一種硬幣成品表面質量檢查系統的製作方法
2023-05-30 20:17:31 1
專利名稱：一種硬幣成品表面質量檢查系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及硬幣生產過程中的質量檢測技術領域，特別是一種可應用於造幣廠或銀行、能夠對硬幣成品表面圖文和形狀進行檢查的硬幣成品表面質量檢查系統。
背景技術：
硬幣生產技術的在不斷發展，硬幣的成品製造、印花和封裝工藝的自動化程度和效率也在不斷提高，同時，硬幣產品的質量控制也日趨嚴格，印製行業也對硬幣的不合格品制定了嚴格的判別標準。但是硬幣生產過程中不可避免會產生廢品和不合格品，在之前的很長一段時間，硬幣的出廠檢查都是依靠人工來進行，投入大、勞動強度高、檢驗質量不穩定的情況難以避免。而目前，印鈔造幣行業正在大力發展檢封自動化的精神，採用機器視覺的設備也不斷更新。一般的機器視覺設備大都採用皮帶包夾反面的形式對硬幣的正反面分別進行檢測，至少需要兩個檢測工位，設備的體積較大；同時，由於是正反面分開檢測，對硬幣正反面圖紋的角度偏差(轉模缺陷)不能檢出，這就迫切需要一種既能很好檢測表面質量，又能檢測轉模的檢查設備。同時，隨著產量的增加，設備的增多，生產線對設備的要求也在不斷增加，物流線的建立要求設備整體小巧，造型美觀，還要求能實現存儲輸送功能的集成而不要另配設備。而現有的設備通常出料是直接進入料鬥再人工運輸，還需要質檢人員對放至物流線上的產品進行二次確認，工序和設備皆較為繁瑣。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提出一種硬幣成品表面質量檢查系統，其設備集成度高，運行可靠，可實現對硬幣表面質量的自動檢查，自動剔除，消除不合格品可能出廠的安全隱患，進而有效地避免不合格品出廠所造成的社會負面影響。為實現上述目的，本發明採取的技術方案為:一種硬幣成品表面質量檢查系統，包括輸幣通道、圖像處理模塊和主控制模塊；輸幣通道上依次設有輸幣轉盤、硬幣檢測裝置、踢幣裝置和出料鬥；所述輸幣轉盤與硬幣檢測裝置之間通過第一輸幣皮帶連接；硬幣檢測裝置與出料鬥之間通過第二輸幣皮帶連接；主控制模塊控制第一輸幣皮帶、第二輸幣皮帶、輸幣轉盤、硬幣檢測裝置和踢幣裝置的運行；硬幣檢測裝置中設有檢測平臺、相機和光源；檢測平臺包括硬幣滑板和反射鏡；硬幣滑板與第一輸幣皮帶及第二輸幣皮帶的 上方皮帶位於同一平面上；硬幣滑板上設有圖像採集縫；反射鏡由夾角為90度的上反射鏡和下反射鏡組成，硬幣滑板平面與兩個反射鏡平面之間夾角皆為45度；光源方向平行於硬幣滑板平面投射至反射鏡；相機取景器端面垂直於硬幣滑板放置，且相機同時位於上反射鏡和下反射鏡的光源反射範圍內；
上述相機上設有用於連接圖像處理模塊的圖像輸出端；圖像處理模塊對從相機中獲取的硬幣圖像進行處理，以辨別硬幣表面質量是否合格，並將辨別結果發送至主控制模塊，主控制模塊根據接收到的辨別結果控制踢幣裝置的踢幣動作。上述圖像處理模塊可採用計算機結合現有軟體技術來實現，主控制模塊可利用現有的PLC控制器實現對各模塊及驅動機構的運行。在應用時，硬幣通過輸幣轉盤實現單枚輸出至輸幣通道上，然後由第一輸幣皮帶輸送至硬幣檢測裝置的硬幣滑板上；在硬幣通過硬幣滑板時，反射鏡在光源的作用下可將硬幣的上下表面圖像反射至相機中，然後由相機將圖像信息發送至圖像處理模塊進行處理，進而判斷硬幣質量，並由主控制模塊控制踢幣裝置進行踢幣或者放行。作為一種改進，本發明還包括硬幣承接裝置；硬幣承接裝置包括第三輸幣皮帶和由主控制模塊控制的皮帶驅動機構；第三輸幣皮帶連接輸幣轉盤，以將硬幣輸送至輸幣轉盤中。第三輸幣皮帶的另一端可連接硬幣壓印生產線的出口，或者盛放經壓印後的硬幣的料鬥；並將壓印後的硬幣輸送至輸幣轉盤中，可改善造幣廠等硬幣生產車間的物流線，使其集成度較高。作為另一種改進，出料鬥轉動設置於輸幣通道上，系統還包括由主控制模塊控制的出料鬥旋轉驅動機構；出料鬥的下方設有暫存料鬥，暫存料鬥由並排設置的第一料鬥和第二料鬥組成，出料鬥的旋轉可使得其出料口在第一料鬥上方和第二料鬥上方之間轉換。出料鬥的出料口可先旋轉至其中一個料鬥的上方，待此料鬥中硬幣已滿再旋轉至另一料鬥上方，此時工作人員即可對已滿的料鬥進行清理，可保證系統工作的連續性，提高工作效率。進一步的，本發明中的輸幣轉盤包括接料轉盤、接料轉盤旋轉驅動機構、撥幣轉盤以及撥幣轉盤旋轉驅動機構；接料轉盤外周設有擋圈，擋圈與接料轉盤之間設有連接第一輸幣皮帶的出幣口 ；撥幣轉盤平行於接料轉盤安裝於出幣口中；且撥幣轉盤與接料轉盤之間設有獨幣輸出間隙；獨幣輸出間隙的高度為1-1.5枚硬幣的厚度，可使得同時只能有一枚硬幣流出至輸幣通道。
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為了進一步保證輸幣轉盤獨幣輸出的可靠性，本發明的輸幣轉盤還包括撥幣擋板，撥幣擋板安裝於接料轉盤上方，且撥幣擋板下端與接料轉盤平面之間設有通幣間隙，通幣間隙的高度也設置為1-1.5枚硬幣的厚度。同時為了避免硬幣在高速旋轉過程中與撥幣擋板碰撞造成損傷，本發明將撥幣擋板設置為弧形，其一端固定於擋圈上，另一端跨過接料轉盤中心上方並通過彈簧等彈性元件連接擋圈。為了避免硬幣在進入硬幣檢測裝置前造成疊置和擁堵，本發明中第一輸幣皮帶與出幣口連接的一端上方還設有壓幣板，壓幣板轉動連接安裝於輸幣通道的外側，即壓幣板可翻轉至輸幣通道的一側，以便停機或故障時確認第一輸幣皮帶上硬幣的狀態。為了保證檢測光路的穩定性，使得相機能夠確保採集到硬幣的表面圖像，本發明的硬幣檢測裝置中還設有支架和底座，支架由垂直於底座設置的反射鏡調節支架、光源支架、硬幣滑板支架和相機支架組成，反射鏡、光源、硬幣滑板和相機分別固定於相應支架上。由於硬幣檢測裝置的檢測平臺為無動力機構，為了使得硬幣能夠在後續硬幣的推動下順利通過檢測平臺，本發明中的硬幣滑板採用陶瓷、不鏽鋼或藍寶石玻璃及其它摩擦係數較小的材料製成，硬幣滑板的上表面設有沿輸幣方向延伸的凹槽，以進一步減少摩擦力，防止硬幣的翻轉。為了進一步優化物流線，提高自動化水平，本發明的主控制模塊上還設有用於連接硬幣壓印機的運行控制埠，主控制模塊可通過向運行控制埠輸出停機控制信號以控制硬幣壓印機停止運行。有益效果本發明採用無翻轉的形式對硬幣上下表面進行連續成像，可同時對硬幣表面圖紋質量、正反面圖紋角度和外觀形狀等參數進行檢查，並判斷是否合格，以及對合格品放行和對不合格品進行剔除；完善了硬幣生產的工藝流程，使得硬幣的生產、檢查、暫存、輸送實現全自動化，完全由同一物流線完成。由於只有符合行業標準的合格品能夠進入到下一步的包裝流程，本發明可大大提高生產過程安全管理水平，有效地避免不合格品出廠所造成的社會負面影響。同時本發明自動化的運行模式將人工解放了出來，提高了生產力，節約了人工成本。
圖1所示為本發明的系統框圖；圖2所示為本發明的機械結構示意圖；圖3所示為本發明的硬幣檢測裝置結構示意圖；圖4所示為本發明的檢測平臺檢測光路原理圖。
具體實施例方式為使本發 明的內容更加明顯易懂，以下結合附圖和具體實施方式
做進一步描述。如圖1所示，本發明的一種硬幣成品表面質量檢查系統，包括輸幣通道、圖像處理模塊和主控制模塊；結合圖2所示的一種具體實施例的機械結構示意圖，本發明輸幣通道上依次設有硬幣承接裝置1、輸幣轉盤2、硬幣檢測裝置5、踢幣裝置和出料鬥9 ；所述輸幣轉盤2與硬幣檢測裝置5之間通過第一輸幣皮帶4連接；硬幣檢測裝置與出料鬥之間通過第二輸幣皮帶6連接；主控制模塊控制第一輸幣皮帶4、第二輸幣皮帶6、輸幣轉盤2、硬幣檢測裝置5和踢幣裝置的運行；主控制模塊利用現有的PLC控制器實現對各模塊及驅動機構的運行。硬幣承接裝置I包括第三輸幣皮帶和由主控制模塊控制的皮帶驅動機構；第三輸幣皮帶連接輸幣轉盤，以將硬幣輸送至輸幣轉盤中。第三輸幣皮帶的另一端可連接硬幣壓印生產線的出口，或者盛放經壓印後的硬幣的料鬥；並將壓印後的硬幣輸送至輸幣轉盤中，可改善造幣廠等硬幣生產車間的物流線，使其集成度較高。輸幣轉盤2包括接料轉盤21、接料轉盤旋轉驅動機構、撥幣轉盤22、撥幣轉盤旋轉驅動機構、撥幣擋板23 ;接料轉盤21外周設有擋圈，擋圈與接料轉盤21之間設有連接第一輸幣皮帶的出幣口 ；撥幣轉盤22平行於接料轉盤21安裝於出幣口中；且撥幣轉盤22與接料轉盤21之間設有獨幣輸出間隙；獨幣輸出間隙的高度為1-1.5枚硬幣的厚度，可使得同時只能有一枚硬幣流出至輸幣通道；撥幣擋板23安裝於接料轉盤21上方，且撥幣擋板23下端與接料轉盤21平面之間設有通幣間隙，通幣間隙的高度也設置為1-1.5枚硬幣的厚度。同時為了避免硬幣在高速旋轉過程中與撥幣擋板23碰撞造成損傷，本發明將撥幣擋板23設置為弧形，其一端固定於擋圈上，另一端跨過接料轉盤21中心上方並通過彈簧24等彈性元件連接擋圈。第一輸幣皮帶4與出幣口連接的一端上方還設有壓幣板3，用於避免硬幣在進入硬幣檢測裝置前造成疊置和擁堵；壓幣板3轉動連接安裝於輸幣通道的外側，即壓幣板3可翻轉至輸幣通道的一側，以便停機或故障時確認第一輸幣皮帶上硬幣的狀態。結合圖3和圖4所示，硬幣檢測裝置5中設有檢測平臺、相機53和光源59 ;檢測平臺包括硬幣滑板57和反射鏡；硬幣滑板57與第一輸幣皮帶4及第二輸幣皮帶6的上方皮帶位於同一平面上；硬幣滑板57上設有圖像採集縫.；反射鏡由夾角為90度的上反射鏡56和下反射鏡55組成，硬幣滑板57平面與兩個反射鏡平面之間夾角皆為45度，下反射鏡55從硬幣滑板57的採集縫中獲取硬幣下表面圖像信息；光源59方向平行於硬幣滑57板平面投射至反射鏡；相機53取景器端面垂直於硬幣滑板57放置，且相機53同時位於上反射鏡56和下反射鏡55的光源反射範圍內；為了保證檢測光路的穩定性，使得相機53能夠確保採集到硬幣50的表面圖像，本發明的硬幣檢測裝置中還設有支架和底座51，支架由垂直於底座51設置的反射鏡調節支架58、光源支架54、硬幣滑板支架和相機支架52組成，反射鏡、光源59、硬幣滑板57和相機53分別固定於相應支架上；由於硬幣檢測裝置5的檢測平臺為無動力機構，為了使得硬幣50能夠在後續硬幣的推動下順利通過檢測平臺，本發明中的硬幣滑板57採用陶瓷、不鏽鋼或藍寶石玻璃及其它摩擦係數較小的材料製成，硬幣滑57板的上表面設有沿輸幣方向延伸的凹槽，以進一步減少摩擦力，防止硬幣的翻轉。上述相機上設有用於連接圖像處理模塊的圖像輸出端，圖像處理模塊對從相機中獲取的硬幣圖像進行處理，以辨別硬幣表面質量是否合格，並將辨別結果發送至主控制模塊，主控制模塊根據接收到的辨別結果控制踢幣裝置的踢幣動作。圖像處理模塊採用計算機結合現有軟體技術來實現對硬幣圖像的獲取、判別處理和輸出。本發明的踢幣裝置可採用在輸幣通道的一側設置現有的吹氣裝置來實現，當圖像處理模塊判斷硬幣為不合格品時，主控制模塊即控制吹氣裝置吹出高壓氣體，足以將硬幣吹出輸幣通道，從踢幣通道12中滑落到不合格品料鬥中；合格的產品則通過踢幣裝置安裝處，進而到達出料鬥9。出料鬥9轉動設置於輸幣通道上，系統還設有由主控制模塊控制的出料鬥旋轉驅動機構；出料鬥9的下方設有暫存料鬥，暫存料鬥由並排設置的第一料鬥10和第二料鬥11組成，出料鬥9的旋轉可使得其出料口在第一料鬥上方10和第二料鬥11上方之間轉換。出料鬥9的出料口可先旋轉至其中一個料鬥的上方，待此料鬥中硬幣已滿再旋轉至另一料鬥上方，此時工作人員即可對已滿的料鬥進行清理，可保證系統工作的連續性，提高工作效率。為了進一步優化物流線，提高自動化水平，本發明的主控制模塊上還設有用於連接硬幣壓印機的運行控制埠，主控制模塊可通過向運行控制埠輸出停機控制信號以控制硬幣壓印機停止運行。本發明在應用時，硬幣首先通過硬幣承接裝置從壓印生產線中輸送到輸幣通道，到達輸幣轉盤；然後通過輸幣 轉盤實現單枚輸出至第一輸幣皮帶上，由第一輸幣皮帶輸送至硬幣檢測裝置的硬幣滑板上；在硬幣通過硬幣滑板時，在光源的作用下，下反射鏡從採集縫中獲取硬幣下表面的圖像信息，與上反射鏡獲取的硬幣上表面圖像信息同時反射回相機中，由於硬幣在後續硬幣的推動下為連續滑動，因此圖像的採集也是連續不間斷的。然後相機將圖像信息發送至圖像處理模塊進行處理，進而判斷硬幣質量是否合格，並由主控模塊控制踢幣裝置進行踢幣或者放行。本發明中所述具體實施案例僅為本發明的較佳實施案例而已，並非用來限定本發明的實施範圍。即凡依本發明申請專利範圍的內容所作的等效變化與修飾，都應作為本發明的 技術範疇。
權利要求
1.一種硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，包括輸幣通道、圖像處理模塊和主控制模塊； 輸幣通道上依次設有輸幣轉盤、硬幣檢測裝置、踢幣裝置和出料鬥； 所述輸幣轉盤與硬幣檢測裝置之間通過第一輸幣皮帶連接；硬幣檢測裝置與出料鬥之間通過第二輸幣皮帶連接；主控制模塊控制第一輸幣皮帶、第二輸幣皮帶、輸幣轉盤、硬幣檢測裝置和踢幣裝置的運行； 硬幣檢測裝置中設有檢測平臺、相機和光源；檢測平臺包括硬幣滑板和反射鏡；硬幣滑板與第一輸幣皮帶及第二輸幣皮帶的上方皮帶位於同一平面上；硬幣滑板上設有圖像採集縫；反射鏡由夾角為90度的上反射鏡和下反射鏡組成，硬幣滑板平面與兩個反射鏡平面之間夾角皆為45度；光源方向平行於硬幣滑板平面投射至反射鏡；相機取景器端面垂直於硬幣滑板放置，且相機同時位於上反射鏡和下反射鏡的光源反射範圍內； 上述相機上設 有用於連接圖像處理模塊的圖像輸出端；圖像處理模塊對從相機中獲取的硬幣圖像進行處理，以辨別硬幣表面質量是否合格，並將辨別結果發送至主控制模塊，主控制模塊根據接收到的辨別結果控制踢幣裝置的踢幣動作。
2.根據權利要求1所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，還包括硬幣承接裝置；硬幣承接裝置包括第三輸幣皮帶和由主控制模塊控制的皮帶驅動機構；第三輸幣皮帶連接輸幣轉盤，以將硬幣輸送至輸幣轉盤中。
3.根據權利要求1所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，出料鬥轉動設置於輸幣通道上，系統還包括由主控制模塊控制的出料鬥旋轉驅動機構；出料鬥的下方設有暫存料鬥，暫存料鬥由並排設置的第一料鬥和第二料鬥組成，出料鬥的旋轉可使得其出料口在第一料鬥上方和第二料鬥上方之間轉換。
4.根據權利要求1至3任一項所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，輸幣轉盤包括接料轉盤、接料轉盤旋轉驅動機構、撥幣轉盤以及撥幣轉盤旋轉驅動機構；接料轉盤外周設有擋圈，擋圈與接料轉盤之間設有連接第一輸幣皮帶的出幣口；撥幣轉盤平行於接料轉盤安裝於出幣口中；且撥幣轉盤與接料轉盤之間設有獨幣輸出間隙。
5.根據權利要求4所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，輸幣轉盤還包括撥幣擋板，撥幣擋板安裝於接料轉盤上方，且撥幣擋板下端與接料轉盤平面之間設有通幣間隙。
6.根據權利要求4所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，第一輸幣皮帶與出幣口連接的一端上方設有壓幣板，壓幣板轉動連接安裝於輸幣通道的外側。
7.根據權利要求5所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，所述撥幣擋板為弧形，其一端固定於擋圈上，另一端跨過接料轉盤中心上方並連接擋圈。
8.根據權利要求1至3任一項所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，硬幣檢測裝置中還設有支架和底座，支架由垂直於底座設置的反射鏡調節支架、光源支架、硬幣滑板支架和相機支架組成，反射鏡、光源、硬幣滑板和相機分別固定於相應支架上。
9.根據權利要求1至3任一項所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，硬幣滑板採用陶瓷、不鏽鋼或藍寶石玻璃中的一種材料製成，硬幣滑板的上表面設有沿輸幣方向延伸的凹槽。
10.根據權利要求1至3任一項所述的硬幣成品表面質量檢查系統，其特徵是，主控制模塊上還設有用於連接硬幣壓印機的運行控制埠， 主控制模塊可通過向運行控制埠輸出停機控制信號以控制硬幣壓印機停止運行。
全文摘要
本發明公開一種硬幣成品表面質量檢查系統，其包括輸幣通道、圖像處理模塊和主控制模塊；輸幣通道上依次設有輸幣轉盤、硬幣檢測裝置、踢幣裝置和出料鬥；硬幣檢測裝置中設有檢測平臺、相機和光源；檢測平臺包括硬幣滑板和反射鏡；硬幣滑板上設有圖像採集縫；光源方向平行於硬幣滑板平面投射至反射鏡，反射鏡將硬幣上下面的圖像反射至相機中，相機將所獲取的圖像信息傳輸至圖像處理模塊進行處理，以辨別硬幣表面質量是否合格；圖像處理模塊將辨別結果發送至主控制模塊，主控制模塊根據接收到的辨別結果控制踢幣裝置的踢幣動作。本發明自動化程度較高，可同時對硬幣的上下表面進行檢測，工作可靠，能夠有效避免不合格品出廠造成的社會負面影響。
文檔編號G01N21/95GK103234984SQ201310153600
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月27日 優先權日2013年4月27日
發明者支嶽, 李曉春, 苗星宇, 沈都, 孫平平 申請人:南京中鈔長城金融設備有限公司, 中鈔長城金融設備控股有限公司, 中國印鈔造幣總公司