一種容器缺口的在線視覺檢測裝置製造方法

2023-04-30 11:30:01

一種容器缺口的在線視覺檢測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種容器缺口的在線視覺檢測裝置，包括圖像採集裝置，所述圖像採集裝置安裝於光源檢測箱內並包括：工業相機，用於通過工業相機鏡頭採集生產線傳送的容器的圖像；光源，設置於工業相機鏡頭的下方，用於為所述工業相機提供拍照光線；以及菲涅爾透鏡，位於所述光源的下方，用於為工業相機提供經放大的容器的圖像。本在線視覺檢測裝置創造性地使用了菲涅爾透鏡，而菲涅爾透鏡的應用，可以將實現合適倍數的放大作用，從而使本在線視覺檢測裝置能清楚獲得放大後的圖像。
【專利說明】一種容器缺口的在線視覺檢測裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種在線視覺檢測裝置，尤其涉及一種用於檢測容器缺口的在線視覺檢測裝置，更進一步涉及一種培養皿缺口的在線視覺檢測裝置。

【背景技術】
[0002]有些容器，如培養皿、試劑瓶等在實際應用時對其口部邊沿的平整性有特定的要求，例如培養皿在應用時需要使用封口膜等進行密封處理，因此，這些容器在生產包裝時，需要對其口部邊沿是否有缺口進行檢測。
[0003]現在培養皿在生產包裝過程中，大多採用人工目測檢測，具體操作是:在大的背景光照射臺上，人工將培養皿逐一放置在該照射臺上，並查看培養皿的口部邊沿是否有缺損。但是，由於培養皿自身呈透明狀，人眼查看難度大，存在較大的漏檢風險；同時，由於光照射強度大，增加了人眼疲勞，使得檢測質量明顯下降。因此，在高速流水線生產過程中，檢測效率較低，另外，人工檢測的主觀性在一定程度上會影響到對產品質量標準的判定。
[0004]為避免人工檢測帶來的弊端，機器視覺技術被應用到容器缺口的檢測中。機器視覺技術是計算機學科的一個重要分支，自起步發展至今，機器視覺已經有20多年的歷史，其功能以及應用範圍隨著工業自動化的發展逐漸完善和推廣。20世紀50年代開始研究二維圖像的統計模式識別；60年代代8開始進行三維機器視覺的研究；70年代中，II丁人工智慧實驗室正式開設「機器視覺」課程。80年代開始，開始了全球性的研究熱潮，機器視覺獲得了蓬勃發展，新概念、新理論不斷湧現。現在，機器視覺仍然是一個非常活躍的研究領域，與之相關的學科涉及:圖像處理、計算機圖形學、模式識別、人工智慧、人工神經元網絡等。
[0005]但是將視覺技術應用到容器缺口檢測，尤其是透明容器(例如培養皿)缺口的檢測時，卻碰到了難題:在標準的注塑機成型和輸送線路結構，培養皿皿口朝下地扣置在傳送帶上，而且培養皿本身為透明狀，而視覺檢測系統一般安裝在培養皿的正上方，致使現有的視覺檢測系統難以拍攝清楚而導致不能準確檢測到培養皿皿口是否有缺口，其檢測的準確性難以得到保證。為了克服該缺點，檢測者在培養皿的上方空間的四周設有多個相機，以側向採取培養皿圖像，但是這樣雖然提高了檢測的準確性，但是即佔用了空間，又增加了過多的成本。
實用新型內容
[0006]本實用新型所要解決的第一個技術問題是針對技術現狀提供一種能準確拍攝到容器口部邊沿缺口圖像的容器缺口的在線視覺檢測裝置。
[0007]本實用新型所要解決的第二個技術問題是提供一種能準確檢測容器口部邊沿是否缺口的容器缺口的在線視覺檢測裝置。
[0008]本實用新型解決上述第一個技術問題所採用的技術方案為:一種容器缺口的在線視覺檢測裝置，包括圖像採集裝置，所述圖像採集裝置安裝於光源檢測箱內並包括:
[0009]工業相機，用於通過工業相機鏡頭採集生產線傳送的容器的圖像；
[0010]光源，設置於工業相機鏡頭的下方，用於為所述工業相機提供拍照光線；
[0011]以及菲涅爾透鏡，位於所述光源的下方，用於為工業相機提供經放大的容器的圖像。
[0012]上述技術方案中的在線視覺檢測裝置在使用時，具體將光源檢測箱通過支架安裝在傳送帶的上方，而菲涅爾透鏡則安裝在光源與傳送帶上傳送的容器之間。菲涅爾透鏡的應用，可以將實現合適倍數的放大作用，從而使本在線視覺檢測裝置能清楚獲得放大後的圖像。
[0013]優選的，所述菲涅爾透鏡的直徑為200111111，厚度為2111111，焦距為140111111，該參數的菲涅爾透鏡不僅具有良好的放大作用，而且重量輕、體積小。
[0014]為解決上述第一個技術問題所採用的技術方案為，該在線視覺檢測裝置還包括工業計算機，所述工業相機與該工業計算機連接，用於將採集的圖像信息傳輸給工業計算機，所述工業計算機接收到圖像信息後對圖像信息進行檢測處理並將檢測結果顯示在顯示器上。
[0015]其中，所述工業相機通過工業乙太網線與工業計算機連接。
[0016]作為改進，該在線視覺檢測裝置還包括電磁閥、氣嘴、收集箱和用於接收工業計算機傳輸的檢測結果的？IX控制器，所述電磁閥與？IX控制器連接，當所述？IX控制器接收到的檢測結果為不合格時，通過控制電磁閥動作以控制氣嘴吹氣，使不合格的容器從生產線上吹入收集箱內。這個過程是控制器、電磁閥與氣嘴三者在結構上相互配合的結果。
[0017]其中，所述工業計算機通過10板卡將檢測結果傳輸於？IX控制器。本實用新型只是應用到了 10板卡的硬體部分，對其軟體部分並沒有應用，另外，通過10板卡連接工業計算機與控制器也屬於成熟的現有技術。
[0018]作為改進，所述收集箱的內壁設有緩衝層。
[0019]進一步改進，該在線視覺檢測裝置還包括報警機構，所述報警機構與？冗控制器連接。
[0020]優選的，所述報警機構為指示燈和/或蜂鳴器。
[0021]優選的，所述容器為培養皿。
[0022]與現有技術相比，本實用新型的優點在於:通常來說，一個放大鏡是正焦透鏡，形成虛擬正立圖象。菲涅爾透鏡，是一個超薄的放大鏡，用透明有機玻璃(當然也可以用更多的材料)製成的，用製成的菲涅爾放大鏡,最小的厚度可以在0.45111111?0.90111111之間，與一般的放大鏡不同，它的表面布滿了微小的條紋，在它旋渦狀條紋中包含著許多凸透鏡(簡稱圓環狀)，使得穿過它的光線彎曲即產生衍射現象，從而形成放大的影像。菲涅爾透鏡的特點是比普通透鏡亮度高且表面平整，輻射面積也大。一般普通凹凸透鏡它的直徑很有限，而菲涅爾在放大鏡這塊領域上起了很好的作用，達到了一般普通透鏡所不能達到的效果。而且現在做出來的菲涅爾放大鏡厚度只有0.便於攜帶，主要作用就是減輕傳統放大鏡製造出的普通有機玻璃、玻璃放大鏡的重量和體積。
[0023]目前，菲涅爾透鏡被人們熟知並應用的特性有兩個，一個是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射(反射)在？II？上；另一個是將探測區域內分為若干個明區和暗區，使進入探測區域的移動物體能以溫度變化的形式在？II？上產生熱釋紅外信號。但是菲涅爾透鏡最簡單的功能一放大功能卻沒有得到應用。
[0024]本實用新型創造性地將菲涅爾透鏡應用在了在線視覺檢測裝置當中，應用其放大功能，解決了普通放大鏡難以實現合適參數的放大作用的難題，例如待檢測的容器為培養皿時，培養皿的直徑為100皿，為了實現檢測，經菲涅爾透鏡放大後，直徑可達150皿以上，這個放大倍數是普通的透鏡無法實現的，即使能實現，也需要花費很高的成本。
[0025]應用了菲涅爾透鏡的容器缺口的在線視覺檢測裝置能夠將待檢測的容器放大至合適的倍數，放大成像後能輕鬆、準確獲得圖像信息。本容器缺口的在線視覺檢測裝置結構簡單、成本低廉，而且降低了人工勞動的強度，同時對容器檢測的質量提供了保障。
[0026]本在線視覺檢測裝置可應用在容器缺口的檢測上，進一步應用在透明容器的容器缺口的檢測，例如應用在培養皿的皿口是否有缺口的檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型實施例的圖像採集裝置與培養皿的位置關係示意圖；
[0028]圖2為本實用新型實施例的在線視覺檢測裝置與傳送帶的位置關係示意圖；
[0029]圖3為本實用新型實施例在圖像採集裝置拍攝的培養皿缺口效果圖；
[0030]圖4為不使用菲涅爾透鏡時對同一培養皿拍攝的效果圖。

【具體實施方式】
[0031]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0032]本實施例的在線視覺檢測裝置具體應用在培養皿5的製造包裝檢測過程中，其結構如圖1和圖2所示，包括圖像採集裝置，該圖像採集裝置安裝於光源檢測箱100內並包括:工業相機1，用於採集生產線上容器的圖像；光源3，設置於工業相機鏡頭2的下方，用於為工業相機1提供拍照光線；以及菲涅爾透鏡4，位於光源3的下方。
[0033]在安裝時，光源檢測箱100通過支架200安裝在傳送帶6的上方，其中支架200包括豎向的支撐杆，支撐杆上橫向連接有若干法蘭，而工業相機1、光源3、菲涅爾透鏡4等安裝在對應的法蘭上。另外，為了調節工業相機1的焦距，工業相機1與傳送帶6之間的距離可以調節。
[0034]為了獲得更佳的放大效果，菲涅爾透鏡4的直徑為200臟，厚度為2臟，焦距為具備該參數的菲涅爾透鏡4能同時在放大效果、重量、體積上達到最佳效果。
[0035]上述結構的在線視覺檢測裝置能放大並獲取經過工業相機1下方的培養皿5的圖像，為了進一步檢測培養皿5的皿口邊沿是否有缺口，本實施例的在線視覺檢測裝置還包括工業計算機11，工業相機1通過工業乙太網線與該工業計算機11連接，工業相機1將採集的圖像信息傳輸給工業計算機11後，工業計算機11對當前培養皿5的圖像信息進行檢測並將檢測結果顯示在顯示器13上。
[0036]操作者可以通過顯示在顯示器13上的檢測結果，將不合格的培養皿5(即皿口邊沿有缺口的培養皿5)取出傳送帶6。為了能實現對不合格培養皿5處理的自動化操作，該在線視覺檢測裝置還包括電磁閥9、氣嘴8、收集箱7和用於接收工業計算機11傳輸的檢測結果的控制器10，電磁閥9與控制器10連接，當控制器10接收到的檢測結果為不合格時，通過控制電磁閥9動作以控制氣嘴8吹氣，使不合格的容器從生產線上吹入收集箱7內。
[0037]在安裝時，氣嘴8和收集箱7分別固定安裝在傳送帶6相對的兩側。
[0038]在本實施例中，工業計算機11具體通過10板卡將檢測結果傳輸於？IX控制器10。
[0039]為了防止不合格的培養皿5被吹落至收集箱7的時候，與收集箱7發生碰撞以損壞，收集箱7的內壁設有緩衝層，例如海綿。
[0040]本實施例的在線視覺檢測裝置還包括報警機構12，報警機構12與控制器10連接，報警機構12為指示燈和/或蜂鳴器。為了起到更好的警示功能，本實施例的報警機構12為指示燈和蜂鳴器，當？仏控制器10接收到的檢測結果為不合格時，控制報警機構12工作，以警示工作者。
[0041]本實施例的在線視覺檢測裝置的工作原理如下:菲涅爾透鏡4對經過其下方的培養皿5起到放大功能，位於菲涅爾透鏡4上方的工業相機1及時對放大的培養皿5進行拍攝，並將圖像信息傳輸給工業計算機11，工業計算機11對圖像進行檢測，並給出檢測結果，且將該檢測結果傳輸給？IX控制器10。當？仏控制器10接收到的檢測結果為不合格時，根據工業相機1距氣嘴8的距離，當不合格的培養皿5到達氣嘴8所在的位置時，？IX控制器10啟動電磁閥9，從而控制氣嘴8吹氣，培養皿5在氣嘴8吹出的氣流作用下，吹落傳送帶6並落入傳送帶6 —側的收集箱7內。
[0042]用本實施例的圖像採集裝置拍攝的培養皿5缺口效果圖如圖3所示，而不加菲涅爾透鏡4時，對同一個培養皿5拍攝的培養皿5效果圖如圖4所示。由圖3可知，添加了菲涅爾透鏡4後，從圖片中能清楚看到缺口的所在位置，如橢圓標示處；而圖4中則無法分辨出缺口所在的位置，而且其他正常無缺口之處會給出錯誤的信息，為判斷帶來幹擾。
[0043]本實施例通過工業計算機對圖像信息進行檢測的過程為現有技術，並不屬於本實用新型保護的範圍，在此不再贅述。另外，本實施例提到的圖像採集、數據傳輸等應用的只是硬體部分，並未對軟體部分進行改進、應用。
[0044]以上內容僅為本實用新型的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【權利要求】
1.一種容器缺口的在線視覺檢測裝置，包括圖像採集裝置，其特徵在於，所述圖像採集裝置安裝於光源檢測箱(100)內並包括: 工業相機(1),用於通過工業相機鏡頭(2)採集生產線傳輸的容器的圖像； 光源(3),設置於工業相機鏡頭(2)的下方，用於為所述工業相機(1)提供拍照光線； 以及菲涅爾透鏡(4),位於所述光源(3)的下方，用於為工業相機(1)提供經放大的容器的圖像。
2.根據權利要求1所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:所述菲涅爾透鏡(4)的直徑為200臟，厚度為2111111，焦距為140臟。
3.根據權利要求1所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:該在線視覺檢測裝置還包括工業計算機(11),所述工業相機(1)與該工業計算機(11)連接，用於將採集的圖像信息傳輸給工業計算機(11),所述工業計算機(11)接收到圖像信息後對圖像信息進行檢測處理並將檢測結果顯示在顯示器(13)上。
4.根據權利要求3所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:所述工業相機(1)通過工業乙太網線與工業計算機(11)連接。
5.根據權利要求3所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:該在線視覺檢測裝置還包括電磁閥(9)、氣嘴(8)、收集箱(7)和用於接收工業計算機(11)傳輸的檢測結果的？IX控制器(10),所述電磁閥(9)與？IX控制器(10)連接，當所述？IX控制器(10)接收到的檢測結果為不合格時，通過控制電磁閥(9)動作以控制氣嘴(8)吹氣，使不合格的容器從生產線上吹入收集箱(7)內。
6.根據權利要求5所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:所述工業計算機(11)通過10板卡將檢測結果傳輸於控制器(10)。
7.根據權利要求5所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:所述收集箱(7)的內壁設有緩衝層。
8.根據權利要求5所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:該在線視覺檢測裝置還包括報警機構(12),所述報警機構(12)與？IX控制器(10)連接。
9.根據權利要求8所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:所述報警機構(12)為指示燈和/或蜂鳴器。
10.根據權利要求1所述的在線視覺檢測裝置，其特徵在於:所述容器為培養皿(5)。
【文檔編號】B07C5/36GK204142649SQ201420528376
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】元雲飛, 祝希 申請人:蘇州正方格自動化技術有限公司