專利名稱：具有視覺檢測不良品功能的高速全自動補面裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于方便面生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有視覺檢測不良品功能的高速全自動補面裝置。
背景技術(shù)：
目前袋面方便面的生產(chǎn)中，需要經(jīng)過包裝機將面餅、料包一起用包裝膜熱封成袋裝，進入包裝機前的面餅經(jīng)過輸送機輸送，呈一字排列等間隔的勻速進入包裝機。但是在輸送過程中，由于速度很快，前面的制面環(huán)節(jié)或輸送環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生面餅與機械碰撞、錯位，導(dǎo)致產(chǎn)生各種不良品進入傳送帶，主要不良有面塊缺角不完整、面塊破碎成兩半、面塊掉落造成空面格、兩塊面疊加在一起等。這些不良品如果流入包裝環(huán)節(jié)，輕者會產(chǎn)生不良成品被扔掉造成浪費，重者會流入銷售環(huán)節(jié)造成投訴。所以一般情況下，在面塊進入包裝機前，需要一個人工專門把各種不良剔除，以保障包裝過程的順利進行。但是，隨著包裝機速度的大幅提高，輸送速度由原來的120塊/每分鐘提高到300塊/每分鐘，人工的勞動強度大大提高，就會因為來不及處理或疲勞疏忽導(dǎo)致不良品流入下一個環(huán)節(jié)。所以，生產(chǎn)現(xiàn)場迫切需要一個設(shè)備解決此問題，代替人工的高強度工作。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可替代人工眼睛檢測和替代人工手工操作的具有視覺檢測不良品功能的高速全自動補面裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)方便面塊的不良品剔除，并補充新面塊，以實現(xiàn)袋面包裝高速自動化的目的。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型包括PLC控制器、用于為PLC控制器提供位置信號的編碼器、由PLC控制器控制拍攝節(jié)奏且用于把當(dāng)前拍照工位的面塊狀態(tài)信息輸出給PLC控制器的視覺傳感器、由PLC控制器控制開關(guān)閉合且用于輔助拍照的可控光源、由PLC控制器控制且用于清除不良面塊的高壓吹嘴、由PLC控制器控制且用于補充面塊的高速補面裝置以及用于設(shè)定工作參數(shù)且同時能夠顯示工作狀態(tài)信息的人機界面；所述PLC控制器及其附屬電路的電控箱安裝在面塊傳送帶下方；所述編碼器同軸安裝在面塊傳送帶的主動軸上；所述視覺傳感器設(shè)置在面塊傳送帶入口上方一側(cè)，優(yōu)選的是，所述視覺傳感器為一內(nèi)部設(shè)置有高速數(shù)字信號處理器的智能相機；所述可控光源安裝于視覺傳感器的側(cè)下方；所述高壓吹嘴設(shè)置在面塊傳送帶一側(cè)；所述高速補面裝置固定設(shè)置在面塊傳送帶上方，該高速補面裝置包括高速伺服儲料器以及設(shè)置在高速伺服儲料器下方的高速伺服送面器，所述高速伺服儲料器包括儲料器框架、對稱形成在儲料器框架內(nèi)部兩側(cè)且通過轉(zhuǎn)軸安裝在儲料器框架上的第一齒形帶和第二齒形帶、用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的第一伺服電機以及設(shè)置在儲料器框架外側(cè)且用于第一齒形帶和第二齒形帶中間傳動的齒輪組，所述第一齒形帶和第二齒形帶上均設(shè)置有多個齒形帶撥齒，所述高速伺服送面器包括送面器框架、通過轉(zhuǎn)軸安裝在送面器框架上的平皮帶以及用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的第二伺服電機；所述視覺傳感器、高壓吹嘴以及高速補面裝置按面塊傳送帶的傳動方向依次安裝。所述視覺傳感器外部設(shè)置有一 PLC控制器控制觸發(fā)拍照的觸發(fā)接口和能夠?qū)D像判斷結(jié)果輸出到PLC控制器的一 RS232通訊接口以及一以太網(wǎng)接口。所述平皮帶上間隔設(shè)置有兩個用于保證面塊和平皮帶同步運動的皮帶撥齒。所述面塊傳送帶上設(shè)置有多個用于隔離面塊的傳送帶撥齒，每兩個所述傳送帶撥齒之間形成一個面格。本實用新型在采用了上述方案后，由PLC和編碼器組成的定位系統(tǒng)，就可以可靠地檢測出待檢測的面塊位置和需要剔除的面塊位置，并可靠剔除，同時再補上合格的面塊。由智能相機組成的視覺傳感器保障了檢測的可靠性，由伺服電機組成的執(zhí)行系統(tǒng)保障剔除和補充新品的可靠性和準確性。本裝置的采用，大大節(jié)省了人工，并保障了包裝機的高速順暢工作，提高了效率，為用戶節(jié)省了成本。

圖1為本高速全自動補面裝置的安裝位置圖；圖2為本高速全自動補面裝置的系統(tǒng)組成示意圖；圖3為本高速全自動補面裝置的局部放大圖；圖4為本高速全自動補面裝置的高速伺服儲料器的內(nèi)部透視圖；圖5為本高速全自動補面裝置的高速伺服儲料器的結(jié)構(gòu)簡圖；圖6為本高速全自動補面裝置的PLC控制器的控制流程圖。
具體實施方式
參見圖1至圖6，本實用新型的具有視覺檢測不良品功能的高速全自動補面裝置包括PLC控制器1、用于為PLC控制器I提供位置信號的編碼器8、由PLC控制器I控制拍攝節(jié)奏且用于把當(dāng)前拍照工位的面塊狀態(tài)信息輸出給PLC控制器I的視覺傳感器3、由PLC控制器I控制開關(guān)閉合且用于輔助拍照的可控光源2、由PLC控制器I控制且用于清除不良面塊的高壓吹嘴4、由PLC控制器I控制且用于補充面塊12的高速補面裝置以及用于設(shè)定工作參數(shù)且同時能夠顯示工作狀態(tài)信息的人機界面5 ；所述PLC控制器I及其附屬電路的電控箱安裝在面塊傳送帶11下方；所述可控光源2安裝于視覺傳感器3的側(cè)下方；所述高壓吹嘴4設(shè)置在面塊傳送帶11 一側(cè)；所述面塊傳送帶11上設(shè)置有多個用于隔離面塊12的傳送帶撥齒13，每兩個所述傳送帶撥齒13之間形成一個面格。其中所述編碼器8同軸安裝在面塊傳送帶11的主動軸上，編碼器8轉(zhuǎn)一圈，面塊傳送帶11前進一個面格的距離，即每通過一面塊12，編碼器8轉(zhuǎn)一圈，以此為PLC控制器I提供面塊12運動的位置信號，可以用于檢測、剔除、補面等各個動作的同步進行；所述視覺傳感器3設(shè)置在面塊傳送帶11入口上方一側(cè)，用于檢測進入面塊傳送帶11上的面塊12的各種不良狀況。該視覺傳感器3外部設(shè)置有一 PLC控制器I控制觸發(fā)拍照的觸發(fā)接口和能夠?qū)D像判斷結(jié)果輸出到PLC控制器I的一 RS232通訊接口以及一以太網(wǎng)接口。優(yōu)選的是，所述視覺傳感器為一內(nèi)部設(shè)置有高速數(shù)字信號處理器的智能相機。所述高速補面裝置固定設(shè)置在面塊傳送帶11上方，該高速補面裝置包括高速伺服儲料器6以及設(shè)置在高速伺服儲料器6下方的高速伺服送面器7，所述高速伺服儲料器6包括儲料器框架61、對稱形成在儲料器框架61內(nèi)部兩側(cè)且通過轉(zhuǎn)軸安裝在儲料器框架61上的第一齒形帶62和第二齒形帶63、用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的第一伺服電機9以及設(shè)置在儲料器框架61外側(cè)且用于第一齒形帶62和第二齒形帶63中間傳動的齒輪組64，所述第一齒形帶62和第二齒形帶63上均設(shè)置有多個齒形帶撥齒65，在設(shè)備安裝調(diào)試過程中，第一齒形帶62上處于水平方向的齒形帶撥齒65都會對應(yīng)一個第二齒形帶63上的相同高度的水平方向的齒形帶撥齒65，進而形成一個水平的托架結(jié)構(gòu)。通過儲料器框架61上端的開口，操作人員可以手工將面塊12放到每一個水平的空的托架結(jié)構(gòu)上，這就是人工續(xù)面的過程。在向下投料時，第一齒形帶62和第二齒形帶63每次都運行一個齒形帶撥齒65間距的距離，這樣兩個齒形帶內(nèi)側(cè)最低的水平方向的齒形帶撥齒會各自旋轉(zhuǎn)到兩個齒形帶外側(cè)，這個旋轉(zhuǎn)過程中，本托架結(jié)構(gòu)內(nèi)的面塊會在重力和齒形帶撥齒65推力的雙重作用下被推落到高速伺服送面器7的平皮帶72上，所述高速伺服儲料器6，一次可以儲存15個面塊12，每次動作排出一個面塊12，所述高速伺服送面器7包括送面器框架71、通過轉(zhuǎn)軸安裝在送面器框架71上的平皮帶72以及用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的第二伺服電機10，所述平皮帶72上間隔設(shè)置有兩個皮帶撥齒73，從高速伺服儲料器6上推落下來的面塊12會落在平皮帶72上，平皮帶72上的一個皮帶撥齒73會卡住面塊12的后沿，這樣在第二伺服電機10驅(qū)動平皮帶72由靜止到加速過程中，可以保證面塊12和平皮帶72同步運動，實現(xiàn)快速加速過程；所述高速全自動補面裝置的PLC控制器I還外接有人機界面5，用戶可以通過人機界面5對本裝置的工作參數(shù)進行設(shè)定，同時也可以查看到本裝置的工作狀態(tài)信息；所述視覺傳感器3、高壓吹嘴4以及高速補面裝置按面塊傳送帶11的傳動方向依次安裝。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體工作過程進行詳細說明主軸帶動面塊傳送帶11按順時針方向轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動速度為恒速，主軸每轉(zhuǎn)動一圈，面塊傳送帶11產(chǎn)生一個面格距離的位移；編碼器8和主軸同軸安裝，它輸出位置編碼信息到PLC控制器1，PLC控制器I根據(jù)當(dāng)前的位置編碼信息可以計算出各個面格在面塊傳送帶11上的相對位置。所述高速全自動補面裝置的視覺傳感器3安裝在面格的正上方，選用合適的鏡頭，使其拍照區(qū)域正好包括整個面格，可控光源2安裝于視覺傳感器3的側(cè)下方，由PLC控制器I控制其開關(guān)時間。所述高速全自動補面裝置的PLC控制器I根據(jù)面格在面塊傳送帶11上的相對位置以及視覺傳感器3在面塊傳送帶11上的相對安裝位置，可以判斷出一個面格的中心是否已經(jīng)達到視覺傳感器3的拍照區(qū)域中心位置，如果達到，就由PLC控制器I控制可控光源2點亮一定周期，并且同時輸出I個觸發(fā)拍照的信號給視覺傳感器3。視覺傳感器3受PLC控制器I的控制，觸發(fā)照相，照相完成后，其內(nèi)置的高速數(shù)字信號處理器(DSP)運行算法分析程序，分析當(dāng)前面格中的面塊12狀態(tài)，并將分析結(jié)果通過串口或網(wǎng)口回傳給PLC控制器I。如果當(dāng)前面格為空面格，PLC控制I就在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中將這個面格標(biāo)記為“待補”，如果是面塊12缺角不完整或面塊12破碎成兩半或兩面塊12疊加的狀態(tài)，PLC控制器I就在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中將這個面格標(biāo)記為“待剔除”。所述高速全自動補面裝置的PLC控制器I根據(jù)面格在面塊傳送帶11上的相對位置以及高壓噴嘴4在面塊傳送帶11上的相對安裝位置，可以判斷出一個面格是否已經(jīng)達到高壓噴嘴4的有效工作區(qū)域，如果達到，PLC控制器I就檢查內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中是否已經(jīng)將這個面格標(biāo)記為“待剔除”，如果是“待剔除”標(biāo)記，就控制高壓噴嘴4開啟，將面塊12吹落到傳送帶側(cè)邊的廢料收集箱中，然后在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中將這個面格標(biāo)記為“待補”。所述高速全自動補面裝置的PLC控制器I如果在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中找到標(biāo)記為“待補”的面格，就控制高速伺服儲料器6的第一伺服電機9，帶動齒形帶運轉(zhuǎn)一個齒形間距的距離，將高速伺服儲料器6的最下面一個齒形空間內(nèi)的面塊12推落到高速伺服送面器7的平皮帶上。所述高速全自動補面裝置的PLC控制器I根據(jù)面格在面塊傳送帶11上的相對位置以及高速伺服送面器7在面塊傳送帶11上的相對安裝位置，可以判斷出一個面格是否開始進入高速伺服送面器7的有效落面區(qū)域，如果開始進入有效落面區(qū)域的面格在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中被標(biāo)記為“待補”，PLC控制器I控制高速伺服送面器7的第二伺服電機10，帶動平皮帶72運轉(zhuǎn)半個平皮帶長度的距離，將高速伺服送面器7的平皮帶上的面塊12向前送并跌落到面塊傳送帶11的空面格中。在本過程中，高速伺服送面器7的平皮帶的運轉(zhuǎn)速度是根據(jù)面塊傳送帶11的速度和面塊12跌落高度綜合計算出來的，并且對面格前部的傳送帶撥齒13增加了避讓時間，以此來保證面塊12下落的位置的準確性。
權(quán)利要求1.一種具有視覺檢測不良品功能的高速全自動補面裝置，其特征在于包括PLC控制器(I)、用于為PLC控制器(I)提供位置信號的編碼器(8 )、由PLC控制器(I)控制拍攝節(jié)奏且用于把當(dāng)前拍照工位的面塊狀態(tài)信息輸出給PLC控制器(I)的視覺傳感器(3)、由PLC控制器(I)控制開關(guān)閉合且用于輔助拍照的可控光源(2)、由PLC控制器(I)控制且用于清除不良面塊的高壓吹嘴(4)、由PLC控制器(I)控制且用于補充面塊(12)的高速補面裝置以及用于設(shè)定工作參數(shù)且同時能夠顯示工作狀態(tài)信息的人機界面(5 ); 所述PLC控制器(I)及其附屬電路的電控箱安裝在面塊傳送帶(11)下方； 所述編碼器(8)同軸安裝在面塊傳送帶的主動軸上； 所述視覺傳感器(3 )設(shè)置在面塊傳送帶(11)入口上方一側(cè)； 所述可控光源(2)安裝于視覺傳感器(3)的側(cè)下方； 所述高壓吹嘴(4)設(shè)置在面塊傳送帶(11) 一側(cè)； 所述高速補面裝置固定設(shè)置在面塊傳送帶(11)上方，該高速補面裝置包括高速伺服儲料器(6 )以及設(shè)置在高速伺服儲料器(6 )下方的高速伺服送面器(7 )，所述高速伺服儲料器(6 )包括儲料器框架(61)、對稱形成在儲料器框架(61)內(nèi)部兩側(cè)且通過轉(zhuǎn)軸安裝在儲料器框架(61)上的第一齒形帶(62)和第二齒形帶(63)、用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的第一伺服電機(9)以及設(shè)置在儲料器框架(61)外側(cè)且用于第一齒形帶(62)和第二齒形帶(63)中間傳動的齒輪組(64)，所述第一齒形帶(62)和第二齒形帶(63)上均設(shè)置有多個齒形帶撥齒(65)，所述高速伺服送面器(7)包括送面器框架(71)、通過轉(zhuǎn)軸安裝在送面器框架(71)上的平皮帶(72)以及用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的第二伺服電機(10)； 所述視覺傳感器(3)、高壓吹嘴(4)以及高速補面裝置按面塊傳送帶(11)的傳動方向依次安裝。
2.按照權(quán)利要求1所述的高速全自動補面裝置，其特征在于所述視覺傳感器(3)外部設(shè)置有一 PLC控制器(I)控制觸發(fā)拍照的觸發(fā)接口和能夠?qū)D像判斷結(jié)果輸出到PLC控制器(I)的一 RS232通訊接口以及一以太網(wǎng)接口。
3.按照權(quán)利要求1所述的高速全自動補面裝置，其特征在于所述平皮帶(72)上間隔設(shè)置有兩個用于保證面塊(12 )和平皮帶(72 )同步運動的皮帶撥齒(73 )。
4.按照權(quán)利要求1所述的高速全自動補面裝置，其特征在于所述面塊傳送帶(11)上設(shè)置有多個用于隔離面塊(12)的傳送帶撥齒(13)，每兩個所述傳送帶撥齒(13)之間形成一個面格。
5.按照權(quán)利要求1所述的高速全自動補面裝置，其特征在于所述視覺傳感器(3)為一內(nèi)部設(shè)置有高速數(shù)字信號處理器的智能相機。
專利摘要本實用新型公開了一種具有視覺檢測不良品功能的高速全自動補面裝置，其包括PLC控制器、用于為PLC控制器提供位置信號的編碼器、用于把當(dāng)前拍照工位的面塊狀態(tài)信息輸出給PLC控制器的視覺傳感器、用于輔助拍照的可控光源、用于清除不良面塊的高壓吹嘴、用于補充面塊的高速補面裝置以及用于設(shè)定工作參數(shù)且同時能夠顯示工作狀態(tài)信息的人機界面；本實用新型在采用了上述方案后，能夠可靠地檢測出待檢測的面塊位置和需要剔除的面塊位置，并可靠剔除，同時再補上合格的面塊，大大節(jié)省了人工，并保障了包裝機的高速順暢工作，提高了效率，為用戶節(jié)省了成本。
文檔編號B65B57/14GK202896963SQ20122049592
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者竇士元, 連付光 申請人:天津市世平科技有限公司