一种玻璃瓶空瓶分检系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业自动化检测技术领域，特别涉及一种玻璃瓶空瓶分检系统。
【背景技术】
[0002]目前，我国的食品安全管理体系快速推进，民众对于食品安全的关注程度愈加增强，欧洲的HACCP标准和我国的GB 4927-91标准均对啤酒瓶空瓶的检测提出了严格的要求。在现有的啤酒、饮料和药品的生产过程中，都要求灌装容器满足相应的质量标准，生产每一步均需要进行检查，当不合格瓶流入市场，不但消费者可能会受到伤害，对于产品生产厂家其经济和声誉亦会受到损害。目前啤酒瓶空瓶检测主要依靠人工检测的方法实现，但是人工检测存在以下几个缺点:(1)检测速度慢，效率低下。近些年我国以啤酒为代表的玻璃品饮品的产量快速增加，啤酒产量自2002年以来一直稳居世界首位，啤酒生产线速度国内也快速增加到两万四到四万瓶每小时，国外最快速度超过七万瓶每小时。这样的速度下依靠人工进行检测已经难以实现；(2)随着近些年人力成本的快速增加，人工检测变得愈加昂贵；(3)人检工作需要人员量大，但该工作枯燥、强度大，愿意从事该工作的年轻人越来越少，导致企业招工难；(4)由于受到人员疲劳、情绪等影响，人检后的酒瓶质量和质量一致性均较差，难以满足日益提高的质量要求。所以，采用自动化方法对玻璃瓶空瓶进行检测的玻璃瓶空瓶验瓶机正在国内外被快速推广使用。
[0003]我国的啤酒瓶大于80%为回收瓶，20%为新瓶，而在欧洲比例相反，这就决定了我国的啤酒瓶服役时间长、普遍磨损严重，在再次用于灌装前需要进行严格的检测以保证品质，否则极易带来食品卫生事故，甚至带来破裂爆炸等更严重的事故。同时由于啤酒瓶回收机制比较混乱，导致回收的瓶源品牌混杂，在某一生产商使用回收的瓶源进行生产时需要特别注意是否混有其他品牌的瓶源，否则一旦漏过则会带来玻璃瓶logo和贴标不一致的外观事故。另外，在生产过程中，当存在与当前生产瓶型不一致的瓶源混入并进入验瓶机和灌装机时，极易发生卡瓶、灌装头被压坏等事故发生。在验瓶机或洗瓶机前，亟需研发小型化、低成本、高精度和高准确率的瓶源外形规格检测系统，以保证玻璃瓶灌装产品生产品质和后端设备不受到损害。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是:提供一种对玻璃瓶外形和瓶口缺陷检测，检测速度快、准确率高的玻璃瓶空瓶分检系统。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种玻璃瓶空瓶分检系统，包括瓶身检测相机、瓶口检测相机、白色平行面光源、红色平行面光源、半透镜、菲涅尔透镜、剔除装置和控制系统；瓶身检测相机设置在玻璃瓶一侧，玻璃瓶的另一侧设置白色平行面光源，瓶身检测相机采用白色平行面光源背光成像，瓶身检测相机与玻璃瓶之间安装有共主光轴的菲涅尔透镜，菲尼尔透镜与瓶身检测相机镜头共同形成远心光路；红色平行面光源在玻璃瓶瓶口上方垂直向下照射，红色平行面光源与瓶口之间安装有倾斜半透镜，红色平行面光源穿过半透镜照亮瓶口，瓶口检测相机设置在半透镜一侧，瓶口反光通过半透镜反射进入瓶口检测相机成像，瓶身检测相机、瓶口检测相机、剔除装置与控制系统相连接。
[0006]进一步的，瓶身检测相机为彩色相机。
[0007]进一步的，瓶口检测相机为黑白相机，瓶口检测相机通过红色平行面光源和半透镜组成平行光路。
[0008]进一步的，红色平行面光源与瓶口之间安装45°倾角的半透镜。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型由于包括瓶身检测相机、瓶口检测相机、白色平行面光源、红色平行面光源、半透镜、菲涅尔透镜、剔除装置和控制系统；瓶身检测相机采用白色面光源背光成像，相机与瓶子之间安装有共主光轴的菲涅尔透镜，菲尼尔透镜与相机镜头共同形成远心光路，瓶身检测相机用于检测瓶身过高、过矮、形状异常、颜色异常、过度磨损等缺陷；红色平行面光源在瓶口上方垂直向下照射，光源与瓶口之间安装45°倾角的半透镜，光源穿过半透镜照亮瓶口，瓶口反光通过半透镜反射进入瓶口检测相机成像，瓶口检测相机用于检测瓶口的口平面破损、瓶口不圆、口直径过大或过小等缺陷，当某个玻璃瓶被检出存在缺陷，则由剔除装置将其剔除。本实用新型可以安装在洗瓶机之前或验瓶机之前用于玻璃瓶预检，具有非接触、检测精度高、检测速度快、占地空间小、成本低等优点。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例，对本实用新型专利的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型专利，但不用来限制本实用新型专利的范围。如图1本实用新型的结构示意图所示，本实用新型可以安装在洗瓶机前或空瓶验瓶机前。本实用新型包括瓶身检测相机1、瓶口检测相机2、白色平行面光源4、红色平行面光源6、半透镜5、菲涅尔透镜3、剔除装置和控制系统。瓶身检测相机1设置在玻璃瓶7 —侧，玻璃瓶7的另一侧为白色平行面光源，瓶身检测相机1采用白色平行面光源4背光成像，瓶身检测相机1与玻璃瓶7之间安装有菲涅尔透镜3，菲尼尔透镜3与瓶身检测相机1镜头共同形成远心光路。按光线传播顺序依次为白色平行面光源4、玻璃瓶7、菲涅尔透镜3、瓶身检测相机镜头、瓶身检测相机1。瓶身检测相机镜头与菲涅尔透镜3主光轴共线，设菲涅尔透镜焦距为，相机镜头焦距为，相机感光芯片长边尺寸为，需观测瓶子的视野长度为。则菲涅尔透镜光心与相机镜头光心之间的距离为，且元件选型时须满足。由于，则有。由于一般相机镜头前端孔径较小，所以为了降低设备复杂度，相机镜头前端自身可以充当光阑作用，这样，菲涅尔透镜3和瓶身检测相机镜头实际组合形成了远心光路。这样的设计可以保证玻璃瓶7在链道8上垂直于链道运行方向晃动时成像大小不变，以此确保对瓶身高低、外轮廓检测不会受到瓶子晃动的影响。瓶身检测相机1使用彩色相机，有两个原因:1.图像中的瓶口区域是检测瓶身高度的判断关键，但可能受到用于瓶口检测的红色平行光源的干扰，所以在瓶身高度检测时，可以使用彩色图像的蓝色通道进行判断，可以完全屏蔽红色平行光源的干扰；
2.可以在对瓶身高度及外形轮廓检测的同时检测其颜色，以检出颜色与标准差异较大的瓶子。瓶身磨损度检测可以通过瓶肩部位的磨损阴影的程度判断，因为瓶肩部分是瓶身最易磨损的区域。瓶口检测相机2为黑白相机，设置在半透镜5 —侧，红色平行面光源6在玻璃瓶7瓶口上方垂直向下照射，红色平行面光源6与瓶口之间安装45°倾角的半透镜5。瓶口检测相机2与半透镜5、红色平行面光源6共同形成平行光路。红色平行面光源6放置在瓶口上方垂直向下照射，穿过45°放置的半透镜5到达瓶口。反射光线经半透镜5反射后进入水平放置的瓶口检测相机2成像。在该光路下，瓶口的口平面被照亮，当瓶口断裂，或口平面破损时，图像上便会清晰地呈现出来，使得瓶口检测精度和准确率均很高。
[0012]瓶身检测相机1、瓶口检测相机2、剔除装置与控制系统相连接，可检测出通过系统的每一个瓶子的高度、外形轮廓、颜色、磨损度、瓶口直径、瓶口椭圆度、口平面是否破损等瓶子特征。当某个玻璃瓶被检出存在缺陷，通过控制系统控制剔除装置进行剔除。
[0013]综上所述，本实用新型专利具有以下几点优势:
[0014]1.在线非接触检测。采用视觉检测的方式，对玻璃瓶非接触。可以保证检测过程不影响整条生产线效率，一次成像实现多种缺陷检测。
[0015]2.检测精度高。由于采用了一系列特殊光路设计，使瓶子在检测时可以抵抗晃动干扰，成像稳定清晰。瓶身检测精度可达，远高于目前主流的光电检测方式下的精度；瓶口检测精度，完全满足目前检测需求。
[0016]3.计算速度快。由于完全非接触式检测，检测速度不受到机械部件限制。检测速度可达72000瓶/小时，远高于国内所有啤酒饮料生产线速度。
[0017]4.占用空间小。整个系统结构紧凑，可轻松安装在生产线上的洗瓶机之前或验瓶机之前。
[0018]5.自身和安装成本低。系统本身结构简单，电气和机械成本均较低；安装时可直接安放在生产线的链道合适位置上，不需要链道改造，所以在生产线上加装此系统无论生产成本还是安装改造均非常低。
【主权项】
1.一种玻璃瓶空瓶分检系统，其特征在于:包括瓶身检测相机(I)、瓶口检测相机(2)、白色平行面光源(4)、红色平行面光源(6)、半透镜(5)、菲涅尔透镜(3)、剔除装置和控制系统；所述瓶身检测相机(I)设置在玻璃瓶(7) —侧，玻璃瓶(7)的另一侧设置白色平行面光源(4)，瓶身检测相机(I)采用白色平行面光源(4)背光成像，瓶身检测相机(I)与玻璃瓶(7)之间安装有共主光轴的菲涅尔透镜(3)，菲尼尔透镜(3)与瓶身检测相机(I)镜头共同形成远心光路；所述红色平行面光源(6)在玻璃瓶(7)瓶口上方垂直向下照射，红色平行面光源(6)与瓶口之间安装有倾斜半透镜(5)，红色平行面光源(6)穿过半透镜(5)照亮瓶口，瓶口检测相机(2 )设置在半透镜(5 ) —侧，瓶口反光通过半透镜(5 )反射进入瓶口检测相机(2)成像，瓶身检测相机(1)、瓶口检测相机(2)、剔除装置与控制系统相连接。
2.根据权利要求1所述的玻璃瓶空瓶分检系统，其特征在于:所述瓶身检测相机(I)为彩色相机。
3.根据权利要求1所述的玻璃瓶空瓶分检系统，其特征在于:所述瓶口检测相机(2)为黑白相机，瓶口检测相机(2)通过红色平行面光源(6)和半透镜(5)组成平行光路。
4.根据权利要求1所述的玻璃瓶空瓶分检系统，其特征在于:所述红色平行面光源(6)与瓶口之间安装45°倾角的半透镜(5)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种玻璃瓶空瓶分检系统，瓶身检测相机设置在玻璃瓶一侧，采用白色平行面光源背光成像，瓶身检测相机与玻璃瓶之间安装有共主光轴的菲涅尔透镜，红色平行面光源与瓶口之间安装有倾斜半透镜，瓶口反光通过半透镜反射进入瓶口检测相机成像，瓶身检测相机、瓶口检测相机、剔除装置与控制系统相连接。本实用新型对玻璃瓶外形和瓶口缺陷检测，检测速度快、准确率高。
【IPC分类】B07C5-342, G01N21-896
【公开号】CN204544803
【申请号】CN201420818508
【发明人】张淳, 王贵锦, 施陈博, 张树君, 王驭
【申请人】山东明佳科技有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年12月23日