專利名稱：酸奶紙杯在線轉盤檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，是主要適用于紙制品生產企業酸 奶紙杯機制成品的質量在線檢測的儀器，它可以在生產線上對制成品進行高速檢測，極大 地提高檢測速度。
背景技術：
隨著紙制品生產技術的發展，紙杯機的生產速度也越來越高，其制成品的質量如 用人工進行檢測，不僅對檢測人員的素質有較高要求，也增加了工人的勞動強度。而長時間 高緊張、快節奏的工作，既使工人容易疲勞，也增加了誤檢、漏檢的幾率。盡管目前市場上已 有了紙杯紙碗檢測儀，但其并不適用于酸奶紙杯的檢測。因為酸奶紙杯的外形特殊，杯身 細而高，在一般紙杯紙碗檢測儀內的輸送線上，酸奶紙杯極易發生傾倒、跌落等意外情況， 從而使得檢測過程難于正常進行。而本實用新型是專門針對酸奶紙杯制成品的檢測而開發 的，不僅能保證長期穩定地進行檢測工作，而且檢測速度非常高，可達150個/分，也極大地 降低了誤檢、漏檢的幾率。
發明內容本實用新型的目的是提供一種適用于酸奶紙杯制成品的在線轉盤檢測儀(以下 簡稱檢測儀)，要解決的技術問題是以機器視覺系統和轉盤式工位送進裝置為核心，輔以 其他必要的組件，對酸奶紙杯制成品的質量狀況進行檢測和判定，檢出合格品和廢次品，在 進行分類收集的同時，并給出合格品和各類殘次品的統計數據。本實用新型采用了下述技術方案轉盤檢測儀由機架、下杯組件、傳動系統(含轉 盤組件)、機器視覺檢測系統(含顯示器)、氣路系統、排廢組件、出杯組件和電氣控制系統 組成，轉盤檢測儀整機外觀主視圖、右視圖。見圖1、圖2。酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是由機架、下杯組件、傳動系統、機器視覺檢測 系統、氣路系統、廢次品排出組件、合格品出杯組件和電氣控制系統等組成；傳動系統包括 轉盤組件，在轉盤組件上部有廢次品排出組件、合格品出杯組件、下杯組件、應急排出通道， 在轉盤組件上部有機器視覺系統中的2組圖像采集組件每組圖像采集組件均為一臺相機 和一個光源組合在一起。所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是傳動系統為分路傳動系統，有三條傳 動路線，包括第一條為主傳動路線，其聯接關系為主動鏈輪安裝在電機減速器的輸出軸上，從 動鏈輪安裝在分度器的輸入軸上，分度器的輸出軸通過聯軸器與轉盤組件相聯；第二條傳動路線結構是分度器的另一端連接聯軸器，通過聯軸器聯接主動傘齒 軸，主動傘齒軸的另一端裝有偏心軸；偏心軸、拉桿、銷軸、擺動桿順次連接，擺動桿的上端 與擺動軸的一端連接，長擺桿的一端與擺動軸的另一端連接；長擺桿的另一端與支桿軸連 接；支桿軸上端與壓板固定連接；頂桿擺臂安裝在擺動軸一端，頂桿、銷軸、聯桿、頂桿擺臂順次連接，在頂桿上端有吹氣頭；第三條傳動路線為分度器輸出軸、聯軸器、主動傘齒輪軸、主動傘齒輪、從動傘齒 輪、立傘齒軸、聯軸器順次連接，聯軸器連接主動帶輪軸和主動帶輪。所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是廢次品排出組件的主要組成元件 排廢管道置于轉盤上方左側的適當位置，通過固定環固定于機架上，其下端是進口，進口的 正下方是吹氣頭，吹氣頭與其下面的氣缸用螺紋連接在一起；合格品出杯組件的組成合 格品輸出管安排在排廢管道右側，兩者的外形、結構和安裝連接方式均相同，合格品輸出管 進口的正下方是吹氣頭，吹氣頭與其下面的頂桿固定聯接在一起。 所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是下杯組件中含管道，小帶輪，大帶輪， 螺旋輪，傳動皮帶和主動帶輪，大帶輪、小帶輪和螺旋輪通過軸、軸套、安裝板和支撐桿安裝 于管道四周的適當位置，四個螺旋輪分別固定于四個大帶輪上，傳動皮帶包繞大、小帶輪和 主動帶輪。所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是機器視覺系統的檢測元件主要有超 高分辨率相機、光源、光源和相機支承組件、傳感器及其支架，另有顯示器、鍵盤、電腦主機； 一臺相機和一個光源組合在一起安裝在光源相機的支承組件上，光源相機的支承組件安裝 在轉盤的上方空間位置。圖1酸奶紙杯在線轉盤檢測儀整機外觀主視圖。圖中編號為Al.可調支足A2.內 置傳動系統的門A3.機架A4.內置機器視覺系統的主體部份的門A5.顯示器A6.鍵 盤A7.內置傳動系統的門圖2酸奶紙杯在線轉盤檢測儀整機外觀右視圖。圖中編號為Bi.應急排出通道、 B2.多層式警示燈檢測儀工作時，下杯機構使酸奶紙杯制成品按序列排列，順次進入轉盤上的杯座。 轉盤作為制成品的載體，在其轉動過程中使酸奶紙杯制成品進入各個具有不同作用的工 位。隨著轉盤的轉動，每一制成品均將依次通過各個工位，在通過檢測工位時接受機器視覺 系統的檢測。機器視覺系統對置于轉盤上的制成品自動進行拍照、分析和判斷，及時判定制 成品的質量狀況，并根據判斷結果對執行機構發出指令，執行機構按指令作出相應的反應。 對合格品，在其進入出杯工位時將其從出杯管道送出，如檢出廢次品，待其進入排廢工位時 將其從排廢管道排出。檢測儀的組成結構見圖3、圖4、圖5。圖3酸奶紙杯在線轉盤檢測儀整機主視圖(拆去部份門扇和電機、減速器等)圖 中編號Cl.機架C2.傳動系統C3.氣路系統C4.廢次品排出組件C5.合格品出杯組件 C6.下杯組件C7.應急排出通道C8.轉盤組件圖4酸奶紙杯在線轉盤檢測儀整機右視圖(拆去機架右側外部防護板)圖中編 號Dl.機器視覺系統中的圖像采集組件C2.傳動系統(含電機、減速器、分度器、轉盤等) C6.下杯組件圖5酸奶紙杯在線轉盤檢測儀整機俯視圖(拆去機架頂部防護板再行局部剖視) El.氣路系統中的氣源(渦旋風機)G2.從動鏈輪E3.減速電動機Gl.主動鏈輪G4.轉盤E6.第二取像位E7.第一取像位本實用新型的效益替代人工勞動，減少用工數量，大幅提高檢測效率，并大大降 低制成品的錯檢率、漏檢率，提高企業生產效率，降低生產成本。此外，還可對合格品和各類廢次品的檢測數據進行統計運算，幫助生產管理部門快速找出造成廢次品的原因，及時改 進生產工藝，提高產品合格率和勞動生產率。
[0021]圖1本實用新型整機外觀主視圖。[0022]圖2本實用新型整機外觀右視圖。[0023]圖3本實用新型整機主視圖。[0024]圖4本實用新型整機右視圖。[0025]圖5本實用新型整機俯視圖。[0026]圖6本實用新型中下杯組件。[0027]圖7本實用新型中傳動系統主視圖。[0028]圖8本實用新型中傳動系統右視圖。[0029]圖9本實用新型中機器視覺系統主視圖。[0030]圖10本實用新型中機器視覺系統俯視圖。[0031]圖11本實用新型中廢次品排出組件和合格品出杯組件主視圖。[0032]圖12本實用新型中氣路系統原理圖。[0033]圖13為圖6中B-B方向剖視圖。
具體實施方式
見圖3、圖4，酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，由機架Cl、下杯組件C6、傳動系統C2、機器 視覺檢測系統、氣路系統C3、廢次品排出組件C4、合格品出杯組件C5和電氣控制系統等組 成。傳動系統C2包括轉盤組件C8，在轉盤組件C8上部有廢次品排出組件C4、合格品出杯 組件C5、下杯組件C6、應急排出通道C7，見圖9，在轉盤組件C8上部有機器視覺系統中的2 組圖像采集組件D1、D2，每組圖像采集組件均為一臺相機J4和一個光源組合在一起。機器 視覺檢測系統含顯示器A5、電腦主機。檢測儀組成部份中的機架Cl，為其他所有組成部份 提供收納、支承、連接和防護，保證了其他各部份的零部件固定于正常的工作位置，是轉盤 檢測儀正常工作的基礎。圖6為下杯組件C6。其中Fl.管道F2.小帶輪F3安裝板F4.支撐桿F5.大 帶輪軸套F6.大帶輪F7.螺旋輪圖13為圖6中B-B方向剖視圖，在下杯組件C6中有主動帶輪H44和傳動皮帶 F8。下杯組件C6如圖6所示，并參見圖3、圖4。下杯組件C6中含管道F1，小帶輪F2， 大帶輪F6，螺旋輪F7，傳動皮帶F8和主動帶輪H44，這些帶輪和螺旋輪通過軸、軸套、安裝板 和支撐桿等安裝于管道四周的適當位置，四個螺旋輪F7分別固定于四個大帶輪F6上，傳動 皮帶F8以一定方式包繞大帶輪F6、小帶輪F2和主動帶輪H44。主動帶輪H44由主動帶輪 軸驅動旋轉，通過皮帶傳動使四個大帶輪F6和小帶輪F2 —起旋轉，同時四個螺旋輪F7也 隨著一起旋轉，從管道Fl上端下來的酸奶紙杯制成品在螺旋輪F7的控制和帶動下以一定 的速度和時間間隔一個接一個地下落，分別進入轉盤上的不同杯座中，隨著轉盤的轉動，各 個酸奶紙杯制成品依次進入后續的各個不同工位，接受機器視覺系統的檢測和評定。圖13中有主動帶輪軸H45。圖7傳動系統主視圖。Gl.主動鏈輪 G2.從動鏈輪 G3.軸承支座G4.轉盤 G5.杯座G6.聯軸器G7.擺動軸G8.支桿軸G9.支桿G13.壓板G14.連桿G15. 導向桿G16.滑座G17.銅套G18.連軸器G19.立傘齒軸G20.上端蓋G21.偏心軸 G22.側端蓋G23.框座G24.從動傘齒輪G25.主動傘齒輪G26.主動傘齒軸G27.連 軸器G28.過渡板G29.分度器G30.電機減速器G31.隔套G32.擋套G33.壓蓋 G34.連接位置G35.連接位置H40.擺動桿H44.主動帶輪H45.主動帶輪軸轉盤組 件C8圖8傳動系統右視圖。H34.吹氣頭H35.銅套H36.頂桿H37.銷軸H38.聯桿 H39.頂桿擺臂H40.擺動桿H41.銷軸H42.拉桿H43.長擺桿H44.主動帶輪H45. 主動帶輪軸Gl.主動鏈輪G9.支桿G13.壓板傳動系統如圖7、圖8所示，同時參閱圖4、圖5。傳動系統為分路傳動系統，有三條 傳動路線，分述如下見圖7，第一條為主傳動路線，其聯接關系為主動鏈輪Gl安裝在電機減速器G30 的輸出軸上，見圖5，從動鏈輪G2安裝在分度器G29的輸入軸上，見圖7，分度器G29的輸出 軸通過聯軸器G6與轉盤組件C8(含軸、軸端法蘭、壓板、連接螺釘等)的相聯。當電機轉動 時，電機一減速器G30 —主動鏈輪Gl —鏈條一從動鏈輪G2 —分度器G29輸入軸，一分度器 G29輸出軸一聯軸器G6 —轉盤組件C8 —轉盤G4這條傳動鏈上的所有主動件和從動件均同 時運動起來，轉盤的轉動就使置于杯座G5內的酸奶紙杯制成品順次通過各個工位，然后從 合格品出杯組件C5或廢次品排出組件C4的排出管道排出。見圖7。見圖7，第二條傳動路線結構是分度器G29的另一端連接聯軸器G27，通過聯軸器 G27聯接主動傘齒軸G26，主動傘齒軸G26的另一端裝有偏心軸G21 ；見圖8，偏心軸G21、拉 桿H42、銷軸H41、擺動桿H40順次連接；見圖7，擺動桿H40的上端與擺動軸G7的一端連接， 即圖7中G31處連接位置；長擺桿H43的一端與擺動軸G7的另一端連接，即圖7中左端G35 處連接位置；見圖8，長擺桿H43的另一端與支桿軸G9連接；支桿軸G9上端與壓板G13固 定連接；見圖8，頂桿擺臂H39安裝在擺動軸G7 —端，頂桿H36、銷軸H37、聯桿H38、頂桿擺 臂H39順次連接，在頂桿H36上端有吹氣頭H34用于吹出高壓氣流。這條傳動路線的工作原理是將電機的運動和轉矩從分度器G29的輸入軸另一端 輸出，通過聯軸器聯接主動傘齒軸G26，主動傘齒軸G26傘齒軸的另一端裝有偏心軸G21，見 圖8，其后的傳動路線為偏心軸G21 —拉桿H42 —銷軸H41 —擺動桿H40 —擺動軸G7，至 此，分度器G29輸入軸的連續轉動變成了擺動桿H40繞擺動軸G7軸心的往復擺動，這樣就 使得分別裝于擺動軸G7兩端上的頂桿擺臂H39和長擺桿H43也同時作繞擺動軸G7軸心的 往復擺動，長擺桿H43的往復擺動驅使支桿軸G9沿其本身的軸心線方向作一上一下的直線 運動，帶動與其固聯的壓板G13作相同的運動，這就使得每一從下杯組件進入轉盤杯座的 酸奶杯制成品到達此工位時經受壓板G13的一次輕拍動作，對各酸奶杯制成品在杯座中的 位置進行校正，以作好進入檢測的準備。此外，裝于擺動軸G7上的頂桿擺臂H39也在隨擺 動軸G7作往復擺動，通過聯桿H38使頂桿H36作沿其軸心的直線上下往復運動，當其向上 運動時，就使進入該工位的酸奶紙杯合格品受到一個向上的推力，在吹氣頭H34吹出的高壓氣流的共同作用下，將紙杯合格品從合格品出杯組件C5排出，共同完成出杯工作。見圖7，第三條傳動路線的主要組成零件有分度器G29輸出軸、聯軸器G27、主動 傘齒輪軸G26、主動傘齒輪G25、從動傘齒輪G24、立傘齒軸G19、聯軸器G18順次連接，(見圖 6、圖7、圖8、圖13)聯軸器G18連接主動帶輪軸H45和主動帶輪H44，然后與傳動皮帶F8、大 帶輪F6和小帶輪F2連接。運動和動力的傳遞方向為分度器G29輸入軸一聯軸器G27 — 主動傘齒輪軸G26 —主動傘齒輪G25 —從動傘齒輪G24 —立傘齒軸G19 —聯軸器G18 —見 圖8主動帶輪軸H45 —主動帶輪H44 —傳動皮帶一下杯組件C6的大帶輪F6及小帶輪F2， 這路傳動的作用是與下杯組件C6協同作用完成下杯的過程(見前述)。機器視覺系統組成和布局見圖9、圖10。圖9機器視覺系統主視圖。Jl.傳感器及其支架J2.光源相機支承組件Dl.機器 視覺系統中的第1個圖像采集組件D2.機器視覺系統中的第2個圖像采集組件G4.轉 盤C8.轉盤組件J4.相機圖10機器視覺系統俯視圖。機器視覺系統的檢測元件主要有超高分辨率相機J4、 光源J5、光源相機支承組件J2、傳感器及其支架J1，另有顯示器、鍵盤、電腦主機和相關軟、 硬件及其他必要的電子元器件和連接線路等(圖中未表達，參見前面附圖和表述)。一臺 相機J4和一個光源J5組合在一起安裝在光源相機的支承組件J2上，光源相機的支承組件 J2安裝在轉盤4的上方空間位置。光源和相機協同工作。當酸奶紙杯制成品進入檢測工位時，各臺相機即針對不同的部位進行拍照，然后 將獲取的信息傳入計算機進行分析、判斷和處理，執行機構根據計算機的處理結果執行不 同的指令。如為廢次品，待其進入排廢工位時，即由廢次品排出組件將其排出，如為合格品， 則在進入出杯工位時由合格品出杯組件送出。圖11廢次品排出組件C4和合格出杯組件C5主視圖。編號為Kl.氣缸K2.吹氣 頭K3.頂桿(同時見圖十)K4.吹氣頭K5.進氣管K6.排廢管道K7.固定環K8.合 格品輸出管 K9.負壓管 K10.輸氣管 Kll.三通接頭K12.輸氣管 K13.廢次品出口 K14.合格品出口 K15.連接至排廢管道所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是廢次品排出組件C4的主要組成元 件排廢管道K6置于轉盤上方左側的適當位置，通過固定環固定于機架上，其下端是進口， 進口的正下方是吹氣頭K2，吹氣頭K2與其下面的氣缸Kl用螺紋連接在一起；合格品出杯 組件C5的組成合格品輸出管K8安排在排廢管道K6右側，兩者的外形、結構和安裝連接方 式均相同，合格品輸出管K8進口的正下方是吹氣頭K4，吹氣頭K4與其下面的頂桿K3固定 聯接在一起。廢次品排出組件和合格品出杯組件主視圖見圖11。當被檢出的酸奶紙杯廢次品 經轉盤轉動送至排廢工位時，機器視覺系統發出排廢指令，此時氣缸活塞桿Kl上推，吹氣 頭K2在被帶著向上運動的同時吹出高壓氣體，酸奶杯廢次品在這兩種力量的同時作用下 向上運動至排廢管道的下端進口處，受到該處負壓氣流的吸力和吹氣頭氣體的推力而進入 管中，迅速被高速流動的氣流吹出管口，完成一個排廢工作流程。當酸奶紙杯合格品經轉盤 轉動送至排廢工位時，因機器視覺系統發出的是出杯指令，排廢組件沒有反映，轉盤轉至下 一工位即出杯工位時，頂桿K3上推，吹氣頭K4上推的同時吹出高壓氣體，酸奶杯被送至出 杯管道下端進口處，以下的過程和排廢工位相同，紙杯被送出出杯管道出口。[0053]圖12氣路系統原理圖。Li.渦旋風機L2.氣管L3.氣缸L4.三通接頭L5.吹 氣頭L6.吹氣頭L7. 二聯件L8.三通接頭L9.四通接頭L10.三通接頭Lll.電 磁閥 L12.節流閥 L13.直接頭 L14.電磁閥 L15.消聲節流閥 L16.電磁閥 L17. 連接至合格品管道L18.連接至廢次品管道L19.連接至匯流裝置的管道氣路系統原理圖見圖12。氣路系統的作用前已述及，在此不予贅述。
權利要求酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是由機架(C1)、下杯組件(C6)、傳動系統(C2)、機器視覺檢測系統、氣路系統(C3)、廢次品排出組件(C4)、合格品出杯組件(C5)和電氣控制系統等組成；傳動系統(C2)包括轉盤組件(C8)，在轉盤組件(C8)上部有廢次品排出組件(C4)、合格品出杯組件(C5)、下杯組件(C6)、應急排出通道(C7)，在轉盤組件(C8)上部有機器視覺系統中的2組圖像采集組件(D1、D2)每組圖像采集組件均為一臺相機(J4)和一個光源(J5)組合在一起。
2.根據權利要求1所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是傳動系統(C2)為分路 傳動系統，有三條傳動路線，包括第一條為主傳動路線，其聯接關系為主動鏈輪(Gl)安裝在電機減速器(G30)的輸出 軸上，從動鏈輪(G2)安裝在分度器(G29)的輸入軸上，分度器(G29)的輸出軸通過聯軸器 (G6)與轉盤組件(C8)相聯；第二條傳動路線結構是分度器(G29)的另一端連接聯軸器(G27)，通過聯軸器(G27) 聯接主動傘齒軸(G26)，主動傘齒軸(G26)的另一端裝有偏心軸(G21)；偏心軸(G21)、拉 桿(H42)、銷軸(H41)、擺動桿(H40)順次連接，擺動桿(H40)的上端與擺動軸(G7)的一端 (G31)連接，長擺桿(H43)的一端與擺動軸(G7)的另一端(G32)連接；長擺桿(H43)的另 一端與支桿軸(G9)連接；支桿軸(G9)上端與壓板(G13)固定連接；頂桿擺臂(H39)安裝在 擺動軸(G7) 一端，頂桿(H36)、銷軸(H37)、聯桿(H38)、頂桿擺臂(H39)順次連接，在頂桿 (H36)上端有吹氣頭(H34)；第三條傳動路線為分度器(G29)輸出軸、聯軸器(G27)、主動傘齒輪軸(G26)、主動傘 齒輪(G25)、從動傘齒輪(G24)、立傘齒軸(G19)、聯軸器(G18)順次連接，聯軸器(G18)連接 主動帶輪軸(H45)和主動帶輪(H44)。
3.根據權利要求2所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是廢次品排出組件(C4) 的主要組成元件排廢管道(K6)置于轉盤上方左側的適當位置，通過固定環固定于機架 上，其下端是進口，進口的正下方是吹氣頭(K2)，吹氣頭(K2)與其下面的氣缸(Kl)用螺紋 連接在一起；合格品出杯組件(C5)的組成合格品輸出管(K8)安排在排廢管道(K6)右 側，兩者的外形、結構和安裝連接方式均相同，合格品輸出管(K8)進口的正下方是吹氣頭 (K4)，吹氣頭(K4)與其下面的頂桿(K3)固定聯接在一起。
4.根據權利要求3所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是下杯組件(C6)中含 管道(Fl)，小帶輪(F2)，大帶輪(F6)，螺旋輪(F7)，傳動皮帶(F8)和主動帶輪(H44)，大 帶輪、小帶輪和螺旋輪(F7)通過軸、軸套、安裝板和支撐桿安裝于管道四周的適當位置，四 個螺旋輪(F7)分別固定于四個大帶輪(F6)上，傳動皮帶(F8)包繞大、小帶輪和主動帶輪 (H44)。
5.根據權利要求1或3或4所述的酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是機器視覺系 統的檢測元件主要有超高分辨率相機(J4)、光源(J5)、光源和相機支承組件(J2)、傳感器 及其支架(Jl)，另有顯示器、鍵盤、電腦主機；一臺相機(J4)和一個光源(J5)組合在一起 安裝在光源相機的支承組件(J2)上，光源相機的支承組件(J2)安裝在轉盤(G4)的上方空 間位置。
專利摘要酸奶紙杯在線轉盤檢測儀，其特征是傳動系統包括轉盤組件，在轉盤組件上部有廢次品排出組件、合格品出杯組件、下杯組件、應急排出通道，在轉盤組件上部有機器視覺系統中的圖像采集組件。機器視覺系統對置于轉盤上的制成品自動進行拍照、分析和判斷，及時判定制成品的質量狀況，并根據判斷結果對執行機構發出指令，執行機構按指令作出相應的反應。對合格品，在其進入出杯工位時將其從出杯管道送出，如果檢出廢次品，待其進入排廢工位時將其從排廢管道排出。
文檔編號G01N21/89GK201666880SQ201020101599
公開日2010年12月8日 申請日期2010年1月26日 優先權日2010年1月26日
發明者曹天清, 陳健, 陳剛 申請人:四川索牌機電制造有限公司