还连接有检测控制器来控制成像检测机构2在有杯、桶从成像检测机构2的下方通过时才进行拍照。
[0035]防尘聚光结构包括依次设置在工业镜头9下方的防尘橡胶10、防尘有机玻璃筒
11、成像镜12、光源安装板13以及环形光源14，防尘橡胶10成圆锥形套装在工业镜头9上。
[0036]成像镜12的外壁剖面成凸字形，其上端与防尘有机玻璃筒11的下端固为一体，其下端还设置有一块防尘玻璃板15。成像镜12的上端面内径Φ为189.9mm,成像镜12的下端面内径Φ为184mm，该成像镜12的内壁剖面呈圆弧状，其圆弧面的半径为969?971mm ；该成像镜12通过其环形凹面结构将其下方的杯、桶的侧面放大并反射向上方，其放大倍数为2?3倍。
[0037]光源安装板13成环形，该光源安装板13的内环直径与成像镜12的外壁直径相同，光源安装板13套在成像镜12上，在光源安装板13的下方固定有环形光源14。
[0038]支撑装置包括滑杆16，在滑杆16上还设置有上调节座17、下调节座18以及垫块19，上调节座17通过固定杆与工业相机8相连接，下调节座18通过固定杆连接在光源安装板13上，垫块19固定在滑杆16的最下端，该垫块19通过螺栓将成像检测机构2固定在检测传送带5旁。
[0039]如图3所示，纸桶或纸杯侧壁通过成像镜的反射至工业相机中，由于成像镜的镜面为内凹圆弧状，纸桶或纸杯侧壁的上下两端通过成像镜不同位置进行反射，其反射的角度会向圆心位置偏移，最终在工业相机中成像将会比实际的侧壁大2?3倍。
[0040]安装时，先将垫块固定在传动带下方的纸桶、纸杯检测机上，接着通过上调节座与下调节座调节确定工业相机、工业镜头以及防尘聚光结构的高度接着将上调节座与下调节座分别固定在滑杆上。
[0041]使用时，打开与工业相机相连接的检测控制器，纸桶或纸杯在传送带的带动下经过防尘聚光结构下方时，环形光源成环形对纸桶或纸杯打光，工业相机将直接捕捉其俯视图像，同时其侧面图像也将通过成像镜放大成像并反射至工业相机中，工业相机会将俯视图与反射成像图一起捕捉并传送至检测控制器，通过该检测控制器对图像进行对比与判断。由于成像镜能将纸桶或纸杯的侧面图像放大并反射至工业相机中成像，使得检测控制器能够通过更加完整的图像来进行对比与判断，进而提高了检测精度，大大降低判断错误的情况的发生，提高了设备的使用效果。
[0042]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种杯、桶容器外套成像检测仪，包括吸球翻转机构(I)、成像检测机构(2)，其特征在于，进料管道(3)位于进料传送带(4)上方，进料传送带(4)的末端连接吸球翻转机构(1)，吸球翻转机构(I)将杯、桶上下翻转180°后将其放置在检测传送带(5)上传送，检测传送带(5)中段的上方装置成像检测机构(2)，检测传送带(5)上依次还设置有检测控制器(6)和供合格产品输送的出料管道(7)，所述成像检测机构⑵包括工业相机(8)，该工业相机(8)设置在检测传送带(5)的正上方，在工业相机(8)上还设置有工业镜头(9)，在工业镜头(9)前端还设置有防尘聚光结构，在工业相机(8)与防尘聚光结构的侧面还设置有支撑装置。
2.根据权利要求1所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的防尘聚光结构包括依次设置在工业镜头(9)下方的防尘橡胶(10)、防尘有机玻璃筒(11)、成像镜(12)、光源安装板(13)以及环形光源(14)，防尘橡胶(10)成圆锥形，成像镜(12)的外壁剖面成凸字形，其上端与防尘有机玻璃筒(11)的下端固为一体，其下端还设置有一块防尘玻璃板(15)。
3.根据权利要求2所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的成像镜(12)的上端面内径Φ为189.9mm，成像镜(12)的下端面内径Φ为184mm，该成像镜(12)的内壁剖面呈圆弧状，其圆弧面的半径为969?971mm;该成像镜(12)通过其环形凹面结构将其下方的杯、桶的侧面放大并反射向上方，其放大倍数为2?3倍。
4.根据权利要求3所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的光源安装板(13)成环形，该光源安装板(13)的内环直径与成像镜(12)的外壁直径相同，光源安装板(13)套在成像镜(12)上，在光源安装板(13)的下方固定有环形光源(14)。
5.根据权利要求1所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的支撑装置包括滑杆(16)，在滑杆(16)上还设置有上调节座(17)、下调节座(18)以及垫块(19)，上调节座(17)通过固定杆与工业相机(8)相连接，下调节座(18)通过固定杆连接在光源安装板(13)上，垫块(19)固定在滑杆(16)的最下端，该垫块(19)通过螺栓将成像检测机构(2)固定在检测传送带(5)旁。
6.根据权利要求1所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的吸球翻转机构(I)包括主轴(20)和吸球(21)，主轴(20)内部中空并且中部的壁面设有开口，吸球(21)套装在主轴(20)上，吸球(21)由前半吸球(22)和后半吸球(23)组成，前半吸球(22)和后半吸球(23)通过吸球螺栓(24)连接，并且前半吸球(22)和后半吸球(23)两者在轴向保持间距形成通气缝(25)，通气缝(25)与主轴(20)的中空部分连通，并且在通气缝(25)所在位置的吸球(21)外径壁面呈内陷的弧面，主轴(20)两端通过安装组件装置在杯、桶容器外套成像检测仪内，安装组件包括安装夹(26)和安装座(27)，两者通过螺栓连接。
7.根据权利要求6所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的前半吸球(22)和后半吸球(23)与主轴(20)之间设置有滚动轴承(28)。
8.根据权利要求6所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的通气缝(25)内设置有衬套(29)，前半吸球(22)和后半吸球(23)通过吸球螺栓(24)夹持住衬套(29)保持均匀间距的通气缝(25)。
9.根据权利要求6所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的前半吸球(22)和后半吸球(23)与主轴(20)之间还加装有金属套(30)。
10.根据权利要求1所述的杯、桶容器外套成像检测仪，其特征在于，所述的检测控制器(6)上设置有废品剔除装置(31)将不合格品吹出。
【文档编号】G01N21/89GK104316531SQ201410557076
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】张文忠, 陈倩, 陈刚, 朱磊, 肖肖 申请人:四川索牌科技股份有限公司