专利名称：一种硬币成品表面质量检查系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及硬币生产过程中的质量检测技术领域，特别是一种可应用于造币厂或银行、能够对硬币成品表面图文和形状进行检查的硬币成品表面质量检查系统。
背景技术：
硬币生产技术的在不断发展，硬币的成品制造、印花和封装工艺的自动化程度和效率也在不断提高，同时，硬币产品的质量控制也日趋严格，印制行业也对硬币的不合格品制定了严格的判别标准。但是硬币生产过程中不可避免会产生废品和不合格品，在之前的很长一段时间，硬币的出厂检查都是依靠人工来进行，投入大、劳动强度高、检验质量不稳定的情况难以避免。而目前，印钞造币行业正在大力发展检封自动化的精神，采用机器视觉的设备也不断更新。一般的机器视觉设备大都采用皮带包夹反面的形式对硬币的正反面分别进行检测，至少需要两个检测工位，设备的体积较大；同时，由于是正反面分开检测，对硬币正反面图纹的角度偏差(转模缺陷)不能检出，这就迫切需要一种既能很好检测表面质量，又能检测转模的检查设备。同时，随着产量的增加，设备的增多，生产线对设备的要求也在不断增加，物流线的建立要求设备整体小巧，造型美观，还要求能实现存储输送功能的集成而不要另配设备。而现有的设备通常出料是直接进入料斗再人工运输，还需要质检人员对放至物流线上的产品进行二次确认，工序和设备皆较为繁琐。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种硬币成品表面质量检查系统，其设备集成度高，运行可靠，可实现对硬币表面质量的自动检查，自动剔除，消除不合格品可能出厂的安全隐患，进而有效地避免不合格品出厂所造成的社会负面影响。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:一种硬币成品表面质量检查系统，包括输币通道、图像处理模块和主控制模块；输币通道上依次设有输币转盘、硬币检测装置、踢币装置和出料斗；所述输币转盘与硬币检测装置之间通过第一输币皮带连接；硬币检测装置与出料斗之间通过第二输币皮带连接；主控制模块控制第一输币皮带、第二输币皮带、输币转盘、硬币检测装置和踢币装置的运行；硬币检测装置中设有检测平台、相机和光源；检测平台包括硬币滑板和反射镜；硬币滑板与第一输币皮带及第二输币皮带的 上方皮带位于同一平面上；硬币滑板上设有图像采集缝；反射镜由夹角为90度的上反射镜和下反射镜组成，硬币滑板平面与两个反射镜平面之间夹角皆为45度；光源方向平行于硬币滑板平面投射至反射镜；相机取景器端面垂直于硬币滑板放置，且相机同时位于上反射镜和下反射镜的光源反射范围内；
上述相机上设有用于连接图像处理模块的图像输出端；图像处理模块对从相机中获取的硬币图像进行处理，以辨别硬币表面质量是否合格，并将辨别结果发送至主控制模块，主控制模块根据接收到的辨别结果控制踢币装置的踢币动作。上述图像处理模块可采用计算机结合现有软件技术来实现，主控制模块可利用现有的PLC控制器实现对各模块及驱动机构的运行。在应用时，硬币通过输币转盘实现单枚输出至输币通道上，然后由第一输币皮带输送至硬币检测装置的硬币滑板上；在硬币通过硬币滑板时，反射镜在光源的作用下可将硬币的上下表面图像反射至相机中，然后由相机将图像信息发送至图像处理模块进行处理，进而判断硬币质量，并由主控制模块控制踢币装置进行踢币或者放行。作为一种改进，本发明还包括硬币承接装置；硬币承接装置包括第三输币皮带和由主控制模块控制的皮带驱动机构；第三输币皮带连接输币转盘，以将硬币输送至输币转盘中。第三输币皮带的另一端可连接硬币压印生产线的出口，或者盛放经压印后的硬币的料斗；并将压印后的硬币输送至输币转盘中，可改善造币厂等硬币生产车间的物流线，使其集成度较高。作为另一种改进，出料斗转动设置于输币通道上，系统还包括由主控制模块控制的出料斗旋转驱动机构；出料斗的下方设有暂存料斗，暂存料斗由并排设置的第一料斗和第二料斗组成，出料斗的旋转可使得其出料口在第一料斗上方和第二料斗上方之间转换。出料斗的出料口可先旋转至其中一个料斗的上方，待此料斗中硬币已满再旋转至另一料斗上方，此时工作人员即可对已满的料斗进行清理，可保证系统工作的连续性，提高工作效率。进一步的，本发明中的输币转盘包括接料转盘、接料转盘旋转驱动机构、拨币转盘以及拨币转盘旋转驱动机构；接料转盘外周设有挡圈，挡圈与接料转盘之间设有连接第一输币皮带的出币口 ；拨币转盘平行于接料转盘安装于出币口中；且拨币转盘与接料转盘之间设有独币输出间隙；独币输出间隙的高度为1-1.5枚硬币的厚度，可使得同时只能有一枚硬币流出至输币通道。
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为了进一步保证输币转盘独币输出的可靠性，本发明的输币转盘还包括拨币挡板，拨币挡板安装于接料转盘上方，且拨币挡板下端与接料转盘平面之间设有通币间隙，通币间隙的高度也设置为1-1.5枚硬币的厚度。同时为了避免硬币在高速旋转过程中与拨币挡板碰撞造成损伤，本发明将拨币挡板设置为弧形，其一端固定于挡圈上，另一端跨过接料转盘中心上方并通过弹簧等弹性元件连接挡圈。为了避免硬币在进入硬币检测装置前造成叠置和拥堵，本发明中第一输币皮带与出币口连接的一端上方还设有压币板，压币板转动连接安装于输币通道的外侧，即压币板可翻转至输币通道的一侧，以便停机或故障时确认第一输币皮带上硬币的状态。为了保证检测光路的稳定性，使得相机能够确保采集到硬币的表面图像，本发明的硬币检测装置中还设有支架和底座，支架由垂直于底座设置的反射镜调节支架、光源支架、硬币滑板支架和相机支架组成，反射镜、光源、硬币滑板和相机分别固定于相应支架上。由于硬币检测装置的检测平台为无动力机构，为了使得硬币能够在后续硬币的推动下顺利通过检测平台，本发明中的硬币滑板采用陶瓷、不锈钢或蓝宝石玻璃及其它摩擦系数较小的材料制成，硬币滑板的上表面设有沿输币方向延伸的凹槽，以进一步减少摩擦力，防止硬币的翻转。为了进一步优化物流线，提高自动化水平，本发明的主控制模块上还设有用于连接硬币压印机的运行控制端口，主控制模块可通过向运行控制端口输出停机控制信号以控制硬币压印机停止运行。有益效果本发明采用无翻转的形式对硬币上下表面进行连续成像，可同时对硬币表面图纹质量、正反面图纹角度和外观形状等参数进行检查，并判断是否合格，以及对合格品放行和对不合格品进行剔除；完善了硬币生产的工艺流程，使得硬币的生产、检查、暂存、输送实现全自动化，完全由同一物流线完成。由于只有符合行业标准的合格品能够进入到下一步的包装流程，本发明可大大提高生产过程安全管理水平，有效地避免不合格品出厂所造成的社会负面影响。同时本发明自动化的运行模式将人工解放了出来，提高了生产力，节约了人工成本。
图1所示为本发明的系统框图；图2所示为本发明的机械结构示意图；图3所示为本发明的硬币检测装置结构示意图；图4所示为本发明的检测平台检测光路原理图。
具体实施例方式为使本发 明的内容更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式
做进一步描述。如图1所示，本发明的一种硬币成品表面质量检查系统，包括输币通道、图像处理模块和主控制模块；结合图2所示的一种具体实施例的机械结构示意图，本发明输币通道上依次设有硬币承接装置1、输币转盘2、硬币检测装置5、踢币装置和出料斗9 ；所述输币转盘2与硬币检测装置5之间通过第一输币皮带4连接；硬币检测装置与出料斗之间通过第二输币皮带6连接；主控制模块控制第一输币皮带4、第二输币皮带6、输币转盘2、硬币检测装置5和踢币装置的运行；主控制模块利用现有的PLC控制器实现对各模块及驱动机构的运行。硬币承接装置I包括第三输币皮带和由主控制模块控制的皮带驱动机构；第三输币皮带连接输币转盘，以将硬币输送至输币转盘中。第三输币皮带的另一端可连接硬币压印生产线的出口，或者盛放经压印后的硬币的料斗；并将压印后的硬币输送至输币转盘中，可改善造币厂等硬币生产车间的物流线，使其集成度较高。输币转盘2包括接料转盘21、接料转盘旋转驱动机构、拨币转盘22、拨币转盘旋转驱动机构、拨币挡板23 ;接料转盘21外周设有挡圈，挡圈与接料转盘21之间设有连接第一输币皮带的出币口 ；拨币转盘22平行于接料转盘21安装于出币口中；且拨币转盘22与接料转盘21之间设有独币输出间隙；独币输出间隙的高度为1-1.5枚硬币的厚度，可使得同时只能有一枚硬币流出至输币通道；拨币挡板23安装于接料转盘21上方，且拨币挡板23下端与接料转盘21平面之间设有通币间隙，通币间隙的高度也设置为1-1.5枚硬币的厚度。同时为了避免硬币在高速旋转过程中与拨币挡板23碰撞造成损伤，本发明将拨币挡板23设置为弧形，其一端固定于挡圈上，另一端跨过接料转盘21中心上方并通过弹簧24等弹性元件连接挡圈。第一输币皮带4与出币口连接的一端上方还设有压币板3，用于避免硬币在进入硬币检测装置前造成叠置和拥堵；压币板3转动连接安装于输币通道的外侧，即压币板3可翻转至输币通道的一侧，以便停机或故障时确认第一输币皮带上硬币的状态。结合图3和图4所示，硬币检测装置5中设有检测平台、相机53和光源59 ;检测平台包括硬币滑板57和反射镜；硬币滑板57与第一输币皮带4及第二输币皮带6的上方皮带位于同一平面上；硬币滑板57上设有图像采集缝.；反射镜由夹角为90度的上反射镜56和下反射镜55组成，硬币滑板57平面与两个反射镜平面之间夹角皆为45度，下反射镜55从硬币滑板57的采集缝中获取硬币下表面图像信息；光源59方向平行于硬币滑57板平面投射至反射镜；相机53取景器端面垂直于硬币滑板57放置，且相机53同时位于上反射镜56和下反射镜55的光源反射范围内；为了保证检测光路的稳定性，使得相机53能够确保采集到硬币50的表面图像，本发明的硬币检测装置中还设有支架和底座51，支架由垂直于底座51设置的反射镜调节支架58、光源支架54、硬币滑板支架和相机支架52组成，反射镜、光源59、硬币滑板57和相机53分别固定于相应支架上；由于硬币检测装置5的检测平台为无动力机构，为了使得硬币50能够在后续硬币的推动下顺利通过检测平台，本发明中的硬币滑板57采用陶瓷、不锈钢或蓝宝石玻璃及其它摩擦系数较小的材料制成，硬币滑57板的上表面设有沿输币方向延伸的凹槽，以进一步减少摩擦力，防止硬币的翻转。上述相机上设有用于连接图像处理模块的图像输出端，图像处理模块对从相机中获取的硬币图像进行处理，以辨别硬币表面质量是否合格，并将辨别结果发送至主控制模块，主控制模块根据接收到的辨别结果控制踢币装置的踢币动作。图像处理模块采用计算机结合现有软件技术来实现对硬币图像的获取、判别处理和输出。本发明的踢币装置可采用在输币通道的一侧设置现有的吹气装置来实现，当图像处理模块判断硬币为不合格品时，主控制模块即控制吹气装置吹出高压气体，足以将硬币吹出输币通道，从踢币通道12中滑落到不合格品料斗中；合格的产品则通过踢币装置安装处，进而到达出料斗9。出料斗9转动设置于输币通道上，系统还设有由主控制模块控制的出料斗旋转驱动机构；出料斗9的下方设有暂存料斗，暂存料斗由并排设置的第一料斗10和第二料斗11组成，出料斗9的旋转可使得其出料口在第一料斗上方10和第二料斗11上方之间转换。出料斗9的出料口可先旋转至其中一个料斗的上方，待此料斗中硬币已满再旋转至另一料斗上方，此时工作人员即可对已满的料斗进行清理，可保证系统工作的连续性，提高工作效率。为了进一步优化物流线，提高自动化水平，本发明的主控制模块上还设有用于连接硬币压印机的运行控制端口，主控制模块可通过向运行控制端口输出停机控制信号以控制硬币压印机停止运行。本发明在应用时，硬币首先通过硬币承接装置从压印生产线中输送到输币通道，到达输币转盘；然后通过输币 转盘实现单枚输出至第一输币皮带上，由第一输币皮带输送至硬币检测装置的硬币滑板上；在硬币通过硬币滑板时，在光源的作用下，下反射镜从采集缝中获取硬币下表面的图像信息，与上反射镜获取的硬币上表面图像信息同时反射回相机中，由于硬币在后续硬币的推动下为连续滑动，因此图像的采集也是连续不间断的。然后相机将图像信息发送至图像处理模块进行处理，进而判断硬币质量是否合格，并由主控模块控制踢币装置进行踢币或者放行。本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的 技术范畴。
权利要求
1.一种硬币成品表面质量检查系统，其特征是，包括输币通道、图像处理模块和主控制模块； 输币通道上依次设有输币转盘、硬币检测装置、踢币装置和出料斗； 所述输币转盘与硬币检测装置之间通过第一输币皮带连接；硬币检测装置与出料斗之间通过第二输币皮带连接；主控制模块控制第一输币皮带、第二输币皮带、输币转盘、硬币检测装置和踢币装置的运行； 硬币检测装置中设有检测平台、相机和光源；检测平台包括硬币滑板和反射镜；硬币滑板与第一输币皮带及第二输币皮带的上方皮带位于同一平面上；硬币滑板上设有图像采集缝；反射镜由夹角为90度的上反射镜和下反射镜组成，硬币滑板平面与两个反射镜平面之间夹角皆为45度；光源方向平行于硬币滑板平面投射至反射镜；相机取景器端面垂直于硬币滑板放置，且相机同时位于上反射镜和下反射镜的光源反射范围内； 上述相机上设 有用于连接图像处理模块的图像输出端；图像处理模块对从相机中获取的硬币图像进行处理，以辨别硬币表面质量是否合格，并将辨别结果发送至主控制模块，主控制模块根据接收到的辨别结果控制踢币装置的踢币动作。
2.根据权利要求1所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，还包括硬币承接装置；硬币承接装置包括第三输币皮带和由主控制模块控制的皮带驱动机构；第三输币皮带连接输币转盘，以将硬币输送至输币转盘中。
3.根据权利要求1所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，出料斗转动设置于输币通道上，系统还包括由主控制模块控制的出料斗旋转驱动机构；出料斗的下方设有暂存料斗，暂存料斗由并排设置的第一料斗和第二料斗组成，出料斗的旋转可使得其出料口在第一料斗上方和第二料斗上方之间转换。
4.根据权利要求1至3任一项所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，输币转盘包括接料转盘、接料转盘旋转驱动机构、拨币转盘以及拨币转盘旋转驱动机构；接料转盘外周设有挡圈，挡圈与接料转盘之间设有连接第一输币皮带的出币口；拨币转盘平行于接料转盘安装于出币口中；且拨币转盘与接料转盘之间设有独币输出间隙。
5.根据权利要求4所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，输币转盘还包括拨币挡板，拨币挡板安装于接料转盘上方，且拨币挡板下端与接料转盘平面之间设有通币间隙。
6.根据权利要求4所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，第一输币皮带与出币口连接的一端上方设有压币板，压币板转动连接安装于输币通道的外侧。
7.根据权利要求5所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，所述拨币挡板为弧形，其一端固定于挡圈上，另一端跨过接料转盘中心上方并连接挡圈。
8.根据权利要求1至3任一项所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，硬币检测装置中还设有支架和底座，支架由垂直于底座设置的反射镜调节支架、光源支架、硬币滑板支架和相机支架组成，反射镜、光源、硬币滑板和相机分别固定于相应支架上。
9.根据权利要求1至3任一项所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，硬币滑板采用陶瓷、不锈钢或蓝宝石玻璃中的一种材料制成，硬币滑板的上表面设有沿输币方向延伸的凹槽。
10.根据权利要求1至3任一项所述的硬币成品表面质量检查系统，其特征是，主控制模块上还设有用于连接硬币压印机的运行控制端口， 主控制模块可通过向运行控制端口输出停机控制信号以控制硬币压印机停止运行。
全文摘要
本发明公开一种硬币成品表面质量检查系统，其包括输币通道、图像处理模块和主控制模块；输币通道上依次设有输币转盘、硬币检测装置、踢币装置和出料斗；硬币检测装置中设有检测平台、相机和光源；检测平台包括硬币滑板和反射镜；硬币滑板上设有图像采集缝；光源方向平行于硬币滑板平面投射至反射镜，反射镜将硬币上下面的图像反射至相机中，相机将所获取的图像信息传输至图像处理模块进行处理，以辨别硬币表面质量是否合格；图像处理模块将辨别结果发送至主控制模块，主控制模块根据接收到的辨别结果控制踢币装置的踢币动作。本发明自动化程度较高，可同时对硬币的上下表面进行检测，工作可靠，能够有效避免不合格品出厂造成的社会负面影响。
文档编号G01N21/95GK103234984SQ201310153600
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者支岳, 李晓春, 苗星宇, 沈都, 孙平平 申请人:南京中钞长城金融设备有限公司, 中钞长城金融设备控股有限公司, 中国印钞造币总公司