专利名称：一种细短柱形物料的自动鉴别分拣方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种细短柱形物料的自动鉴别分拣方法和设备，主要用于材料的检验和分拣。
背景技术：
现在大批量的细短柱形物料生产特点是数量非常庞大，物料的物理化学性质千变万化，市场对物料的外观和内在质量要求越来越严格，随着用工成本越来越大，机械电子光学计算机相结合的技术有越来越广泛的应用，在线全自动鉴别分拣装置有广泛的使用需求。已有的分拣装置，多采用以下几种方法或装置:
1、采用人工筛选的方式，将物料输送到一段平面上，人工用肉眼配合一定的光源来区分合格与不合格产品。这样的方法效率低，因为人的情绪变化合格率波动非常大，并且工人长时间工作眼睛损害非常大。2、用自动化设备将物料输送至沿垂直于摄像机镜头轴线的平面内，通过计算机软件分析来区分合格与不合格物料。这种装置只能检测物料的圆周面，两端面的缺陷无法检测，不能保证物料全面满足市场质量要求。
发明内容
本发明目的是提供一种细短柱形物料的自动鉴别分拣方法和设备，以解决现有技术存在的不能全面检测物料的各面的的缺陷，不能保证物料整体满足市场质量要求的问题。本发明的技术方案是:一种细短柱形物料的自动鉴别分拣方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将待测物料自动排列摆放在可旋转的下料圆盘外圈均匀分布的径向物料槽内，并输送到柱面检测位；
(2)用相机采集待测物料的周面图像:通过下料圆盘的转动与静止的摩擦板的相对运动，使待测物料产生自传，实现待测物料的周面图像采集；
(3)图像处理:通过计算机软件将采集的图像进行处理，记录所在位置的待测物料的柱面是否存在缺陷；
(4)待测物料的转接:将下料圆盘内待测物料转入与其轴线互相垂直的承接盘顶端的半柱面槽孔内，随着承接盘与下料圆盘的联接转动，通过同轴安放在待测物料两个端面的相机采集待测物料两个端面的端面图像，并通过计算机软件对两个端面的图像进行分析处理；记录所在位置的待测物料的两端是否存在缺陷；
(5)剔除不合格物料:计算机根据所检测的柱面和端面的数据，控制活门开启和关闭，开启活门剔除不合格物料，关闭活门使得合格物料转动到承接盘的下面，从而实现不合格与合格物料的分拣，完成整个自动分拣过程。所述的步骤(2)中，对于不透明物料，只检测柱面；对于半透明和透明物料则检测内部和柱面。一种实施所述的细短柱形物料的自动鉴别分拣方法的设备，其特征在于，包括下料圆盘、柱面检测相机、摩擦板、托盘、承接盘、挡片、前端面检测相机和后端面检测相机，下料圆盘的平面水平设置，在该下料圆盘的周边设有均匀分布的径向物料槽，在该下料圆盘的下面设有与机架固定的托盘，在该托盘的边缘设有一个落料缺口 ；在对应于数个径向物料槽的上面和下面分别装有柱面检测相机和摩擦板；
在所述的下料圆盘的下方安装承接盘，并使该承接盘与下料圆盘的轴线互相垂直；在该承接盘的外周面设有均匀分布、并与所述的下料圆盘周边的径向物料槽对应的半柱面凹槽，该下料圆盘与承接盘同步转动，并使该承接盘顶端的半柱面凹槽与该托盘的落料缺口相对应；在该承接盘外周面的半部安装一块与其同轴心的弧形外挡片，在该外挡片的中下部设有不合格物料出口，在该不合格物料出口设有活门；该外挡片的底端为合格物料出Π ；
在该外挡片的上部对应于半柱面凹槽的两端分别装有前端面检测相机和后端面检测相机。所述的柱面检测相机、前端面检测相机和后端面检测相机与计算机连接，由计算机控制活门的启闭。在所述的摩擦板下方附加选定波长的红外光源，用于对于半透明和透明物料的柱面进行透视检测。本发明的优点是:对待检测物料通过排序输送过程中不同位置，利用物料自身的物理光学特性，配合不同的光源，分别对柱周面和端面进行机器视觉测量分析；对于半透明和透明物料还可以配合特定波长的光源进行柱体内部分析。通过计算机软件系统处理，将合格物料和不合格物料进行在线全自动分拣。检测全面，结构简单，运行平畅，维护方便，体积小，易于推广普及。
图1是本发明的总体结构主视示意 图2是图1的俯视 图3是图1中托盘的俯视图。附图标记说明:1、下料圆盘；2、柱体检测相机；3、柱面检测位；4、摩擦板；5、转接位；6、承接盘；7、合格物料出口 ；8、不合格物料出口 ；9、挡片；10、前端面检测相机；
11、后端面检测相机；12、端面检测位，13、径向物料槽；14、托盘；141、托盘上的落料缺口。
具体实施例方式参见图1-图3，本发明一种细短柱形物料的自动鉴别分拣的设备，包括下料圆盘
1、柱面检测相机2、摩擦板4、承接盘6、挡片9、前端面检测相机10和后端面检测相机11，下料圆盘I的平面水平设置，在该下料圆盘I的周边设有沿圆周均匀分布的径向物料槽13。在该下料圆盘I的下面设有与机架固定的托盘14，在该托盘14的边缘设有一个落料缺口141。在对应于数个径向物料槽13 (为径向的豁口)的上面和下面(该位置为柱面检测位3)分别装有柱面检测相机2和摩擦板4 (摩擦板4安装于托盘14上或作为托盘的一部分)。在所述的下料圆盘I的下方安装承接盘6，并使该承接盘6与下料圆盘I的轴线互相垂直；在该承接盘6的外周面设有沿圆周均匀分布、并与所述的下料圆盘I周边的径向物料槽13对应的半柱面凹槽61,该下料圆盘I与承接盘6同步转动,并使该承接盘6顶端的半柱面凹槽61与该托盘14的落料缺口 141相对应。下料圆盘I与承接盘6顶端的对应处为转接位5 (即待测物料从下料圆盘I转换到承接盘6上的位置)。在该承接盘6外周面的半部(图1中承接盘6的右半部)安装有与承接盘6同轴心的弧形外挡片9，在该外挡片9的中下部设有不合格物料出口 8，在该不合格物料出口 8设有活门81。该外挡片9的底端为合格物料出口 7。在该外挡片9的上部对应于半柱面凹槽61的两端处分别装有前端面检测相机10和后端面检测相机11 (承接盘6的该处为端面检测位12)。所述的柱面检测相机2、前端面检测相机10和后端面检测相机11与计算机连接，由计算机控制活门81的启闭。对于半透明和透明物料的柱面进行透视检测时，可以在所述的摩擦板4的下方附加选定波长的红外光源，(通过显示出不均匀性的深浅和颜色的不同)透射出透明物料内部存在的缺陷。本发明的工作过程(亦即本发明方法的流程)为:首先用自动下料机构(现有技术，未图示)将待测物料自动排列摆放在可旋转的下料圆盘I外圈的径向物料槽13内，并随着下料圆盘I的转动输送到柱面检测位3，进入柱面检测相机2的视场范围，这时柱面检测位3下面的摩擦板4与物料摩擦，并产生自传，柱面检测相机2就可以对待测物料逐件进行圆周360度拍照，然后通过计算机软件进行图像处理(对于不透明物料，只检测柱面，对于半透明和透明物料可检测内部和柱面)。承接盘6与下料圆盘I的轴线互相垂直，承接盘6最上方的半柱面槽孔轴线与下料圆盘I的转接位5槽孔中心处半径平行，下料圆盘I与承接盘6同步转动,使下料圆盘I每转动一个径向物料槽13,承接盘6必须相应转动一个半柱面凹槽61。当待测物料运动到下料圆盘I的转接位5时,靠自重从托盘14的落料缺口 141处稳妥地平行降落到承接盘6的相应的半柱面凹槽61内；并随着承接盘6的转动而在弧形的外挡片9的内侧顺时针转动，外挡片9的作用是防止物料脱落。安当待测物料随承接盘6转动到端面检测位12时，同轴安放在待测物料两端的前端面检测相机10和后端面检测相机11对前后两个端面各自拍照，并对采集的端面图像进行分析处理。这样通过两个工位的检测，就可以对待测物料的圆周面和两个端面的图像进行了全部采集和处理，计算机记录了各个位置的待测物料图像和是否合格的信息；然后当不合格的待测物料继续随承接盘6运动到不合格物料出口 8时，计算机控制活门81开启，不合格待测物料在自重和离心力的作用下从活门81离开承接盘6被剔除；而合格的待测物料运动到不合格物料出口 8时，计算机不会开启活门81，合格产品随承接盘6继续向下转动，最后在合格产品出口 7处因自重和离心力下落离开承接盘6，实现合格产品与不合格产品的分离，进而完成了整个的自动分拣过程。实验结果表明，本发明分拣的正确率为100%，系统稳定，运行可靠。
权利要求
1.一种细短柱形物料的自动鉴别分拣方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将待测物料自动排列摆放在可旋转的下料圆盘外圈均匀分布的径向物料槽内，并输送到柱面检测位； (2)用相机采集待测物料的周面图像:通过下料圆盘的转动与静止的摩擦板的相对运动，使待测物料产生自传，实现待测物料的周面图像采集； (3)图像处理:通过计算机软件将采集的图像进行处理，记录所在位置的待测物料的柱面是否存在缺陷； (4)待测物料的转接:将下料圆盘内待测物料转入与其轴线互相垂直的承接盘顶端的半柱面槽孔内，随着承接盘与下料圆盘的联接转动，通过同轴安放在待测物料两个端面的相机采集待测物料两个端面的端面图像，并通过计算机软件对两个端面的图像进行分析处理；记录所在位置的待测物料的两端是否存在缺陷； (5)剔除不合格物料:计算机根据所检测的柱面和端面的数据，控制活门开启和关闭，开启活门剔除不合格物料，关闭活门使得合格物料转动到承接盘的下面，从而实现不合格与合格物料的分拣，完成整个自动分拣过程。
2.根据权利要求1所述的细短柱形物料的自动鉴别分拣方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，对于不透明物料，只检测柱面；对于半透明和透明物料则检测内部和柱面。
3.一种实施权利要求1所述的细短柱形物料的自动鉴别分拣方法的设备，其特征在于，包括下料圆盘、柱面检测相机、摩擦板、托盘、承接盘、挡片、前端面检测相机和后端面检测相机，下料圆盘的平面水平设置，在该下料圆盘的周边设有均匀分布的径向物料槽，在该下料圆盘的下面设有与机架固定的托盘，在该托盘的边缘设有一个落料缺口 ；在对应于数个径向物料槽的上面和下面分别装有柱面检测相机和摩擦板； 在所述的下料圆盘的下方安装承接盘，并使该承接盘与下料圆盘的轴线互相垂直；在该承接盘的外周面设有均匀分布、并与所述的下料圆盘周边的径向物料槽对应的半柱面凹槽，该下料圆盘与承接盘同步转动，并使该承接盘顶端的半柱面凹槽与该托盘的落料缺口相对应；在该承接盘外周面的半部安装一块与其同轴心的弧形外挡片，在该外挡片的中下部设有不合格物料出口，在该不合格物料出口设有活门；该外挡片的底端为合格物料出Π ； 在该外挡片的上部对应于半柱面凹槽的两端分别装有前端面检测相机和后端面检测相机。
4.根据权利要求3所述的细短柱形物料的自动鉴别分拣设备，其特征在于，所述的柱面检测相机、前端面检测相机和后端面检测相机与计算机连接，由计算机控制活门的启闭。
5.根据权利要求3所述的细短柱形物料的自动鉴别分拣设备，其特征在于，在所述的摩擦板下方附加选定波长的红外光源，用于对于半透明和透明物料的柱面进行透视检测。
全文摘要
一种细短柱形物料的自动鉴别分拣方法和设备，将待测物料自动排列摆放在可旋转的下料圆盘外圈均匀分布的径向物料槽内，并输送到柱面检测位；用相机采集待测物料的周面图像；用计算机软件将采集的图像进行处理；将下料圆盘内待测物料转入与其轴线互相垂直的承接盘顶端的半柱面槽孔内，随着承接盘与下料圆盘的联接转动，通过同轴安放在待测物料两个端面的相机采集待测物料两个端面的端面图像并处理；计算机根据所检测的柱面和端面的数据，开启活门剔除不合格物料，从而实现不合格与合格物料的分拣，完成整个自动分拣过程。本发明的优点是检测全面，结构简单，运行平畅，维护方便，体积小，易于推广普及。
文档编号B07C5/342GK103143512SQ20131002014
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者黄雪峰 申请人:青岛微恒工程有限公司