一種復合材料網片智能分揀的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，包括：帶有蓋子的落料筒，復合材料網片以上下層疊的方式置于料筒內，裝有復合材料網片的落料筒通過蓋子封閉；翻轉式機械手上料子系統；多工位轉盤出料子系統；多位智能檢測與輥輪輸送子系統，將復合材料網片依次出料至圖像處理與分揀子系統的進料工位；圖像處理與分揀子系統；智能化質量分析與決策支持子系統。本發明是基于機器視覺影像處理層疊網片智能分揀機，采用機器視覺來代替人工檢測、分揀網片，實現快速、準確的網片分揀，提高生產效率，保證成品出廠質量。
【專利說明】一種復合材料網片智能分揀機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對復合材料網片進行智能分揀的機械。
【背景技術】
[0002]復合材料網片是采用玻纖網片涂以酚醛樹脂、環氧改性樹脂烘干后沖切而成，是生產砂輪等產品的結合材料，在固體結構中起增強產品的強度、韌性和抗疲勞作用。在機械精密磨削中，所使用的砂輪是易耗部件，因而對網片需求極大。
[0003]但是國內外并未見報道有全自動的網片分揀裝備，而國內主要依靠人工分揀，自動化程度低，勞動強度大、生產效率低，嚴重制約著產品質量的提高和工人勞動條件的改善，生產成本居高不下。因此，迫切需要一種新型的網片自動分揀裝置，來解決上述難題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種全自動的網片分揀裝備。
[0005]為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，包括:
[0006]帶有蓋子的落料筒，復合材料網片以上下層疊的方式置于落料筒內，裝有復合材料網片的落料筒通過蓋子封閉；
[0007]翻轉式機械手上料子系統，用于將裝有復合材料網片的落料筒夾持至多工位轉盤出料子系統的上料工位后，將落料筒翻轉使得落料筒的蓋子朝下；
[0008]多工位轉盤出料子系統，包括圓形轉臺，圓形轉臺設有至少三個工位，分別為上料工位、去除網片粘連工位及出料工位并各有一固定在圓形轉臺上的料倉，料倉隨圓形轉臺轉動依次經過各個工位；料倉位于上料工位時，層疊的復合材料網片自抽去蓋子的落料筒落入料倉內；料倉位于去除網片粘連工位時，在料倉周圍布置有固定毛滾刷組，由伺服電機驅動位于料倉內的復合材料網片上下移動，層疊在一起的復合材料網片在上下移動過程中，與周圍的毛滾刷組的刷毛接觸并形成相對運動，毛滾刷組上的刷毛將一些彼此上下粘連的復合材料網片分離開來；料倉位于出料工位時，由伺服電機驅動層疊的復合材料網片上升，上升到位后，由間歇運動的出料輥子依次與位于最上層的復合材料網片接觸后將其分片出料至多位智能檢測與輥輪輸送子系統；
[0009]多位智能檢測與輥輪輸送子系統，將復合材料網片依次出料至圖像處理與分揀子系統的進料工位；
[0010]圖像處理與分揀子系統，至少包括進料工位、攝像工位、合格品工位及不合格品工位，復合材料網片進入進料工位后轉至攝像工位，再根據智能化質量分析與決策支持子系統給出的信號將復合材料網片轉至合格品工位或不合格品工位；
[0011]智能化質量分析與決策支持子系統，用于對位于圖像處理與分揀子系統的攝像工位的復合材料網片進行拍攝，并根據拍攝得的圖像判斷當前的復合材料網片是否為合格品，依據判斷的結果向圖像處理與分揀子系統給出相應的信號。[0012]優選地，所述翻轉式機械手上料子系統包括夾緊機構及可上下移動的托盤，所述落料筒置于托盤上，托盤上升到位后，由夾緊機構將所述落料筒夾緊后翻轉180°，所述落料筒內設有落料筒導桿，該落料筒導桿位于落料筒中心軸線，落料筒導桿的一頭固定在落料筒的筒底，便于落料筒翻轉時，落料筒內部的復合材料網片出入定位且不發生散亂，所述落料筒被夾緊機構輸送至所述多工位轉盤出料子系統的上料工位后，所述落料筒的蓋自打開，復合材料網片自由落下直至全部落入所述多工位轉盤出料子系統的上料工位的料倉中。
[0013]優選地，所述多工位轉盤出料子系統還包括固定在所述圓形轉臺上的紅外傳感器，位于所述出料工位的層疊的復合材料網片被所述伺服電機驅動上升后，由紅外傳感器檢測位于最上層的復合材料網片是否上升到位。
[0014]優選地，在所述料倉內設有可升降的下托板及上托板，下托板固定在料倉兩側的導軌上，在下托板與上托板之間設有蝶型彈簧，在導軌與料倉之間留有可容納所述毛滾刷組的間隙，由伺服電機通過滾珠絲杠驅動下托板及上托板沿著導軌上下移動。
[0015]優選地，在所述料倉內同樣設有料倉導桿，料倉導桿位于料倉的中心軸線上，貫穿于所述料倉內部的下托板及上托板后固定于料倉底部。
[0016]優選地，在所述料倉的料倉壁上對稱鏤空有數組豎直條形空隙，其中一對豎直條形空隙用于所述下托板連接所述導軌，其他組豎直條形空隙用于毛滾刷組的刷毛伸入。
[0017]優選地，所述多位智能檢測與輥輪輸送子系統包括布置在同一直線上的至少兩對傳輸輥及至少一對發射輥輪，出料輥子將所述復合材料網片出料至位于多位智能檢測與輥輪輸送子系統端部的一對傳輸棍后，經過后續的傳輸棍及發射棍輪后，由發射棍輪將所述復合材料網片發射至所述圖像處理與分揀子系統的進料工位，在相鄰兩對傳輸輥之間及相鄰的傳輸輥與發射輥輪之間均設有一個光電傳感器，由光電傳感器對經過的復合材料網片計數，在相鄰兩對傳輸輥之間或相鄰的傳輸輥與發射輥輪之間至少設有一個超聲波傳感器，由超聲波傳感器檢測經過的復合材料網片的厚度。
[0018]優選地，所述圖像處理與分揀子系統包括可旋轉的分揀轉盤，在分揀轉盤上設有與所述進料工位、所述攝像工位、所述合格品工位及所述不合格品工位的數量總和相同的復合材料網片容納空間，在每個復合材料網片容納空間均設有一個磁極落料開關，所有磁極落料開關均與所述智能化質量分析與決策支持子系統相連，在與所述合格品工位及所述不合格品工位對應位置處分別設有一個合格品出料筒及不合格品出料筒，放有復合材料網片的復合材料網片容納空間根據所述智能化質量分析與決策支持子系統給出的信號運行至合格品工位或不合格品工位后，該復合材料網片容納空間的磁極落料開關開啟后，相應的復合材料網片落入合格品出料筒或不合格品出料筒內。
[0019]本發明是基于機器視覺影像處理層疊網片智能分揀機，采用機器視覺來代替人工檢測、分揀網片，實現快速、準確的網片分揀，提高生產效率，保證成品出廠質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明提供的一種復合材料網片智能分揀機的主視圖；
[0021]圖2為本發明提供的一種復合材料網片智能分揀機的俯視圖；
[0022]圖3為多位智能檢測與輥輪輸送子系統的示意圖；[0023]圖4A為圖像處理與分揀子系統的主視圖；
[0024]圖4B為圖像處理與分揀子系統的局部立體示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0026]如圖1及圖2所示，本發明提供的一種復合材料網片智能分揀機，包括帶有蓋子的落料筒4、翻轉式機械手上料子系統、多工位轉盤出料子系統、多傳感器滾輪式輸送子系統、圖像處理與分揀子系統及質量分析與決策支持子系統。
[0027]由人工將復合材料網片3以上下層疊的方式放入落料筒4后，用蓋子將落料筒4封閉。
[0028]翻轉式機械手上料子系統包括夾緊機構19及可上下移動的托盤。裝有復合材料網片3的落料筒4置于托盤上，由托盤將落料筒4抬起，落料筒4上升到位后，由夾緊機構19將落料筒4夾緊，托盤下落復位，夾緊機構19再將落料筒4翻轉180°，使得蓋子朝下。落料筒4被夾緊機構19輸送至多工位轉盤出料子系統的上料工位A。落料筒4內設有落料筒導桿，該落料筒導桿位于落料筒4中心軸線，落料筒導桿的一頭固定在落料筒4的筒底，便于落料筒翻轉時，落料筒4內部的復合材料網片3出入定位且不發生散亂。
[0029]多工位轉盤出料子系統包括圓形轉臺2，圓形轉臺2內的料倉在上料工位A、去除網片粘連工位B、出料工位C及空料工位D間移動。在料倉內設有可升降的下托板21及上托板，下托板21固定在料倉兩側的導軌14上，在下托板21與上托板之間設有蝶型彈簧11，在導軌14與料倉之間留有可容納毛滾刷組5的間隙，由伺服電機15通過滾珠絲杠20驅動下托板21及上托板沿著導軌14上下移動。在料倉內同樣設有料倉導桿，料倉導桿位于料倉的中心軸線上，貫穿于料倉內部的下托板21及上托板后固定于料倉底部。在料倉的料倉壁上對稱鏤空有數組豎直條形空隙，其中一對豎直條形空隙用于下托板21連接導軌14，其他組豎直條形空隙用于毛滾刷組5的刷毛伸入。
[0030]當料倉位于上料工位A時，層疊的復合材料網片3自抽去蓋子的落料筒4落入料倉內的托板21上。落料筒4內的所有復合材料網片3均已出料完畢后，再由夾緊機構19將落料筒4反轉180°，夾緊機構19松開，落料筒4落在托盤上，托盤帶著空的落料筒4下降，落料筒4回到原始位置。
[0031]料倉將復合材料網片3裝載完畢后，轉動至去除網片粘連工位B。在料倉周圍布置有毛滾刷組5，由伺服電機15通過絲杠20驅動托板21沿著導軌14上下移動，托板21帶動復合材料網片3上下移動，在移動過程中，層疊的復合材料網片3與毛滾刷組5接觸，通過毛滾刷組5上的毛滾刷通過震動旋轉將粘連的復合材料網片3分離開來。
[0032]結合圖3，料倉再轉動至出料工位C，由伺服電機15通過絲杠20驅動托板21沿著導軌14上，托板21帶著層疊的復合材料網片3上升，由位于圓形轉臺2上的紅外傳感器8檢測層疊的復合材料網片3最上面一片復合材料網片3是否上升到位后，上升到位后，由出料輥子6與位于最上面一片的復合材料網片3接觸后，通過凸輪7驅動出料輥子6將位于最上面一片的復合材料網片3出料至多位智能檢測與輥輪輸送子系統，達到單片出料的目的。隨后按照固定時間間隙，伺服電機15通過絲杠20驅動托板21逐步上升，每次上升到位后，均由出料輥子6將位于最上面一片的復合材料網片3出料至多位智能檢測與輥輪輸送子系統直至將料倉內的所有復合材料網片3均出料完畢，出料完畢后，料倉轉至空料工位D等待裝料。
[0033]多傳感器滾輪式輸送子系統包括布置在同一直線上的六對傳輸棍13及至少一對發射輥輪10，每對傳輸輥13的兩個傳輸輥之間及每對發射輥輪10的兩個發射輥輪之間分別通過彈簧11相連。出料輥子6將復合材料網片3出料至位于多位智能檢測與輥輪輸送子系統端部的一對傳輸輥13后，經過后續的傳輸輥13及發射輥輪10后，由發射輥輪10將復合材料網片3發射至圖像處理與分揀子系統的進料工位。在相鄰兩對傳輸輥13之間及相鄰的傳輸輥13與發射輥輪10之間均設有一個光電傳感器12，由光電傳感器12對經過的復合材料網片3計數，在任意兩組相鄰兩對傳輸輥13之間分別設有一個超聲波傳感器9，共兩個超聲波傳感器9，由超聲波傳感器9檢測經過的復合材料網片3的厚度。
[0034]結合圖4A及圖4B，圖像處理與分揀子系統包括可旋轉的分揀轉盤18，在分揀轉盤18上設有與進料工位、攝像工位、合格品工位及不合格品工位的數量總和相同的復合材料網片容納空間，在每個復合材料網片容納空間的底部均設有一個磁極落料開關。所有磁極落料開關均與智能化質量分析與決策支持子系統相連，在與合格品工位及不合格品工位對應位置處分別設有一個合格品出料筒及不合格品出料筒。復合材料網片3出多傳感器滾輪式輸送子系統后,落入位于進料工位的復合材料網片容納空間內，該復合材料網片容納空間再轉動至攝像工位。由智能化質量分析與決策支持子系統的攝像頭22對攝像工位的復合材料網片容納空間內的復合材料網片3進行拍攝，再由該智能化質量分析與決策支持子系統對拍攝到的圖片進行圖像處理，根據圖像處理的結果判斷當前的復合材料網片3是否為合格品，若為合格品，則當前的復合材料網片容納空間運行至合格品工位后，磁極落料開關開啟，復合材料網片容納空間內的復合材料網片3落入位于合格品工位的合格品出料筒內，若為不合格品，則當前的復合材料網片容納空間運行至不合格品工位后，磁極落料開關開啟，復合材料網片容納空間內的復合材料網片3落入位于不合格品工位的不合格品出料筒內。本領域技術人員還可以根據需要將不合格品按照形狀、平整度、顏色、尺寸這四個方面來分類，并根據圖像處理的結果將不合格品根據不同分類落入不同的不合格品出料筒內。
【權利要求】
1.一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，包括: 帶有蓋子的落料筒(4)，復合材料網片(3)以上下層疊的方式置于落料筒(4)內，裝有復合材料網片(3)的落料筒(4)通過蓋子封閉； 翻轉式機械手上料子系統，用于將裝有復合材料網片(3)的落料筒(4)夾持至多工位轉盤出料子系統的上料工位(A)后，將落料筒(4)翻轉使得落料筒(4)的蓋子朝下； 多工位轉盤出料子系統，包括圓形轉臺(2)，圓形轉臺(2)設有至少三個工位，分別為上料工位(A)、去除網片粘連工位(B)及出料工位(C)并各有一固定在圓形轉臺(2)上的料倉，料倉隨圓形轉臺(2)轉動依次經過各個工位；料倉位于上料工位(A)時，層疊的復合材料網片(3)自抽去蓋子的落料筒(4)落入料倉內；料倉位于去除網片粘連工位(B)時，在料倉周圍布置有固定毛滾刷組(5)，由伺服電機(15)驅動位于料倉內的復合材料網片(3)上下移動，層疊在 一起的復合材料網片(3)在上下移動過程中，與周圍的毛滾刷組(5)的刷毛接觸并形成相對運動，毛滾刷組(5)上的刷毛將一些彼此上下粘連的復合材料網片(3)分離開來；料倉位于出料工位(C)時，由伺服電機(15)驅動層疊的復合材料網片(3)上升，上升到位后，由間歇運動的出料輥子(6)依次與位于最上層的復合材料網片(3)接觸后將其分片出料至多位智能檢測與輥輪輸送子系統； 多位智能檢測與輥輪輸送子系統，將復合材料網片(3)依次出料至圖像處理與分揀子系統的進料工位； 圖像處理與分揀子系統，至少包括進料工位、攝像工位、合格品工位及不合格品工位，復合材料網片(3)進入進料工位后轉至攝像工位，再根據智能化質量分析與決策支持子系統給出的信號將復合材料網片(3)轉至合格品工位或不合格品工位； 智能化質量分析與決策支持子系統，用于對位于圖像處理與分揀子系統的攝像工位的復合材料網片(3)進行拍攝，并根據拍攝得的圖像判斷當前的復合材料網片(3)是否為合格品，依據判斷的結果向圖像處理與分揀子系統給出相應的信號。
2.如權利要求1所述的一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，所述翻轉式機械手上料子系統包括夾緊機構(19)及可上下移動的托盤，所述落料筒(4)置于托盤上，托盤上升到位后，由夾緊機構(19)將所述落料筒(4)夾緊后翻轉180°，所述落料筒(4)內設有落料筒導桿，該落料筒導桿位于落料筒(4)中心軸線，落料筒導桿的一頭固定在落料筒(4)的筒底，便于落料筒翻轉時，落料筒(4)內部的復合材料網片(3)出入定位且不發生散亂，所述落料筒(4)被夾緊機構(19)輸送至所述多工位轉盤出料子系統的上料工位(A)后，所述落料筒(4)的蓋自打開，復合材料網片(3)自由落下直至全部落入所述多工位轉盤出料子系統的上料工位(A)的料倉中。
3.如權利要求1所述的一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，所述多工位轉盤出料子系統還包括固定在所述圓形轉臺(2)上的紅外傳感器(8)，位于所述出料工位(C)的層疊的復合材料網片(3)被所述伺服電機(15)驅動上升后，由紅外傳感器(8)檢測位于最上層的復合材料網片(3)是否上升到位。
4.如權利要求1所述的一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，在所述料倉內設有可升降的下托板(21)及上托板，下托板(21)固定在料倉兩側的導軌(14)上，在下托板(21)與上托板之間設有蝶型彈簧(11)，在導軌(14)與料倉之間留有可容納所述毛滾刷組(5)的間隙，由伺服電機(15)通過滾珠絲杠(20)驅動下托板(21)及上托板沿著導軌(14)上下移動。
5.如權利要求4所述的一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，在所述料倉內同樣設有料倉導桿，料倉導桿位于料倉的中心軸線上，貫穿于所述料倉內部的下托板(21)及上托板后固定于料倉底部。
6.如權利要求4所述的一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，在所述料倉的料倉壁上對稱鏤空有數組豎直條形空隙，其中一對豎直條形空隙用于所述下托板(21)連接所述導軌(14)，其他組豎直條形空隙用于毛滾刷組(5)的刷毛伸入。
7.如權利要求4所述的一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，所述多位智能檢測與輥輪輸送子系統包括布置在同一直線上的至少兩對傳輸輥(13)及至少一對發射輥輪(10)，出料輥子(6)將所述復合材料網片(3)出料至位于多位智能檢測與輥輪輸送子系統端部的一對傳輸棍(13)后,經過后續的傳輸棍(13)及發射棍輪(10)后，由發射棍輪(10)將所述復合材料網片(3)發射至所述圖像處理與分揀子系統的進料工位，在相鄰兩對傳輸棍(13)之間及相鄰的傳輸棍(13)與發射棍輪(10)之間均設有一個光電傳感器(12),由光電傳感器(12)對經過的復合材料網片(3)計數，在相鄰兩對傳輸輥(13)之間或相鄰的傳輸輥(13)與發射輥輪(10)之間至少 設有一個超聲波傳感器(9)，由超聲波傳感器(9)檢測經過的復合材料網片(3)的厚度。
8.如權利要求1所述的一種復合材料網片智能分揀機，其特征在于，所述圖像處理與分揀子系統包括可旋轉的分揀轉盤(17)，在分揀轉盤(17)上設有與所述進料工位、所述攝像工位、所述合格品工位及所述不合格品工位的數量總和相同的復合材料網片容納空間，在每個復合材料網片容納空間均設有一個磁極落料開關，所有磁極落料開關均與所述智能化質量分析與決策支持子系統相連，在與所述合格品工位及所述不合格品工位對應位置處分別設有一個合格品出料筒及不合格品出料筒，放有復合材料網片(3)的復合材料網片容納空間根據所述智能化質量分析與決策支持子系統給出的信號運行至合格品工位或不合格品工位后，該復合材料網片容納空間的磁極落料開關開啟后，相應的復合材料網片(3)落入合格品出料筒或不合格品出料筒內。
【文檔編號】B07C5/02GK103934219SQ201410172966
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】閆如忠, 易濤, 王建康, 劉振通, 閆夙, 祝賀, 浦擎新, 賈俊陽, 熊學文, 楊旭 申請人:東華大學