液體可見異物自動檢測機用檢測系統的製作方法

2023-06-06 20:56:01

專利名稱：液體可見異物自動檢測機用檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可對瓶裝液體中可見異物進行全自動檢測的檢測機構中的光學-機械檢測系統。
背景技術：
目前的透明或半透明口服液、安瓿瓶大量使用的是玻璃瓶，為了檢測生產過程中液態藥劑中是否混入玻璃顆粒、鋁屑、橡皮屑、毛髮、纖維或其它固體雜質，需要對生產線上的每一安瓿瓶進行雜質檢測。發明專利「一種安瓿瓶藥劑檢測系統」(專利號 200820222192. 0，公開號201277954，
公開日=2009-07-22)公開了一種安瓿瓶藥劑檢測系統種，包括控制裝置、機架平臺、進瓶機構、出瓶機構、設置在進瓶機和機架平臺之間的進瓶撥輪、設置在機架平臺與出瓶機構之間的出瓶撥輪、設置在進瓶撥輪和出瓶撥輪之間的迴轉工作檯、設置在出瓶撥輪中部的控制裝置，迴轉工作檯設置在機架平臺上；迴轉工作檯包括傳動裝置、瓶體傳輸裝置、多個瓶體轉停裝置以及與瓶體轉停裝置配套的跟蹤相機平臺； 瓶體傳輸裝置包括通過多根立柱與迴轉工作檯固連的夾持機構安裝輪、均勻設置在夾持機構安裝輪上的多個夾持機構。但是，該檢測系統的跟蹤相機平臺的光源設置不合理，影響攝相質量，最終影響檢測質量。

發明內容
為了解決現有安瓿瓶等瓶裝液體檢測系統的檢測質量低的技術問題，本發明提供了一種液體可見異物自動檢測機用檢測系統。本發明的技術解決方案是一種液體可見異物自動檢測機用檢測系統，包括控制裝置16、設置在自動檢測機上的跟蹤相機平臺；所述跟蹤相機平臺包括伺服電機32、與伺服電機32輸出端連接的同步跟蹤軸39、分別固定在同步跟蹤軸上的相機支撐架17和光源盤36、設置在相機支撐架17 上的至少一個懸浮物相機71、設置在光源盤上且正對託瓶板沈底部的至少一個雷射發生器37、固定在機架平臺22上且位於迴轉工作檯6外側的至少一個暗箱5，所述懸浮物相機 71位於被測瓶體一側面；所述暗箱5位於被測瓶體另一側面；所述伺服電機32用於驅動懸浮物相機71和雷射發生器37同步往返轉動，所述懸浮物相機、雷射發生器、暗箱一一對應且數量均相等；其特殊之處在於所述跟蹤相機平臺還包括瓶底相機機構，所述瓶底相機機構包括設置在機架平臺上的光源、固定在同步跟蹤軸上的支架315、至少一個正對瓶底的瓶底相機73 ；所述瓶底相機固定在支架315上；所述瓶底相機的數量與懸浮物相機的數量一致；所述光源包括設置在機架平臺上的光源罩、位於光源罩內的周向光源，所述周向光源包括一個半包圍在被測瓶體外側的光源座、多個均勻固定在光源座內側的LED點光源；所述多個LED點光源朝向被測瓶體側面。上述光源座為V型結構，所述光源座兩側邊之間的夾角範圍為90° < θ< 160°，側邊邊長範圍為15mm < L < 50mm。上述光源座為U型結構，所述光源座底邊為直邊，其兩側邊為對稱的圓弧型，所述光源座底邊長度範圍為30mm-200mm，所述光源座底邊內側面與被測瓶體迴轉中心之間的距離範圍為5mm-15mm，所述U型光源座兩端面之間的夾角範圍為90° < Q1CieiT，所述圓弧型側邊的圓弧內徑範圍為IOmm < Rl < 50mm。上述光源座為圓弧型結構，其兩端面之間的夾角範圍為110° < θ2 < 160°，所述圓弧型光源座內側面的內徑範圍為4mm < R2 < 48mm。上述瓶底相機機構還包括設置在支架315上的電磁鐵312，所述電磁鐵312正對支撐迴轉架25的外邊緣。上述懸浮物相機的數量為兩個，其中一個懸浮物相機與奇數位被測瓶體對應，另一個懸浮物相機與偶數位被測瓶體對應；所述瓶底相機的數量為兩個，其中一個瓶底相機與奇數位被測瓶體對應，另一個瓶底相機與偶數位被測瓶體對應。本發明的優點是1、應用範圍廣。本發明的核心點是採用了瓶體側面設置懸浮物相機的同時在瓶體底面設置瓶底相機，並設置了可行的光源布局，可以應用在任何採用迴轉工作檯進行多個瓶體轉停攝相檢測的瓶裝液體可見異物自動檢測機上。2、檢測速度快。本發明採用與迴轉工作檯同步的攝相跟蹤部件，利用位置傳感器敏感迴轉工作檯的轉動，使相機和光源與被測瓶體同步運動，並在運動過程中完成攝相，然後快速返回原位後再與下一個被測瓶體同步運動並攝相。根據被測瓶體大小和質量的不同檢測速度範圍可達每分鐘60至200瓶。3、檢測質量高。本發明光源適應的瓶體直徑為Φ8 Φ22，針對不同直徑的被測瓶體，採用不同的光源布局，保證了檢測精度。根據不同的被照物的光場，採用不同幾何外形的光源而產生不同的光場來完成，檢測精度可達0. 03mm。4、本發明通過電磁鐵吸附迴轉工作檯，照相機與電磁鐵同步，解決了同步跟蹤過程中由於晃動造成的精度問題，保證了同步及攝相過程中相機和被測瓶體相對靜止。本發明跟蹤機構採用電磁鐵，具有響應快、價格低廉的優點。5、本發明的光源布局合理，被測瓶體體採光均勻。其中，懸浮物相機用於檢測瓶中液體的懸浮物，瓶底相機用於檢測瓶中的玻璃屑等異物。6、本發明可增配多個相機，用來同時檢測。


圖1是本發明所配套的液體可見異物自動檢測機的俯視圖；圖2是本發明瓶跟蹤相機平臺位置關係示意圖；圖3是液體可見異物自動檢測機夾持機構工作過程示意圖；圖4是本發明跟蹤相機平臺的結構示意圖；圖5是液體可見異物自動檢測機夾持機構的結構示意圖；圖6是本發明跟蹤相機平臺的結構示意圖；圖7是本發明光源的第一種結構示意圖；圖8是本發明光源的第二種結構示意圖9是本發明光源的第三種結構示意圖；圖10是液體可見異物自動檢測機轉換平臺轉換到不合格品倉的位置示意圖；圖11是液體可見異物自動檢測機夾持機構的夾持頭的剖視圖；其中1-進瓶機構，2-進瓶撥輪，3-夾持機構，4-瓶體轉停裝置，5-暗箱，6-迴轉工作檯，7-跟蹤相機平臺，8-出瓶上凸輪，9-出瓶撥輪，10-出瓶機構，11-單頭螺旋分瓶機，12-被測瓶體，13-轉換平臺，14-合格品倉，15-不合格品倉，16-導軌，17-相機支撐架，18-光源罩，19-位置傳感器，20-控制裝置，21-機架，22-機架平臺，23-下凸輪軌道， 24-升降杆，25-支撐迴轉架，26-託瓶板，27-夾持迴轉架，28-出瓶上凸輪，29-出瓶下凸輪，30-滾輪，31-電機支柱，32-伺服電機，36-光源盤，37-雷射發生器，39-同步跟蹤軸， 310-支撐迴轉架，40-旋轉筒，41-連接軸承，46-下滑動杆，47-導向套，48-軸承，49-滑動套，51-光源座，52-LED點光源，53-被測瓶體迴轉中心，71-懸浮物相機，73-瓶底相機， 133-0型圈，134-夾緊爪，136-通孔，137-凹槽，312-電磁鐵，315-支架，410-上壓簧， 411-上壓杆，412-上壓球，413-下壓簧。
具體實施例方式本發明所配套的液體可見異物自動檢測機，包括控制裝置16、機架平臺22、進瓶機構1、設置在機架平臺22上的迴轉工作檯6、設置在進瓶機構1和迴轉工作檯6之間的進瓶撥輪2、出瓶機構10、設置在迴轉工作檯6與出瓶機構10之間的出瓶撥輪9。控制裝置用於控制伺服電機來驅動懸浮物相機71和雷射發生器37同步往返轉動以及控制懸浮物相機和瓶底相機攝相。迴轉工作檯6包括驅動裝置、瓶體傳輸裝置、位置傳感器19、三個瓶體轉停裝置、 跟蹤相機平臺；跟蹤相機平臺包括伺服電機32、與伺服電機32輸出端連接的同步跟蹤軸39、分別固定在同步跟蹤軸上的相機支撐架17、支架315和光源盤36、設置在相機支撐架17上的兩個懸浮物相機71、設置在光源盤上且正對託瓶板沈底部的兩個雷射發生器37、固定在機架平臺22上且位於迴轉工作檯6外側的兩個暗箱5以及瓶底相機機構，瓶底相機機構包括設置在機架平臺上的光源、兩個固定在支架315上且正對瓶底的瓶底相機、設置在支架315上的電磁鐵312;其中一個瓶底相機與奇數位被測瓶體對應，另一個瓶底相機與偶數位被測瓶體對應；電磁鐵312正對支撐迴轉架25的外邊緣。光源包括設置在機架平臺上的光源罩、位於光源罩內的周向光源，周向光源包括一個半包圍在被測瓶體外側的光源座、多個均勻固定在光源座內側的LED點光源；多個LED點光源朝向被測瓶體側面。兩個懸浮物相機71位於被測瓶體一側面；其中一個懸浮物相機與奇數位被測瓶體對應，另一個懸浮物相機與偶數位被測瓶體對應；兩個暗箱5位於被測瓶體另一側面；伺服電機32用於驅動懸浮物相機71和雷射發生器37同步往返轉動，三個瓶體轉停裝置分別與兩個懸浮物相機及瓶底相機機構一一對應。根據瓶身直徑的不同，光源座的結構有以下三種選擇圖7光源座為V型結構，光源座兩側邊之間的夾角範圍為90° < θ <160°，側邊邊長範圍為15mm < L < 50mm。圖8光源座為U型結構，光源座底邊為直邊，其兩側邊為對稱的圓弧型，光源座底邊長度範圍為30mm-200mm，光源座底邊內側面與被測瓶體迴轉中心之間的距離範圍為 5mm-15mm, U型光源座兩端面之間的夾角範圍為90° < θ i < 160°，圓弧型側邊的圓弧內徑範圍為 IOmm < Rl < 50mm。圖9光源座為圓弧型結構，其兩端面之間的夾角範圍為110° < θ2 < 160°，圓弧型光源座內側面的內徑範圍為4mm < R2 < 48mm。夾持機構包括夾持開合控制組件、夾持組件以及用於制動夾持組件的制動組件， 夾持開合控制組件包括固定在夾持迴轉架27上的導向套47、設置在導向套47內部的上壓簧410和下壓簧413、設置在上壓簧和下壓簧之間並可上下運動的滑動套47、設置在上壓簧 410上端的上壓杆411、固定在滑動套47下方的下滑動杆46、設置在上壓杆的上端的上壓球 412 ；夾持組件包括旋轉筒40以及設置在旋轉筒下端的夾持頭，旋轉筒和導向套47通過軸承48連接，所述下滑動杆46的自由端伸入至旋轉筒40內。夾持頭包括0型圈133以及至少三個T型夾緊爪134，所述T型夾緊爪134的頭部外端面圓周方向設置有凹槽137，所述旋轉筒側壁上相應均布有與T型夾緊爪134的下部相適配的至少三個通孔136，所述T型夾緊爪134的下部分別由外到內穿過各自相應的通孔 136，所述0型圈133套於所述T型夾持頭134的凹槽137內；所述T型夾緊爪134的下部的截面為矩形，所述通孔136為矩形孔。出瓶機構10包括與出瓶撥輪連接的單頭螺旋分瓶機11、與單頭螺旋分瓶機11連接的轉換平臺16、與轉換平臺16連接的合格品倉14和不合格品倉15 ；所述轉換平臺16可沿垂直於單頭螺旋分瓶機11軸線方向的導軌平移。瓶體傳輸裝置包括被驅動裝置同步驅動的夾持迴轉架27、支撐迴轉架25、固定在機架平臺上的環形下凸輪軌道以及出瓶下凸輪、固定在機架平臺上且位於夾持迴轉架上方的出瓶上凸輪、設置在支撐迴轉架上的多個圓周均布的託瓶機構、夾持迴轉架27用於設置偶數個圓周均布的夾持機構3，支撐迴轉架25用於設置與夾持機構數量一致且一一對應的託瓶機構；下凸輪軌道的高度在進瓶撥輪出口與第一個瓶體轉停裝置入口之間逐漸增加，在出瓶上凸輪入口與出瓶撥輪出口之間逐漸降低；託瓶機構包括支撐迴轉架25、位於支撐迴轉架上方的託瓶板沈以及穿過支撐迴轉架且與託瓶板固定連接的升降杆對、設置在升降杆下方的滾輪30 ；跟蹤相機平臺帶著相機往返運動用於跟蹤依次通過的夾持機構下方的瓶體，光源和暗箱用於向相機提供合適的光線環境，位置傳感器用於敏感夾持機構安裝輪(旋轉筒) 的位置。瓶體轉停裝置包括設置在機架平臺上的搓瓶機，搓瓶機可對依次通過的夾持機構進行摩擦加速，夾持機構的制動組件設置在搓瓶機後方，其可對旋轉中的夾持機構進行緊急制動。本發明所配套的液體可見異物自動檢測機工作過程生產線上的安瓿瓶通過進瓶機、進瓶輸送帶、分瓶機，被拉開距離，依次進入進瓶撥輪，進瓶撥輪的轉動線速度和齒孔距離與迴轉工作檯的相應，則每一個進瓶撥瓶輪的齒孔中的安瓿瓶轉動到固定在支撐迴轉架上的託瓶機構，託瓶機構的升降杆沿著進瓶撥輪出口與瓶體轉停裝置入口之間逐漸增加的下凸輪軌道將分配到託瓶板上的安瓿瓶逐漸升高送入夾持機構，安瓿瓶被夾持機構的夾持頭夾緊，沿夾持迴轉架移動，當安瓿瓶轉至搓瓶機位置時，摩擦皮帶通過持續加大壓力的摩擦方式使夾持機構和安瓿瓶加速旋轉，接著夾持機構和安瓿瓶被制動組件在很短時間內緊急制動，此時安瓿瓶內的液體還在高速旋轉而瓶體不動，這就為後續的攝相提供了可能；安瓿瓶接著轉到跟蹤相機平臺位置，位置傳感器敏感到該夾持機構的到來，控制裝置控制跟蹤相機平臺帶動相機與夾持機構同步運動，此時相機相對瓶體是靜止的，相機連續多次拍攝，獲得瓶中液體的不同轉動位置的圖像，送入計算機進行判別，如果判別有雜質，則向控制裝置發出一個剔除信號；懸浮物相機攝相完畢， 安瓿瓶還進入一次瓶底攝相檢測過程，以擴大檢測位置並提高判別精度；最後，安瓿瓶旋轉至出瓶上凸輪時，出瓶上凸輪摁住夾持機構的上壓頭，推動上壓杆和下滑動杆，迫使夾持頭打開，鬆開安瓿瓶，安瓿瓶回到託瓶機構上，託瓶機構沿著出瓶上凸輪入口與出瓶撥輪出口之間逐漸降低的下凸輪軌道將已經檢測的安瓿瓶分到出瓶撥輪的齒孔中，然後進入出瓶機構，由單頭螺旋分瓶機拉開距離，控制裝置根據剔除信號判斷出哪個安瓿瓶是不合格產品， 然後發出剔除指令，轉換平臺相應在導軌上平移，將該瓶體送入不合格品倉，剩下的合格產品進入出瓶機構的合格品倉，完成檢測。夾持機構的具體工作過程參見圖3。1、託瓶過程託瓶機構的升降杆沿著進瓶撥輪出口與瓶體轉停裝置入口之間逐漸增加的下凸輪軌道將分配到託瓶板上的安瓿瓶逐漸升高送入夾持機構，安瓿瓶被夾持機構的夾持頭夾緊。2、夾持過程此時安瓿瓶的肩部與夾持頭的4個T型夾緊爪相接觸並產生壓力，由於O型圈的作用，同樣不會壓碎安瓿瓶，0型圈反而向4個T型夾緊爪提供了夾持住安瓿瓶的摩擦力；3、提升旋轉過程當夾持住安瓿瓶後，下凸輪軌道有一個很小的下降段，使得安瓿瓶的瓶底離開託瓶板一個很小的高度。此後，搓瓶器開始對旋轉筒外壁進行摩擦加速，制動組件對旋轉筒外壁進行制動、跟蹤相機平臺開始多次攝相；4、卸瓶過程檢測完成後，出瓶上凸輪摁住夾持機構的上壓頭，推動上壓杆和下滑動杆向下運動，向安瓿瓶的頂部施加向下的壓力，將安瓿瓶肩部從4個T型夾緊爪中脫離， 使安瓿瓶的底部與瓶託接觸，迫使夾持頭打開，鬆開安瓿瓶，安瓿瓶回到託瓶機構上；5、推瓶過程接著，託瓶機構沿著出瓶上凸輪入口與出瓶撥輪出口之間逐漸降低的下凸輪軌道將已經檢測的安瓿瓶分到出瓶撥輪的齒孔中，然後進入出瓶機構。6、出瓶過程進入出瓶輸送帶中排隊通過控制裝置，出瓶輸送帶上設置有剔除傳感器，用於安瓿瓶的計數，使得控制裝置能判斷出哪個安瓿瓶是不合格產品，然後控制裝置發出剔除指令，將該瓶體剔除出瓶輸送帶，剩下的合格產品進入出瓶機構，完成檢測。
權利要求
1.一種液體可見異物自動檢測機用檢測系統，包括控制裝置(16)、設置在自動檢測機上的跟蹤相機平臺；所述跟蹤相機平臺包括伺服電機(32)、與伺服電機(3 輸出端連接的同步跟蹤軸(39)、分別固定在同步跟蹤軸上的相機支撐架(17)和光源盤(36)、設置在相機支撐架(17)上的至少一個懸浮物相機(71)、設置在光源盤上且正對託瓶板06)底部的至少一個雷射發生器(37)、固定在機架平臺02)上且位於迴轉工作檯(6)外側的至少一個暗箱(5)，所述懸浮物相機(71)位於被測瓶體一側面；所述暗箱(5)位於被測瓶體另一側面； 所述伺服電機(3 用於驅動懸浮物相機(71)和雷射發生器(37)同步往返轉動，所述懸浮物相機(72)、雷射發生器(37)、暗箱( 一一對應且數量均相等；其特徵在於所述跟蹤相機平臺(7)還包括瓶底相機機構，所述瓶底相機機構包括設置在機架平臺上的光源、固定在同步跟蹤軸(39)上的支架(315)、至少一個正對瓶底的瓶底相機(7 ；所述瓶底相機固定在支架(31 上；所述瓶底相機(7 的數量與懸浮物相機(71)的數量一致；所述光源包括設置在機架平臺上的光源罩(18)、位於光源罩(18)內的周向光源，所述周向光源包括一個半包圍在被測瓶體(1 外側的光源座(51)、多個均勻固定在光源座(51)內側的LED點光源(52)；所述多個LED點光源(52)朝向被測瓶體(12)側面。
2.根據權利要求1所述的液體可見異物自動檢測機用檢測系統，其特徵在於所述光源座為V型結構，所述光源座兩側邊之間的夾角範圍為90° < θ <160°，側邊邊長範圍為 15mm < L < 50mm。
3.根據權利要求1所述的液體可見異物自動檢測機用檢測系統，其特徵在於所述光源座為U型結構，所述光源座底邊為直邊，其兩側邊為對稱的圓弧型，所述光源座底邊長度範圍為30mm-200mm，所述光源座底邊內側面與被測瓶體迴轉中心之間的距離範圍為 5mm-15mm，所述U型光源座兩端面之間的夾角範圍為90° < Q1CieiT，所述圓弧型側邊的圓弧內徑範圍為IOmm < Rl < 50mm。
4.根據權利要求1所述的液體可見異物自動檢測機用檢測系統，其特徵在於所述光源座為圓弧型結構，其兩端面之間的夾角範圍為110° < θ2< 160°，所述圓弧型光源座內側面的內徑範圍為4mm < R2 < 48mm。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的液體可見異物自動檢測機用檢測系統，其特徵在於所述瓶底相機機構還包括設置在支架(315)上的電磁鐵(312)，所述電磁鐵(312)正對支撐迴轉架0 的外邊緣。
6.根據權利要求5所述的液體可見異物自動檢測機用檢測系統，其特徵在於所述懸浮物相機(71)的數量為兩個，其中一個懸浮物相機(71)與奇數位被測瓶體(12)對應，另一個懸浮物相機(71)與偶數位被測瓶體(1 對應；所述瓶底相機(7 的數量為兩個，其中一個瓶底相機(7 與奇數位被測瓶體(1 對應，另一個瓶底相機(7 與偶數位被測瓶體(12)對應。
全文摘要
本發明提供了一種液體可見異物自動檢測機用檢測系統，採用了瓶體側面設置懸浮物相機的同時在瓶體底面設置瓶底相機，並設置了可行的光源布局，可以應用在任何採用迴轉工作檯進行多個瓶體轉停攝相檢測的瓶裝液體可見異物自動檢測機上，解決了現有安瓿瓶等瓶裝液體檢測系統的檢測質量低的技術問題，具有應用範圍廣、檢測速度快以及檢測質量高等的優點。
文檔編號G01N21/90GK102507605SQ20111033101
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者朱童靜, 林嵬 申請人:西安毅達信息系統有限公司