一種玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動化檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國的食品安全管理體系快速推進(jìn)，民眾對于食品安全的關(guān)注程度愈加增強(qiáng)，歐洲的HACCP標(biāo)準(zhǔn)和我國的GB 4927-91標(biāo)準(zhǔn)均對啤酒瓶空瓶的檢測提出了嚴(yán)格的要求。在現(xiàn)有的啤酒、飲料和藥品的生產(chǎn)過程中，都要求灌裝容器滿足相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)每一步均需要進(jìn)行檢查，當(dāng)不合格瓶流入市場，不但消費(fèi)者可能會受到傷害，對于產(chǎn)品生產(chǎn)廠家其經(jīng)濟(jì)和聲譽(yù)亦會受到損害。目前啤酒瓶空瓶檢測主要依靠人工檢測的方法實(shí)現(xiàn)，但是人工檢測存在以下幾個(gè)缺點(diǎn):(1)檢測速度慢，效率低下。近些年我國以啤酒為代表的玻璃品飲品的產(chǎn)量快速增加，啤酒產(chǎn)量自2002年以來一直穩(wěn)居世界首位，啤酒生產(chǎn)線速度國內(nèi)也快速增加到兩萬四到四萬瓶每小時(shí)，國外最快速度超過七萬瓶每小時(shí)。這樣的速度下依靠人工進(jìn)行檢測已經(jīng)難以實(shí)現(xiàn)；(2)隨著近些年人力成本的快速增加，人工檢測變得愈加昂貴；(3)人檢工作需要人員量大，但該工作枯燥、強(qiáng)度大，愿意從事該工作的年輕人越來越少，導(dǎo)致企業(yè)招工難；(4)由于受到人員疲勞、情緒等影響，人檢后的酒瓶質(zhì)量和質(zhì)量一致性均較差，難以滿足日益提高的質(zhì)量要求。所以，采用自動化方法對玻璃瓶空瓶進(jìn)行檢測的玻璃瓶空瓶驗(yàn)瓶機(jī)正在國內(nèi)外被快速推廣使用。
[0003]我國的啤酒瓶大于80%為回收瓶，20%為新瓶，而在歐洲比例相反，這就決定了我國的啤酒瓶服役時(shí)間長、普遍磨損嚴(yán)重，在再次用于灌裝前需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測以保證品質(zhì)，否則極易帶來食品衛(wèi)生事故，甚至帶來破裂爆炸等更嚴(yán)重的事故。同時(shí)由于啤酒瓶回收機(jī)制比較混亂，導(dǎo)致回收的瓶源品牌混雜，在某一生產(chǎn)商使用回收的瓶源進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)需要特別注意是否混有其他品牌的瓶源，否則一旦漏過則會帶來玻璃瓶logo和貼標(biāo)不一致的外觀事故。另外，在生產(chǎn)過程中，當(dāng)存在與當(dāng)前生產(chǎn)瓶型不一致的瓶源混入并進(jìn)入驗(yàn)瓶機(jī)和灌裝機(jī)時(shí)，極易發(fā)生卡瓶、灌裝頭被壓壞等事故發(fā)生。在驗(yàn)瓶機(jī)或洗瓶機(jī)前，亟需研發(fā)小型化、低成本、高精度和高準(zhǔn)確率的瓶源外形規(guī)格檢測系統(tǒng)，以保證玻璃瓶灌裝產(chǎn)品生產(chǎn)品質(zhì)和后端設(shè)備不受到損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提供一種對玻璃瓶外形和瓶口缺陷檢測，檢測速度快、準(zhǔn)確率高的玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)，包括瓶身檢測相機(jī)、瓶口檢測相機(jī)、白色平行面光源、紅色平行面光源、半透鏡、菲涅爾透鏡、剔除裝置和控制系統(tǒng)；瓶身檢測相機(jī)設(shè)置在玻璃瓶一側(cè)，玻璃瓶的另一側(cè)設(shè)置白色平行面光源，瓶身檢測相機(jī)采用白色平行面光源背光成像，瓶身檢測相機(jī)與玻璃瓶之間安裝有共主光軸的菲涅爾透鏡，菲尼爾透鏡與瓶身檢測相機(jī)鏡頭共同形成遠(yuǎn)心光路；紅色平行面光源在玻璃瓶瓶口上方垂直向下照射，紅色平行面光源與瓶口之間安裝有傾斜半透鏡，紅色平行面光源穿過半透鏡照亮瓶口，瓶口檢測相機(jī)設(shè)置在半透鏡一側(cè)，瓶口反光通過半透鏡反射進(jìn)入瓶口檢測相機(jī)成像，瓶身檢測相機(jī)、瓶口檢測相機(jī)、剔除裝置與控制系統(tǒng)相連接。
[0006]進(jìn)一步的，瓶身檢測相機(jī)為彩色相機(jī)。
[0007]進(jìn)一步的，瓶口檢測相機(jī)為黑白相機(jī)，瓶口檢測相機(jī)通過紅色平行面光源和半透鏡組成平行光路。
[0008]進(jìn)一步的，紅色平行面光源與瓶口之間安裝45°傾角的半透鏡。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明由于包括瓶身檢測相機(jī)、瓶口檢測相機(jī)、白色平行面光源、紅色平行面光源、半透鏡、菲涅爾透鏡、剔除裝置和控制系統(tǒng)；瓶身檢測相機(jī)采用白色面光源背光成像，相機(jī)與瓶子之間安裝有共主光軸的菲涅爾透鏡，菲尼爾透鏡與相機(jī)鏡頭共同形成遠(yuǎn)心光路，瓶身檢測相機(jī)用于檢測瓶身過高、過矮、形狀異常、顏色異常、過度磨損等缺陷；紅色平行面光源在瓶口上方垂直向下照射，光源與瓶口之間安裝45°傾角的半透鏡，光源穿過半透鏡照亮瓶口，瓶口反光通過半透鏡反射進(jìn)入瓶口檢測相機(jī)成像，瓶口檢測相機(jī)用于檢測瓶口的口平面破損、瓶口不圓、口直徑過大或過小等缺陷，當(dāng)某個(gè)玻璃瓶被檢出存在缺陷，則由剔除裝置將其剔除。本發(fā)明可以安裝在洗瓶機(jī)之前或驗(yàn)瓶機(jī)之前用于玻璃瓶預(yù)檢，具有非接觸、檢測精度高、檢測速度快、占地空間小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明專利的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利，但不用來限制本發(fā)明專利的范圍。如圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖所示，本發(fā)明可以安裝在洗瓶機(jī)前或空瓶驗(yàn)瓶機(jī)前。本發(fā)明包括瓶身檢測相機(jī)1、瓶口檢測相機(jī)2、白色平行面光源4、紅色平行面光源6、半透鏡5、菲涅爾透鏡3、剔除裝置和控制系統(tǒng)。瓶身檢測相機(jī)I設(shè)置在玻璃瓶7 —側(cè)，玻璃瓶7的另一側(cè)為白色平行面光源，瓶身檢測相機(jī)I采用白色平行面光源4背光成像，瓶身檢測相機(jī)I與玻璃瓶7之間安裝有菲涅爾透鏡3，菲尼爾透鏡3與瓶身檢測相機(jī)I鏡頭共同形成遠(yuǎn)心光路。按光線傳播順序依次為白色平行面光源4、玻璃瓶7、菲涅爾透鏡3、瓶身檢測相機(jī)鏡頭、瓶身檢測相機(jī)I。瓶身檢測相機(jī)鏡頭與菲涅爾透鏡3主光軸共線，設(shè)菲涅爾透鏡焦距為，相機(jī)鏡頭焦距為，相機(jī)感光芯片長邊尺寸為，需觀測瓶子的視野長度為。則菲涅爾透鏡光心與相機(jī)鏡頭光心之間的距離為，且元件選型時(shí)須滿足。由于，則有。由于一般相機(jī)鏡頭前端孔徑較小，所以為了降低設(shè)備復(fù)雜度，相機(jī)鏡頭前端自身可以充當(dāng)光闌作用，這樣，菲涅爾透鏡3和瓶身檢測相機(jī)鏡頭實(shí)際組合形成了遠(yuǎn)心光路。這樣的設(shè)計(jì)可以保證玻璃瓶7在鏈道8上垂直于鏈道運(yùn)行方向晃動時(shí)成像大小不變，以此確保對瓶身高低、外輪廓檢測不會受到瓶子晃動的影響。瓶身檢測相機(jī)I使用彩色相機(jī)，有兩個(gè)原因:1.圖像中的瓶口區(qū)域是檢測瓶身高度的判斷關(guān)鍵，但可能受到用于瓶口檢測的紅色平行光源的干擾，所以在瓶身高度檢測時(shí)，可以使用彩色圖像的藍(lán)色通道進(jìn)行判斷，可以完全屏蔽紅色平行光源的干擾；2.可以在對瓶身高度及外形輪廓檢測的同時(shí)檢測其顏色，以檢出顏色與標(biāo)準(zhǔn)差異較大的瓶子。瓶身磨損度檢測可以通過瓶肩部位的磨損陰影的程度判斷，因?yàn)槠考绮糠质瞧可碜钜啄p的區(qū)域。瓶口檢測相機(jī)2為黑白相機(jī)，設(shè)置在半透鏡5 —側(cè)，紅色平行面光源6在玻璃瓶7瓶口上方垂直向下照射，紅色平行面光源6與瓶口之間安裝45°傾角的半透鏡5。瓶口檢測相機(jī)2與半透鏡5、紅色平行面光源6共同形成平行光路。紅色平行面光源6放置在瓶口上方垂直向下照射，穿過45°放置的半透鏡5到達(dá)瓶口。反射光線經(jīng)半透鏡5反射后進(jìn)入水平放置的瓶口檢測相機(jī)2成像。在該光路下，瓶口的口平面被照亮，當(dāng)瓶口斷裂，或口平面破損時(shí)，圖像上便會清晰地呈現(xiàn)出來，使得瓶口檢測精度和準(zhǔn)確率均很高。瓶身檢測相機(jī)1、瓶口檢測相機(jī)2、剔除裝置與控制系統(tǒng)相連接，可檢測出通過系統(tǒng)的每一個(gè)瓶子的高度、外形輪廓、顏色、磨損度、瓶口直徑、瓶口橢圓度、口平面是否破損等瓶子特征。當(dāng)某個(gè)玻璃瓶被檢出存在缺陷，通過控制系統(tǒng)控制剔除裝置進(jìn)行剔除。
[0012]綜上所述，本發(fā)明專利具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢:
1.在線非接觸檢測。采用視覺檢測的方式，對玻璃瓶非接觸?？梢员ＷC檢測過程不影響整條生產(chǎn)線效率，一次成像實(shí)現(xiàn)多種缺陷檢測。
[0013]2.檢測精度高。由于采用了一系列特殊光路設(shè)計(jì)，使瓶子在檢測時(shí)可以抵抗晃動干擾，成像穩(wěn)定清晰。瓶身檢測精度可達(dá)，遠(yuǎn)高于目前主流的光電檢測方式下的精度；瓶口檢測精度，完全滿足目前檢測需求。
[0014]3.計(jì)算速度快。由于完全非接觸式檢測，檢測速度不受到機(jī)械部件限制。檢測速度可達(dá)72000瓶/小時(shí)，遠(yuǎn)高于國內(nèi)所有啤酒飲料生產(chǎn)線速度。
[0015]4.占用空間小。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可輕松安裝在生產(chǎn)線上的洗瓶機(jī)之前或驗(yàn)瓶機(jī)之前。
[0016]5.自身和安裝成本低。系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)簡單，電氣和機(jī)械成本均較低；安裝時(shí)可直接安放在生產(chǎn)線的鏈道合適位置上，不需要鏈道改造，所以在生產(chǎn)線上加裝此系統(tǒng)無論生產(chǎn)成本還是安裝改造均非常低。
[0017]以上所述僅是本發(fā)明專利的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明專利技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)，其特征在于:包括瓶身檢測相機(jī)(I)、瓶口檢測相機(jī)(2)、白色平行面光源(4)、紅色平行面光源(6)、半透鏡(5)、菲涅爾透鏡(3)、剔除裝置和控制系統(tǒng)；所述瓶身檢測相機(jī)(I)設(shè)置在玻璃瓶(7) —側(cè)，玻璃瓶(7)的另一側(cè)設(shè)置白色平行面光源(4)，瓶身檢測相機(jī)(I)采用白色平行面光源(4)背光成像，瓶身檢測相機(jī)(I)與玻璃瓶(7)之間安裝有共主光軸的菲涅爾透鏡(3)，菲尼爾透鏡(3)與瓶身檢測相機(jī)(I)鏡頭共同形成遠(yuǎn)心光路；所述紅色平行面光源(6)在玻璃瓶(7)瓶口上方垂直向下照射，紅色平行面光源(6)與瓶口之間安裝有傾斜半透鏡(5)，紅色平行面光源(6)穿過半透鏡(5)照亮瓶口，瓶口檢測相機(jī)(2 )設(shè)置在半透鏡(5 ) —側(cè)，瓶口反光通過半透鏡(5 )反射進(jìn)入瓶口檢測相機(jī)(2)成像，瓶身檢測相機(jī)(1)、瓶口檢測相機(jī)(2)、剔除裝置與控制系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)，其特征在于:所述瓶身檢測相機(jī)(I)為彩色相機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)，其特征在于:所述瓶口檢測相機(jī)(2)為黑白相機(jī)，瓶口檢測相機(jī)(2)通過紅色平行面光源(6)和半透鏡(5)組成平行光路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)，其特征在于:所述紅色平行面光源(6)與瓶口之間安裝45°傾角的半透鏡(5)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種玻璃瓶空瓶分檢系統(tǒng)，瓶身檢測相機(jī)設(shè)置在玻璃瓶一側(cè)，采用白色平行面光源背光成像，瓶身檢測相機(jī)與玻璃瓶之間安裝有共主光軸的菲涅爾透鏡，紅色平行面光源與瓶口之間安裝有傾斜半透鏡，瓶口反光通過半透鏡反射進(jìn)入瓶口檢測相機(jī)成像，瓶身檢測相機(jī)、瓶口檢測相機(jī)、剔除裝置與控制系統(tǒng)相連接。本發(fā)明對玻璃瓶外形和瓶口缺陷檢測，檢測速度快、準(zhǔn)確率高。
【IPC分類】B07C5-342, G01N21-896
【公開號】CN104550051
【申請?zhí)枴緾N201410802518
【發(fā)明人】張淳, 王貴錦, 施陳博, 張樹君, 王馭
【申請人】山東明佳科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月23日