一种基于机器视觉检测技术的乳液泵盖缺陷检测机

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉检测技术的乳液泵盖缺陷检测机。

背景技术

乳液泵是洗液产品容器的重要组成成分，市场需求广阔，数量巨大。近些年来，人们对产品包装质量越来越严格，加上同行业产品的竞争加剧，产品包装的质量严重影响到企业的销量甚至生存，而泵盖作为其组成的关键部件，在生产过程中会存在表面污渍、毛刺和缺胶等问题在乳液泵的整体质量评估中有着重大的影响。传统的检测方法多以人工为主，人工检测法易受检测人员思维、情绪、人眼疲劳和工作强度等因素的影响，使得产品检测可靠性降低，不良品投诉率居高不下，不利于企业的生存。目前，工业上应用的基于机器视觉检测技术的泵盖缺陷检测机，由于机构布局的不合理，或是在传送过程中出现因速度不稳定可能导致的产品遮挡和因光照系统不合理造成图像光照不均匀的问题，严重影响视觉检测系统的稳定性和检测的准确性。

本发明就是基于这种情况作出的。

发明内容

为克服现有技术中所存在的问题，本发明提出一种基于机器视觉检测技术的乳液泵盖缺陷检测机，实现将排序后的乳液泵盖传送带机器视觉检测工位上，根据视觉检测结果对泵盖进行分拣，其具体技术内容如下：

一种基于机器视觉检测技术的乳液泵盖缺陷检测机，包括控制系统、进料机构、心轮分割机构、底面检测机构、底面缺陷次品卸料机构、传送带输送机构、侧面检测机构、侧面缺陷次品卸料机构和良品卸料机构，其中：

所述心轮分割机构上设有进料工位、底面检测工位和出料工位，通过控制系统控制心轮分割机构旋转依次将泵盖载入上述工位；

所述进料机构对应进料工位并用于往进料工位上输送泵盖；

所述底面检测机构与底面检测工位上下对应，其包括用于对该工位内的泵盖的底面进行图像采集的底面检测相机和底面相机辅助光源，所述底面相机辅助光源使得泵盖的底面拍摄图片光照均匀，提高图像质量；

所述传送带输送机构正对出料工位，其设有底面次品卸料工位、侧面检测工位、侧面缺陷次品卸料工位、良品工位；

所述侧面检测机构对应侧面检测工位，其包括对该工位内的泵盖的侧面进行图像采集的若干组侧面检测相机和若干组侧面相机辅助光源和光电传感器，若干组侧面检测相机全覆盖拍摄泵盖全侧面，若干组侧面相机辅助光源为泵盖的全侧面提供光线，使得泵盖侧面拍摄图片光照均匀，提高图像质量，光电传感器用于检测泵盖并在泵盖移载到设定的侧面拍摄位置时再传送信号给侧面检测相机进行拍摄；

所述底面缺陷次品卸料机构、侧面缺陷次品卸料机构和良品卸料机构分别对应底面次品卸料工位、侧面缺陷次品卸料工位和良品工位，并将底面有缺陷的泵盖、侧面有缺陷的泵盖、无缺陷的泵盖分别在对应工位上卸料。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述心轮分割机构包括心轮，以及驱动心轮转动的旋转电机，所述心轮的外侧上沿周向均匀设置有多个能勾住泵盖一起旋转并在旋转时能将泵盖甩出的勾齿，所述心轮的外侧从进料工位到出料工位之间设有阻挡泵盖甩出的挡板，所述心轮的下方设有用于供泵盖在其上移动的底板，所述底板对应底面检测工位处设有玻璃板，所述玻璃板与底板上表面持平，所述底面检测相机和底面相机辅助光源位于玻璃板下方，且玻璃板下方具有掏空的通道供底面检测相机透过玻璃板摄取位于玻璃板上的泵盖的底面图像。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述心轮包括有八个勾齿。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述心轮上方从进料工位到出料工位之间设有从上方限制泵盖往上的顶板。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述进料机构包括从上往下倾斜向进料工位的料道，用于供泵盖在内有序的排列并依靠泵盖自身重力自行滑动，所述心轮旋转时通过勾齿实现对有序排列泵盖的分割。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述心轮的顶部上固定有多个对应勾齿的螺栓，所述心轮上方设有用于检测螺栓的接近传感器，所述心轮推动泵盖到达底面检测工位时，接近传感器正对其中的一个螺栓并传送信号给底面检测相机进行拍照。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述底面相机辅助光源为环形光源，并包围在底面检测相机的外侧。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述侧面检测相机有三组并围绕侧面检测工位间隔布置，所述侧面相机辅助光源有三组并围绕侧面检测工位间隔布置，且侧面检测相机和侧面相机辅助光源交叉排列。

于本发明的一个或多个实施例当中，三组所述侧面检测相机围绕侧面检测工位以120°角度间隔均匀布置，三组侧面相机辅助光源采用条形光源，同样围绕侧面检测工位以120°角度间隔均匀布置，且所述侧面检测相机与侧面相机辅助光源相互对称布置，所述光电传感器有一组且在其对侧设有反光板，所述光电传感器和反光板与侧面检测相机和侧面相机辅助光源错开一定角度设置，避免挡住侧面检测相机和侧面相机辅助光源。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述传送带输送机构包括传送电机、减速箱和传送带组件。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述良品卸料机构包括良品卸料流道，其入口正对传送带输送机构的输出末端。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述底面缺陷次品卸料机构和侧面缺陷次品卸料机构分别包括卸料卸料流道和气动吹管，每组卸料卸料流道和气动吹管相对设置在传送带输送机构的两侧，由所述控制系统通过电磁阀控制气动吹管执行卸料操作。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明进料机构、心轮分割机构、底面检测机构、底面缺陷次品卸料机构、传送带输送机构、侧面检测机构、侧面缺陷次品卸料机构和良品卸料机构布局合理，占用空间小，并能实现泵盖的有序分割及全方位的侧面和底面检测，精准地检测乳液泵盖表面的缺陷，自动识别出良品和次品，并分拣出来，实现乳液泵盖表面缺陷的全自动检测，提高生产效率，以及检测的品质。

2、在心轮分割机构下方设置底面检测机构，在保证相机拍摄效果的同时，节省了该乳液泵盖缺陷检测机的传送带输送机构长度，节省空间，通过环形辅助光源结合底面检测相机使得泵盖的底面拍摄图片光照均匀，提高图像质量；而通过围绕侧面检测工位布置三组条形光源，360°覆盖照射泵盖侧面，并结合三组侧面检测相机实现泵盖侧面360°覆盖拍摄，使得泵盖侧面拍摄图片光照均匀，提高图像质量，心轮分割机构电机每转一圈即可分割出八个泵盖，可实现泵盖的快速检测，满足工业实际生产的需要。其中，在保证传送带输送机构和心轮分割机构速度一致的条件下，可根据自身需求通过对电机进行调速实现视觉检测机检测速度与检测稳定性之间平衡点。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明一种基于机器视觉检测技术的乳液泵盖缺陷检测机的结构示意图；

图2是本发明一种基于机器视觉检测技术的乳液泵盖缺陷检测机的平面布局图；

图3是沿图2中的IV-IV方向的剖视图；

图4是心轮分割机构和底面检测机构的组合结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图1至图4所示的一种基于机器视觉检测技术的乳液泵盖缺陷检测机，包括机架100，以及安装在机架100上的控制系统10、进料机构1、心轮分割机构2、底面检测机构3、底面缺陷次品卸料机构4、传送带输送机构5、侧面检测机构6、侧面缺陷次品卸料机构7和良品卸料机构8，其中，控制系统10用于控制心轮分割机构2、底面检测机构3、底面缺陷次品卸料机构4、传送带输送机构5、侧面检测机构6和侧面缺陷次品卸料机构7工作。

如图2至4所示，所述心轮分割机构2上设有进料工位A、底面检测工位B和出料工位C，通过控制系统10控制心轮分割机构2旋转依次将泵盖9载入上述工位；所述心轮分割机构2包括心轮21，以及驱动心轮21转动的旋转电机22，所述心轮21的外侧上沿周向均匀设置有八个能勾住泵盖一起旋转并在旋转时能将泵盖甩出的勾齿211，所述心轮21的外侧从进料工位A到出料工位C之间设有阻挡泵盖甩出的挡板23，所述心轮21的下方设有用于供泵盖在其上移动的底板24，所述心轮21上方从进料工位A到出料工位C之间设有从上方限制泵盖往上的顶板27，在进料工位A到出料工位C之间，底板24、挡板23和顶板27形成一个供泵盖9卡在勾齿211处做旋转运动的稳定通道，所述底板24对应底面检测工位B处设有玻璃板25，所述玻璃板25与底板24上表面持平。

所述底面检测机构3与底面检测工位B上下对应，其包括用于对该工位内的泵盖的底面进行图像采集的底面检测相机31和底面相机辅助光源32。所述底面检测相机31和底面相机辅助光源32位于玻璃板25下方，且玻璃板25下方具有掏空的通道26供底面检测相机31透过玻璃板25摄取位于玻璃板25上的泵盖的底面图像，结构简单，节约空间。

所述底面相机辅助光源32为环形光源，并包围在底面检测相机31的外侧，从而从底部为泵盖的底面的拍摄提供均匀的光照，提高图像质量和稳定性，提高泵盖底面缺陷检测的精度。

所述进料机构1对应进料工位A并用于往进料工位A上输送泵盖9；所述进料机构1包括从上往下倾斜向进料工位A的料道，用于供泵盖在内有序的排列并依靠泵盖自身重力自行滑动，所述心轮21旋转时通过勾齿211实现对有序排列泵盖的分割。

所述心轮21的顶部上固定有多个对应勾齿211的螺栓28，在机架100上固定有伸出在心轮21上方的支撑板15，所述支撑板15上设有能调整与支撑板15之间的角度的角度调整板16，所述角度调整板16上设有位于心轮21上方且用于检测螺栓28的接近传感器33，调整角度调整板16与支撑板15之间的角度，使得所述心轮21推动泵盖到达底面检测工位B时，接近传感器33对着八个螺栓28中的任一个螺栓28并传送信号给底面检测相机31进行拍照，则心轮21可以按连续转动的方式运行，提高运载效率和分割泵盖的速度。当然，低速运行时，可以将心轮21和旋转电机22的组合设置成间隔转动的方式，每转动一次运送泵盖移动一个工位。

所述传送带输送机构5包括传送电机51、减速箱52和传送带组件53，所述传送带组件53正对出料工位C，由于挡板23只限制进料工位A到出料工位C之间的泵盖甩出，泵盖从出料工位C往外转动后，在离心力作用下抛出到传送带组件53上，在传送带组件53上依次设有底面次品卸料工位D、侧面检测工位E、侧面缺陷次品卸料工位F、良品工位G。

如图2所示，所述侧面检测机构6对应侧面检测工位E，其包括对该工位内的泵盖的侧面进行图像采集的若干组侧面检测相机61和若干组侧面相机辅助光源62和光电传感器63。优选地，所述侧面检测相机61有三组并围绕侧面检测工位E间隔布置，所述侧面相机辅助光源62有三组并围绕侧面检测工位E间隔布置，且侧面检测相机61和侧面相机辅助光源62交叉排列，三组侧面相机辅助光源62配合作用从侧面360°覆盖照射泵盖的侧面，提供均匀的光照，三组侧面检测相机61配合，实现360度全方位检测，提高泵盖侧面缺陷检测的准确性。

同时配合一组光电传感器，及在位于传送带组件53另一侧相对设置的反光板64，当检测到泵盖运载到侧面检测工位E的位置时，传送信号给侧面检测相机61进行拍摄，所述光电传感器和反光板与侧面检测相机和侧面相机辅助光源错开一定角度设置，避免挡住侧面检测相机和侧面相机辅助光源。

所述底面缺陷次品卸料机构4、侧面缺陷次品卸料机构7和良品卸料机构8分别对应底面次品卸料工位D、侧面缺陷次品卸料工位F和良品工位G，并将底面有缺陷的泵盖、侧面有缺陷的泵盖、无缺陷的泵盖分别在对应工位上卸料。

其中，所述底面缺陷次品卸料机构4和侧面缺陷次品卸料机构7分别包括卸料卸料流道41和气动吹管42，每组卸料卸料流道41和气动吹管42相对设置在传送带输送机构5的两侧，由所述控制系统通过电磁阀控制气动吹管42执行卸料操作。为检测泵盖是否运载到底面次品卸料工位D和侧面缺陷次品卸料工位F，在底面次品卸料工位D和侧面缺陷次品卸料工位F相对应的位置分别设置光电传感器进行检测，当底面检测机构3检测到泵盖底面有缺陷时，该泵盖运载到底面次品卸料工位D处，控制系统控制对应的气动吹管42将该泵盖吹落到底面缺陷次品卸料机构4对应的卸料卸料流道41中；当侧面检测机构6检测到泵盖侧面有缺陷时，该泵盖运载到侧面缺陷次品卸料工位F处，控制系统控制对应的气动吹管42将该泵盖吹落到侧面缺陷次品卸料工位F对应的卸料卸料流道41中。

所述良品卸料机构8包括良品卸料流道81，其入口正对传送带输送机构5的输出末端。经过底面和侧面检测均没有缺陷的泵盖随传送带输送机构5继续移动，并在传送带输送机构5的输出末端自动流入良品卸料流道81中。

本发明的工作原理：将泵盖9放入进料机构1的料道中，进料机构利用后方泵盖对前方泵盖的推动及泵盖本身的重力分量不断前向运动，进入进料工位。进料机构中的泵盖之间紧密靠近，心轮分割机构中的旋转电机带动心轮旋转，将进料工位中的泵盖与后方泵盖分割，推入底面检测工位，分割后的泵盖之间保持相同距离。泵盖进入底面检测工位时，心轮上的螺栓靠近接近传感器，接近传感器发送信号给底面检测相机，底面检测相机即可进行拍照获取泵盖底面图像，并将图像传输给控制系统进行缺陷判别。泵盖在离开心轮分割机构后进入底面次品卸料工位，如果控制系统分析得出泵盖底面存在缺陷，发送信号启动底面缺陷次品卸料机构4所对应的气动吹管42将该泵盖吹落到对应的卸料卸料流道41中；如果控制系统分析得出泵盖底面正常，则不对泵盖进行处理，泵盖在传送带上被传送到侧面检测工位。当泵盖到达侧面检测工位时，光电传感器传送信号给三组侧面检测相机，三组侧面检测相机同时对泵盖拍照并将图像传输给控制系统，泵盖继续进入侧面次品卸料工位。当泵盖到达侧面次品卸料工位时，当且仅当控制系统分析得到三幅图像都为正常时，泵盖在传送带作用下到达良品工位，并输出到良品料道中，否则，控制系统将发出信号启动侧面检测机构6对应的气动吹管42将该泵盖吹落到对应的卸料卸料流道41中。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。