西林瓶瓶口端面影像检测装置的制作方法

本实用新型属于玻璃瓶制造领域，具体是一种西林瓶瓶口端面影像检测装置。

背景技术：

西林瓶又称钠钙玻璃模制注射剂瓶，是一种小尺寸薄壁玻璃瓶，典型的生产工艺是以等直径的玻璃管材分段截取后对两端进行熔融，再以模具冷却成型，制成瓶口和瓶底。由于广泛应用在医药卫生领域，对密封有较高要求，因此西林瓶的瓶口被设计成垂直于瓶身轴线的平面。通常情况下，西林瓶的制造缺陷主要集中在瓶口，尤其是瓶口端面的裂缝、缺损等，这些缺陷导致端面密封失效，内容物无法使用。对西林瓶的瓶口端面进行检查是一个比较困难的工作。如果依靠人工检查，无论是数量还是质量都无法满足要求。中国专利文献CN105067640A，于2015年11月18日公开了“一种玻璃瓶瓶口横裂纹及纵裂纹检测装置”，包括瓶口、LED光源和裂纹检测头，所述裂纹检测头为高速光电二极管，所述裂纹检测头连有控制板，所述控制板连有PC电脑，所述LED光源射出的光线在瓶口上形成光斑、并呈90°角反射至裂纹检测头中；该玻璃瓶瓶口横裂纹及纵裂纹检测装置能够在生产线上实时检测，且方便快捷，能够准确测量瓶口裂纹。该技术方案相比人工检查已经有了巨大的进步，但是在准确率、检查效率方面均有不足，例如对瓶口端面内侧裂纹的判断能力不足，容易产生误判，容易漏判瓶口端面缺损，检测结果的直观度不够等等。

技术实现要素：

基于上述问题，本实用新型提供了一种西林瓶瓶口端面影像检测装置，可以大幅提高检测精确度，可以准确的识别端面内侧裂纹、端面缺损、黑点等质量缺陷，可以提供更加直观的检测结果。

为了实现发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种西林瓶瓶口端面影像检测装置，包括照明系统，还包括影像采集系统；所述照明系统设有光源，光源外设有导光板；待测西林瓶的瓶口端面平行于导光板表面；所述影像采集系统为照相机；照相机的镜头方向与待测西林瓶的轴线之间的夹角为A，A的取值范围为30°±5°。

传统的检测装置中，光源是直接照射在待测瓶的瓶口的，而光源的光线是呈发散状态的，在背景中并非均匀分布，导致背景明暗对待测瓶的瓶口影像造成干扰。本技术方案首先采用了导光板置于光源前。导光板是一种高级的光电材料，以光学级的亚克力为基材，运用LCD显示屏和笔记本电脑的背光模组技术，透过导光点的全高透光率，经电脑对导光点设计使导光板光线折算成面光源均光状态制造成型。靠近位于导光板侧面的光源的反射点细小偏圆行且间距疏远，而位于导光板中间部分的反射点紧密且粗大略称椭圆形。当光从两侧光源进入导光板碰到反射点时，漫反射到导光板表面：另一部分是光直接穿透导光板到达表面。越靠近光源的导光板部位得到的直接光越强，远离的较弱；而另一方面，靠近光源的反射点细小而疏远，漫反射出来的光较少，相反远距离光源的那些粗大且紧密的点反射出来的光较丰富。这些光复杂融合后，从而达到整块导光板均亮的效果。经过导光板的处理，整个背景的光线均匀，消除了因为背景明暗不一导致的检测误判。其次，本技术方案选用照相机作为影像采集系统，对光线变化更加敏感高效，影像显示更直观高效。为了获取最佳的光线折射效果，本方案将照相机的镜头方向设定为与待测西林瓶的轴线之间的夹角为30°±5°。经过照相拍摄，在该角度取值范围内，无论是裂纹、缺损还是黑点、未融化颗粒，无论是位于瓶口端面外侧还是内侧，都会透射在照相机中，形成一个比周围要暗的多的影像，非常直观可靠，几乎完全可以消除漏检或错检的发生。在前述夹角取值范围外，由于光线在玻璃上的折射和反射角度过大或过小，造成对照相机内的影像干涉也更加严重，不足以形成清晰的检测影像，因此不建议采用。

作为优选，还设有可夹持待测西林瓶绕轴向转动的夹瓶机构；待测西林瓶的瓶口端面与导光板表面之间设有间隙。使用夹瓶机构夹持待测西林瓶转动，可以提高动作的准确率，消除人工操作的失误。为了避免瓶口端面在转动时与导光板表面形成摩擦，久后影响导光板表面光洁度造成亮度下降，可以将待测西林瓶的瓶口与导光板之间设置一个固定间隙，实际应用中可控制在30mm左右。

作为优选，所述光源为LED光源。LED光源稳定性好，发热量低，适合作为检测光源。

作为优选，所述光源为暖色光。在趋向于红色方向的暖色光，波长较长，以暖色光为背景光色，使瓶口端面的缺陷形成的暗斑更显得突出，直观视觉效果更显著。

作为优选，LED光源为频闪式点亮；照相机为高速照相机，快门速度不大于1/1000S；照相机、LED光源和夹瓶机构均信号连接至PLC可编程逻辑控制器或电脑控制终端；LED光源的频闪点亮时间与照相机的拍摄时间匹配；夹瓶机构的转动动作为匀速转动；照相机的拍摄频率与夹瓶机构的转动动作适配。为了提高检测效率，夹瓶机构夹持瓶身转动的速度很快，因此照相机要选择高速照相机，快门速度不能低于1/1000S，才能在瓶身转动的同时，拍摄下足够的照片，覆盖完整的瓶口端面影像。为了降低LED能耗、减少发热量、延长寿命，可以将LED光源设计为频闪式点亮，点亮时间与照相机的拍摄时间匹配。为此可以将相机、LED光源和夹瓶机构三者通过PLC或者电脑控制终端实现信号连接，以PLC或者电脑控制终端控制三者的动作关系，不但高效快捷，而且检查精度大幅提高。

综上所述，本实用新型的有益效果是：可以准确的识别端面内侧裂纹、端面缺损等质量缺陷，可以提供更加直观的检测结果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的立体示意图。

其中：1照明系统，2影像采集系统，3待测西林瓶，4夹瓶机构，11导光板；阴影所示为照相机拍摄到的瓶口端面区域。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1、图2所示的实施例，为一种西林瓶瓶口端面影像检测装置。该西林瓶瓶口端面影像检测装置包括照明系统1、影像采集系统2、夹瓶机构4。照明系统包括一个方形的灯板，灯板上阵列式的排列有若干LED灯珠作为光源，灯板外覆盖有导光板11，本例的导光板以光学级亚克力制成。灯板和导光板均为竖直于地面的方向固定。待测西林瓶3轴线平行于地面，瓶口端面平行于导光板，与导光板表面之间设有30mm的间隙。待测西林瓶的瓶身以夹瓶机构进行夹持和旋转。本例的影像采集系统为配有电子快门的高速数码照相机，使用的快门速度不大于1/1000S，位置与待测西林瓶等高，照相机的镜头方向与待测西林瓶的轴线之间的夹角为A，本例中A为30°。为了获得最佳的拍摄效果，使缺陷影像更醒目，光源选择的是红光，可以直接使用红色LED灯珠，也可以使用红色亚克力制成的导光板。照相机、LED光源和夹瓶机构均信号连接至电脑控制终端；LED光源为频闪式点亮，频闪点亮时间与照相机的拍摄时间匹配；夹瓶机构的转动动作为匀速转动；照相机的拍摄频率与夹瓶机构的转动动作适配。

本例的西林瓶瓶口端面影像检测装置，在工作时，夹瓶机构从流水线上的西林瓶队列中夹取一个置于导光板前，使西林瓶的轴线平行于地面，然后高速的均匀转动瓶身，在转动一周的过程中，LED光源频闪8次，每次闪亮的时候照相机都会同步完成一次拍摄，一共拍摄8次，每次拍照均能拍到瓶口端面1/8圆周范围内的影像，如有裂缝、缺损、黑点或未融化颗粒等质量缺陷，就会在照相机的镜头内于红色背景中出现非常醒目的暗斑，电脑控制终端在获取到影像后进行识别，然后发出指令，夹瓶机构就会将该瓶抛弃，再夹取下一个待测西林瓶。如果8个影像中都没有暗斑，就说明该瓶的瓶口端面完好，通过了检验，夹瓶机构就会将其置于良品队伍中等待后续包装。