CN113334465A - 一种适用于模切的ccd视觉检测分拣系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，包括操作台、设置在操作台上的物料收放装置、CCD视觉检测子系统、至少一个分拣子系统、至少一个模切装置和还包括一PLC控制子系统，该PLC控制子系统与物料收放装置、CCD视觉检测子系统、分拣子系统和模切装置电信号连接。通过收放料装置进行收放料，模切之后的物料通过CCD视觉检测子系统进行检测，接着PLC控制子系统接收CCD视觉检测子系统检测到的数据信息，进行处理比对，当出现超过所设置的尺寸公差时，PLC控制子系统会根据反馈的信息控制模切装置，把需要微调补偿的数值传输给需要调整的私服，私服发送控制信息给电机，电机进行微调补偿，达到所要数值，进而再进行模切，保证了模切的精度，提升良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种分拣系统，具体涉及一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，属于检测分拣系统技术领域。
背景技术
近年来，国外在利用机器视觉技术进行品质检测方面做了大量研究，并获得了许多重要成果。视觉检测具有非接触、速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，在现代制造业中有着重要的应用前景，目前在机械加工精度检测、工件尺寸测量、产品检测等领域中正得到越来越广泛的应用，视觉检测技术为解决在线测量问题提供了一种理想的手段。20 世纪80年代美国国家标准局在调查的基础上曾作过预测：今后工业检测工作的80％将由视觉检测技术完成。
机器生产过程中由于刀模、机器、环境等因素往往会产生的尺寸偏差的问题，且模切所使用的各类材料无法避免接头问题，生产时速度快，导致操机人员仅凭肉眼无法看到材料接头，无法进行操作处理。同时，产品有各类不同形状、不同结构，所以在生产过程中需要有排废，因此在排废的过程中，经常会出现漏排废问题。但现有现有的技术中，圆刀模切机载校正定位时往往都会采用色标传感器进行识别印刷色块与材料本身之间的色差，而后将色标传感器感应到的数据传输给PLC控制器，PLC控制器再将收到的信息进行转换后传送给电机进行操作处理，但色标传感器的适用范围仅仅适用于识别色差，适用范围较小。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种新型的适用于模切的CCD视觉检测分拣系统。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，包括操作台、设置在操作台上的物料收放装置、CCD视觉检测子系统、分拣子系统和模切装置，还包括一PLC控制子系统，所述PLC控制子系统与所述物料收放装置、CCD视觉检测子系统、分拣子系统和模切装置电信号连接。操作台的底部还设置有多组升降底座和万向轮，当需要移动分拣系统时，将升降底座抬起，之后通过万向轮进行移动，方便操作。通过PLC控制子系统接收CCD视觉检测子系统检测到的数据信息，之后进行处理比对，当出现超过所设置的尺寸公差时，PLC控制子系统会根据反馈的信息控制模切装置，把需要微调补偿的数值传输给需要调整的私服，私服发送控制信息给电机，电机进行微调补偿，控制模切装置进行位移，使模切装置达到预期的位置。
优选地，前述收放料装置包括放料盘和收料盘，二者通过底座固定在操作台上，所述放料盘和收料盘均连接有一驱动电机，通过驱动电机驱动放料盘和收料盘进行放料和收料。
优选地，前述CCD视觉检测子系统包括CCD检测装置和数显操作装置，所述CCD检测装置包括设置在物料上方的CCD镜头和设置在物料下方的光源，通过光源给物料提供光照，进而方便CCD镜头进行视觉抓取，抓取的图像也能更加清楚，所述CCD镜头通过CCD支架固定在操作台上，支架的一侧还连接有一计数器，通过计数器统计良品和不良品的数量，便于观察。所述CCD镜头、数显操作装置和计数器通过导线电信号连接，通过导线进行电信号传输。所述数显操作装置包括一显示器，所述显示器上设置有操作按钮，顶部设置有警报信号灯，通过显示器显示检测的数据信息。
优选地，前述分拣子系统设置在CCD视觉检测子系统远离放料盘的另一侧，所述分拣子系统包括分拣支架、设置在分拣支架上的分拣轨道、用于分拣的分拣装置，分拣装置卡接在分拣轨道上，分拣轨道的内部设置有一分拣丝杠与分拣装置驱动连接，所述分拣丝杠连接有一分拣驱动电机。通过分拣驱动电机控制分拣丝杠转动，进而控制分拣装置沿分拣轨道进行运动进行分拣动作。所述分拣装置活动地设置在分拣轨道上，包括活动滑块、用于驱动活动滑块上下活动的升降气缸和设置在活动滑块上的真空吸盘。通过升降气缸带动活动滑块进行升降动作，当物料输送到真空吸盘位置时，分拣驱动电机控制分拣装置达到合适的位置，升降气缸带动活动滑块向下运动，真空吸盘吸取切割好的物料，之后升降气缸带动活动滑块向上运动，分拣驱动气缸根据PLC控制子系统传输的信号判断是否是良品，进而带动分拣装置将物料移到相应的位置，真空吸盘放下物料，之后进行下一步操作。该分拣装置的真空吸盘设置有两个，分别位于活动滑块底部的两侧，保证在吸附物料的时候能够保持平衡不会产生掉料的情况。
更优选地，前述物料位于分拣子系统位置的两侧还分别设置有不良品回收箱和良品传送带，分拣装置将识别后的物料分别放入不良品回收箱和良品传送带上，所述传送带的输出端还设置有多个成品箱，良品传送带将良品输送到成品箱内进行包装；所述模切装置包括多个模切刀，所述模切刀设置在所述放料盘和CCD视觉检测子系统之间，进行模切操作。
再优选地，前述CCD镜头与CCD支架之间通过一升降臂连接，所述升降臂与CCD支架之间的连接关系为滑轨连接、丝杠连接、升降气缸连接和齿轮连接中的一种，通过升降臂控制CCD镜头与物料之间的距离。
进一步优选地，前述升降臂与CCD支架之间的连接关系为丝杠连接，所述CCD支架的顶端还设置有一用于调整升降臂高度的把手，所述CCD摄像头距离物料的垂直的高度为50mm±5mm，通过升降臂进行调节。
更进一步优选地，前述模切刀为两组设置在圆刀支架上的圆刀，每个所述圆刀的一端均连接有一伺服电机，所述圆刀的顶部还设置有一用于调整圆刀高度的调节丝杠，所述调节丝杠固定安装在圆刀支架上，通过调节丝杠调节圆刀的高度，进而适应不同厚度的物料。
且，前述放料盘和模切装置之间、收料盘与分拣子系统之间均设置有一用于整平物料的滚压装置。滚压装置包括两个相对设置在物料上下两侧的滚压轮、与所述滚压轮连接的滚压丝杠，所述滚压轮通过滚压支架固定，再由滚压丝杠控制滚压轮施加力在物料上，保证物料在出料时能够保持一个平整的状态，便于后面的模切；当物料模切完成时，分拣完成之后的剩余废料经另一个滚压轮进行滚压后进行收料，方便收料盘进行收料。位于下方的所述滚压轮两端还设置有一圈用于给物料打定位孔的定位凸起，使得物料上被打上定位孔，方便定位。
本发明的有益之处在于：
（1）本发明的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，通过放料盘进行放料，滚压轮将物料压平整，接着进行模切，模切之后的物料通过CCED视觉检测子系统进行检测，然后PLC控制子系统接收CCD视觉检测子系统检测到的数据信息，进行处理比对，当出现超过所设置的尺寸公差时，PLC控制子系统会根据反馈的信息控制模切装置，把需要微调补偿的数值传输给需要调整的私服，私服发送控制信息给电机，电机进行微调补偿，然后达到我们所需要的数值，进而再进行模切；通过这样视觉检测、数据处理以及控制信息的反馈，保证了模切的精度，提升良率；
（2）本发明的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，在视觉检测之后，物料继续输送，接着PLC控制子系统根据CCD视觉检测子系统检测的数据判断模切后的物料是否为不良品，之后将判断的信息反馈给分拣子系统，通过分拣子系统的分拣驱动电机控制丝杠转动，进而控制分拣装置沿分拣轨道进行运动进行分拣动作，将良品分拣至良品传送带，不良品分拣至不良品回收箱，保证不良品不会流入良品内，进一步地保证了良率，具有较高的使用价值；
（3）本发明的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，放料盘和模切装置之间、收料盘与分拣子系统之间均设置有一用于整平物料的滚压装置。滚压装置包括两个相对设置在物料上下两侧的滚压轮，所述滚压轮通过滚压支架固定，通过滚压轮对物料进行滚压，保证物料在出料时能够保持一个平整的状态，便于后面的模切；当物料模切完成时，分拣完成之后的剩余废料经另一个滚压轮进行滚压后进行收料，方便收料盘进行收料。位于下方的所述滚压轮两端还设置有一圈用于给物料打定位孔的定位凸起，使得物料上被打上定位孔，不需要再人工定位，操作简单。
附图说明
图1是本发明一实施例的立体结构示意图；
图2是本发明一实施例的主视图；
图3是本发明一实施例的CCD视觉检测子系统和模切装置的局部结构放大示意图；
图4是本发明一实施例的分拣子系统的局部放大结构示意图；
图5是本发明一实施例的滚压装置的局部放大结构示意图。
图中附图标记的含义：
1-操作台，2-放料盘，3-底座，4-模切装置，5-数显操作装置，6-警报信号灯，7-CCD视觉检测子系统，8-分拣子系统，9-滚压装置，10-收料盘，11-成品箱，12-升降底座，13-万向轮，14-良品传送带，15-不良品回收箱，4-1-圆刀支架，4-2-调节丝杠，4-3-伺服电机，4-4-圆刀，7-1-CCD镜头，7-2-升降臂，7-3-CCD支架，7-4-计数器，7-5-光源，8-1-分拣支架，8-2-分拣驱动电机，8-3-分拣丝杠，8-4-分拣轨道，8-5-活动滑块，8-6-真空吸盘，9-1-滚压轮，9-2-定位凸起，9-3-滚压支架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本实施例的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，结合图1至图5所示，其由操作台1、设置在操作台1上的物料收放装置、CCD视觉检测子系统7、分拣子系统8、模切装置4和PLC控制子系统组成。其中，PLC控制子系统与物料收放装置、CCD视觉检测子系统7、分拣子系统8和模切装置4电信号连接。操作台1的底部还设置有多组升降底座12和万向轮13，当需要移动分拣系统时，将升降底座12抬起，之后通过万向轮13进行移动，方便操作。通过PLC控制子系统接收CCD视觉检测子系统7检测到的数据信息，之后进行处理比对，当出现超过所设置的尺寸公差时，PLC控制子系统会根据反馈的信息控制模切装置4，把需要微调补偿的数值传输给需要调整的私服，私服发送控制信息给电机，电机进行微调补偿，控制模切装置4进行位移，使模切装置4达到预期的位置。
为了完成收放料，本发明的收放料装置包括放料盘2和收料盘10，二者通过底座3固定在操作台1上，放料盘2和收料盘10均连接有一驱动电机，通过驱动电机驱动放料盘2和收料盘10进行放料和收料。
如图3所示，为了进行模切，本实施例的模切刀为两组设置在圆刀支架4-1上的圆刀4-4，每个圆刀4-4的一端均连接有一伺服电机4-3，圆刀4-4的顶部还设置有一用于调整圆刀4-4高度的调节丝杠4-2，调节丝杠4-2固定安装在圆刀支架4-1上，通过调节丝杠4-2调节圆刀4-4的高度，进而适应不同厚度的物料，之后完成物料的模切。
为了对完成模切后的物料进行检测，如图3所示，本实施例的CCD视觉检测子系统7包括CCD检测装置和数显操作装置5，CCD检测装置包括设置在物料上方的CCD镜头7-1和设置在物料下方的光源7-5，通过光源7-5给物料提供光照，进而方便CCD镜头7-1进行视觉抓取，抓取的图像也能更加清楚，CCD镜头7-1通过CCD支架7-3固定在操作台1上，支架的一侧还连接有一计数器7-4，通过计数器7-4统计良品和不良品的数量，便于观察。CCD镜头7-1、数显操作装置5和计数器7-4通过导线电信号连接，通过导线进行电信号传输。数显操作装置5包括一显示器，显示器上设置有操作按钮，顶部设置有警报信号灯6，通过显示器显示检测的数据信息。CCD镜头7-1与CCD支架7-3之间通过一升降臂7-2连接，升降臂7-2与CCD支架7-3之间的连接关系为滑轨连接、丝杠连接、升降气缸连接和齿轮连接中的一种，通过升降臂7-2控制CCD镜头7-1与物料之间的距离。升降臂7-2与CCD支架7-3之间的连接关系为丝杠连接，CCD支架7-3的顶端还设置有一用于调整升降臂7-2高度的把手，CCD摄像头距离物料的垂直的高度为50mm±5mm，通过升降臂7-2进行调节。
结合图1-2和图4所示，为了对检测后的物料进行分拣，本实施例的分拣子系统8设置在CCD视觉检测子系统7远离放料盘2的另一侧，分拣子系统8包括分拣支架8-1、设置在分拣支架8-1上的分拣轨道8-4、用于分拣的分拣装置，分拣装置卡接在分拣轨道8-4上，分拣轨道8-4的内部设置有一分拣丝杠8-3与分拣装置驱动连接，分拣丝杠8-3连接有一分拣驱动电机8-2。通过分拣驱动电机8-2控制分拣丝杠8-3转动，进而控制分拣装置沿分拣轨道8-4进行运动进行分拣动作。分拣装置活动地设置在分拣轨道8-4上，包括活动滑块8-5、用于驱动活动滑块8-5上下活动的升降气缸和设置在活动滑块8-5上的真空吸盘8-6。通过升降气缸带动活动滑块8-5进行升降动作，当物料输送到真空吸盘8-6位置时，分拣驱动电机8-2控制分拣装置达到合适的位置，升降气缸带动活动滑块8-5向下运动，真空吸盘8-6吸取切割好的物料，之后升降气缸带动活动滑块8-5向上运动，分拣驱动气缸根据PLC控制子系统传输的信号判断是否是良品，进而带动分拣装置将物料移到相应的位置，真空吸盘8-6放下物料，之后进行下一步操作。该分拣装置的真空吸盘8-6设置有两个，分别位于活动滑块8-5底部的两侧，保证在吸附物料的时候能够保持平衡不会产生掉料的情况。物料位于分拣子系统8位置的两侧还分别设置有不良品回收箱15和良品传送带14，分拣装置将识别后的物料分别放入不良品回收箱15和良品传送带14上，传送带的输出端还设置有多个成品箱11，良品传送带14将良品输送到成品箱11内进行包装；模切装置4包括多个模切刀，模切刀设置在放料盘2和CCD视觉检测子系统7之间，进行模切操作。
物料在进行模切的时候，往往会因为不平整而产生不良，因此在模切之前需要对代加工的物料进行平压操作，收料时亦然。因此如图5所示，本实施例的放料盘2和模切装置4之间、收料盘10与分拣子系统8之间均设置有一用于整平物料的滚压装置9。滚压装置9包括两个相对设置在物料上下两侧的滚压轮9-1、与滚压轮9-1连接的滚压丝杠，滚压轮9-1通过滚压支架9-3固定，再由滚压丝杠控制滚压轮9-1施加力在物料上，保证物料在出料时能够保持一个平整的状态，便于后面的模切；当物料模切完成时，分拣完成之后的剩余废料经另一个滚压轮9-1进行滚压后进行收料，方便收料盘10进行收料。位于下方的滚压轮9-1两端还设置有一圈用于给物料打定位孔的定位凸起9-2，使得物料上被打上定位孔，方便定位。
综上，本发明的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，通过放料盘2进行放料，滚压轮9-1将物料压平整，首先进行模切，模切后的物料通过CCED视觉检测子系统进行检测，接着PLC控制子系统接收CCD视觉检测子系统7检测到的数据信息，之后进行处理比对，当出现超过所设置的尺寸公差时，PLC控制子系统会根据反馈的信息控制模切装置4，把需要微调补偿的数值传输给需要调整的私服，私服发送控制信息给电机，电机进行微调补偿，然后达到我们所需要的数值，进而再进行模切；通过这样视觉检测、数据处理以及控制信息的反馈，保证了模切的精度，提升良率。在视觉检测之后，物料继续输送，接着PLC控制子系统根据CCD视觉检测子系统7检测的数据判断模切后的物料是否为不良品，之后将判断的信息反馈给分拣子系统8，通过分拣子系统8的分拣驱动电机8-2控制丝杠转动，进而控制分拣装置沿分拣轨道8-4进行运动进行分拣动作，将良品分拣至良品传送带14，不良品分拣至不良品回收箱15，保证不良品不会流入良品内，进一步地保证了良率，具有较高的使用价值。放料盘2和模切装置4之间、收料盘10与分拣子系统8之间均设置有一用于整平物料的滚压装置9。滚压装置9包括两个相对设置在物料上下两侧的滚压轮9-1，所述滚压轮9-1通过滚压支架9-3固定，通过滚压轮9-1对物料进行滚压，保证物料在出料时能够保持一个平整的状态，便于后面的模切；当物料模切完成时，分拣完成之后的剩余废料经另一个滚压轮9-1进行滚压后进行收料，方便收料盘10进行收料。位于下方的所述滚压轮9-1两端还设置有一圈用于给物料打定位孔的定位凸起9-2，使得物料上被打上定位孔，不需要再人工定位，操作简单。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，包括操作台、设置在操作台上的物料收放装置、CCD视觉检测子系统、至少一个分拣子系统、至少一个模切装置和还包括一PLC控制子系统，所述PLC控制子系统与所述物料收放装置、CCD视觉检测子系统、分拣子系统和模切装置电信号连接；
所述收放料装置包括放料盘和收料盘，二者通过底座固定在操作台上，所述放料盘和收料盘均连接有一驱动电机；
所述CCD视觉检测子系统包括CCD检测装置和数显操作装置，所述CCD检测装置包括设置在物料上方的CCD镜头和设置在物料下方的光源，所述CCD镜头通过CCD支架固定在操作台上，支架的一侧还连接有一计数器，CCD镜头、数显操作装置和计数器通过导线电信号连接；
所述分拣子系统设置在CCD视觉检测子系统远离放料盘的另一侧，所述分拣子系统包括分拣支架、设置在分拣支架上的分拣轨道、用于分拣的分拣装置，所述分拣装置活动地设置在分拣轨道上，包括活动滑块、用于驱动活动滑块上下活动的升降气缸和设置在活动滑块上的真空吸盘；
所述物料位于分拣子系统位置的两侧还分别设置有不良品回收箱和良品传送带，所述传送带的输出端还设置有多个成品箱；
所述模切装置包括多个模切刀，所述模切刀设置在所述放料盘和CCD视觉检测子系统之间。
2.根据权利要求1所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述CCD镜头与CCD支架之间通过一升降臂连接，所述升降臂与CCD支架之间的连接关系为滑轨连接、丝杠连接、升降气缸连接和齿轮连接中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述升降臂与CCD支架之间的连接关系为丝杠连接，所述CCD支架的顶端还设置有一用于调整升降臂高度的把手，所述CCD摄像头距离物料的垂直的高度为50mm±5mm。
4.根据权利要求1所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述数显操作装置包括一显示器，所述显示器上设置有操作按钮，顶部设置有警报信号灯。
5.根据权利要求1所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述模切刀为两组设置在圆刀支架上的圆刀，每个所述圆刀的一端均连接有一伺服电机，所述圆刀的顶部还设置有一用于调整圆刀高度的调节丝杠，所述调节丝杠固定安装在圆刀支架上。
6.根据权利要求1所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述分拣装置卡接在分拣轨道上，分拣轨道的内部设置有一分拣丝杠与分拣装置驱动连接，所述分拣丝杠连接有一分拣驱动电机。
7.根据权利要求6所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述真空吸盘设置有两个，分别位于活动滑块底部的两侧。
8.根据权利要求1所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述放料盘和模切装置之间、收料盘与分拣子系统之间均设置有一用于整平物料的滚压装置。
9.根据权利要求8所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述滚压装置包括两个相对设置在物料上下两侧的滚压轮，与所述滚压轮连接的滚压丝杠，所述滚压轮通过滚压支架固定，位于下方的所述滚压轮两端还设置有一圈用于给物料打定位孔的定位凸起。
10.根据权利要求1所述的一种适用于模切的CCD视觉检测分拣系统，其特征在于，所述操作台的底部还设置有多组升降底座和万向轮。
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