CN112547552A - 一种基于机器视觉的产品分拣*** - Google Patents
一种基于机器视觉的产品分拣*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于机器视觉的产品分拣***,包括主输送辊床、图像识别机构、分拣转运机构以及各个分支输送辊床。该基于机器视觉的产品分拣***利用图像识别机构对主输送辊床上运输的产品进行图像识别,确定各个产品需要进行的下一道加工工序,从而利用分拣转运机构将产品转运至相应的分支输送辊床,运输至对应的加工设备处,实现了产品的自动化识别和转运,提高了产品的加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种产品分拣***,尤其是一种基于机器视觉的产品分拣***。
背景技术
现有的机械结构产品生产线中,为了缩小生产线的规模,常常将需要相同处理工艺的不同类别产品共同送入一个工艺设备内进行处理,再对混合处理后的不同类别产品进行人工分类送入其他工艺处理设备处,这个方法虽然能够充分利用现有的工艺处理设备,但是需要进行混合后的人工分拣,使得生产效率降低了。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种基于机器视觉的产品分拣***,能够对产品进行识别,从而确定后续的加工工序,并自动转运至相应的加工设备处,提高产品加工效率。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种基于机器视觉的产品分拣***,包括主输送辊床、图像识别机构、分拣转运机构以及各个分支输送辊床;
图像识别机构包括控制箱体、识别安装支架以及图像识别相机;控制箱体通过识别安装支架安装在主输送辊床上方;在控制箱体内安装有控制器、WiFi模块以及存储器;图像识别相机安装在控制箱体的下侧;
分拣转运机构包括转运辊床、横移转运机构以及阻挡限位机构;转运辊床对接安装在主输送辊床的下料侧,用于对产品进行纵向输送;横移转运机构安装在转运辊床上,用于对产品进行横向输送;阻挡限位机构安装在转运辊床的下料侧,用于对下料侧的产品进行阻挡控制;
各个分支输送辊床横向分布对接安装在转运辊床的下料侧,用于在阻挡限位机构撤销阻挡后接收对应的产品;
控制器分别与WiFi模块、存储器以及图像识别相机电连接,并对横移转运机构以及阻挡限位机构进行协调控制。
进一步的,转运辊床包括下层底板、上层底板、中间支撑柱以及两块端面侧板;中间支撑柱支撑安装在上层底板与下层底板之间;两块端面侧板分别竖向安装在上层底板的左右侧边上,并在两块端面侧板之间横向旋转式安装有各个转运输送辊;在下层底板上设置有转运驱动电机,且转运驱动电机通过链轮结构驱动其中一个转运输送辊旋转;在各个转运输送辊的端部均设置有转运同步齿轮,且各个转运同步齿轮通过转运同步链条同步旋转驱动;在下层底板的下侧面上设置有底部支撑腿;在控制箱体内设置有与控制器电连接的转运驱动电路;转运驱动电路与转运驱动电机电连接,控制器通过转运驱动电路驱动转运驱动电机旋转工作。
进一步的,横移转运机构包括横移驱动电机以及各个横移驱动单元;横移驱动单元包括升降支撑底座、方形升降座、升降支撑滑块、水平推动气缸以及两个横移驱动橡胶轮;在上层底板上且靠近下料侧处横向间隔分布设置有各个升降贯穿窗口;各个升降支撑底座横向间隔分布设置在下层底板上且分别位于各个升降贯穿窗口的下方;在升降支撑底座的顶部竖向设置有升降方孔,方形升降座的下端竖向安装在升降方孔中,且方形升降座的下端面设置有上侧挤压坡面;在升降支撑底座的侧边设置有与升降方孔垂直连通的抽插方孔;升降支撑滑块的一端插装在抽插方孔中,并在升降支撑滑块的***端上设置有下侧挤压坡面;上侧挤压坡面与下侧挤压坡面相挤压配合;水平推动气缸安装在下层底板上,且水平推动气缸的活塞杆端部固定安装在升降支撑滑块上;在水平推动气缸的进出气管路上串接有与控制器电连接的升降电控气阀;两个横移驱动橡胶轮通过两个竖向滚轮支座旋转式安装在方形升降座的上端面上方,且在方形升降座上升至高位时横移驱动橡胶轮由相邻两个转运输送辊之间局部凸出;两个横移驱动橡胶轮的滚轮轮轴位于同一纵向轴线上,并在两根滚轮轮轴端部上均固定设置有一个上侧滚轮驱动齿轮;在方形升降座的上端面上且位于两个竖向滚轮支座之间设置有顶部凹槽,并在顶部凹槽内纵向旋转式安装有一根旋转传动轴;在旋转传动轴的中部固定安装有一个中部传动齿轮,在旋转传动轴的两端均固定安装有一个下侧滚轮驱动齿轮;上侧滚轮驱动齿轮与对应侧的下侧滚轮驱动齿轮通过滚轮驱动链条旋转传动;在各个方形升降座的上部侧边设置有一个竖向条形轴孔,且竖向条形轴孔与顶部凹槽相连通;在上层底板的下侧面上且靠近各个升降贯穿窗口处均纵向旋转式安装有一根齿轮转轴,且齿轮转轴的一端由竖向条形轴孔伸入顶部凹槽内;在齿轮转轴的伸入端上固定安装有一个传动小齿轮,且在方形升降座上升至高位时中部传动齿轮与传动小齿轮相啮合;在各个齿轮转轴的外端部上均固定安装有一个横移驱动齿轮;横移驱动电机固定安装在上层底板的下侧面上,并通过横移同步链条同步驱动各个横移驱动齿轮同步旋转;在控制箱体内设置有与控制器电连接的横移驱动电路;横移驱动电路与横移驱动电机电连接,控制器通过横移驱动电路驱动横移驱动电机旋转工作。
进一步的,阻挡限位机构包括各个阻挡限位单元;各个阻挡限位单元均包括阻挡限位板以及隔挡驱动气缸;在上层底板上且位于下料侧边缘处横向间隔设置有各个条形升降孔;各个阻挡限位板分别竖向贯穿各个条形升降孔,并在各个阻挡限位板的下侧边上均固定设置有一个下侧条形支撑板;各个隔挡驱动气缸均竖向安装在下层底板上,且各个隔挡驱动气缸的活塞杆端部分别固定安装在各个下侧条形支撑板的下侧面中部;在各个隔挡驱动气缸的进出气管路上均串接有与控制器电连接的隔挡电控气阀;在阻挡限位板上升至隔挡位置时下侧条形支撑板支撑在上层底板的下侧面上。
进一步的,主输送辊床包括两块条形侧边板、辊床底板、主输送驱动电机以及两块侧边条形挡板;两块条形侧边板分别安装在辊床底板的左右两侧长度边缘上;在两块条形侧边板之间旋转式安装有各个主输送支撑辊,且各个主输送支撑辊等间隔平行设置;其中一根主输送支撑辊的端部伸出条形侧边板外,并在伸出端部上固定安装有主驱动齿轮;主输送驱动电机通过主驱动链条带动主驱动齿轮旋转;在各个主输送支撑辊的端部还固定安装有主辊同步齿轮,并在相邻主输送支撑辊的主辊同步齿轮上安装有主辊同步链条进行同步传动;在辊床底板的底部侧边上安装有支撑底脚;两块侧边条形挡板通过各个侧边调节架分别安装在两块条形侧边板的上方。
进一步的,在侧边条形挡板上且位于上料侧和下料侧分别设置有与控制器电连接的上料侧位置传感器和下料侧位置传感器;在控制箱体内设置有与控制器电连接的主路驱动电路,主路驱动电路与主输送驱动电机电连接,控制器通过主路驱动电路驱动主输送驱动电机旋转工作。
进一步的,在辊床底板的上侧面且靠近上料侧位置处横向间隔设置有各个底部位置传感器;控制器与各个底部位置传感器电连接;在控制箱体的下侧面上横向设置有两个T形横移滑槽;在两个T形横移滑槽上均滑动式安装有一个T形横移滑块;在两个T形横移滑块的下侧面上均固定安装有图像识别相机;在T形横移滑槽的两端均竖向设置有连通控制箱体内部的竖向连通孔;在T形横移滑槽的两端且与竖向连通孔的连通位置处均旋转式安装有一个转向带轮;在控制箱体内且位于两个T形横移滑槽上方均安装有一个位置调节电机,并在两个位置调节电机的输出轴端部均固定安装有一个同步带轮;在对应位置处的同步带轮以及两个转向带轮上围绕设置有一个同步带,且同步带贯穿T形横移滑槽,T形横移滑块的上侧面固定在同步带上;在控制箱体内设置有与控制器电连接的位置调节驱动电路,位置调节驱动电路与位置调节电机电连接,控制器通过位置调节驱动电路驱动置调节电机旋转工作。
进一步的,侧边调节架包括竖向支撑杆、竖向调节螺栓以及竖向调节座;竖向支撑杆通过侧边固定座竖向安装在侧边条形挡板的外侧面上;竖向调节座固定安装在条形侧边板的外侧面上且位于侧边固定座的下方,并在竖向调节座上竖向设置有竖向调节孔;竖向调节螺栓竖向旋转式安装在竖向调节座上,且竖向调节螺栓伸入竖向调节孔内;竖向支撑杆的下端竖向插装在竖向调节孔中,且竖向调节螺栓螺纹旋合安装在竖向支撑杆下端的调节螺纹孔中。
进一步的,识别安装支架包括两个侧边高度调节架,侧边高度调节架由套管安装底板、高度调节套管、竖向调节撑杆以及高度调节螺母构成;高度调节套管竖向安装在套管安装底板上,在高度调节套管的上端管口处设置有C形调节板;竖向调节撑杆的下端竖向贯穿C形调节板后插装在高度调节套管的上端管口内;在竖向调节撑杆的下端杆壁上设置有调节外螺纹,高度调节螺母螺纹旋合安装在调节外螺纹上,且高度调节螺母位于C形调节板的上下侧边之间;控制箱体的底部安装在两个侧边高度调节架的竖向调节撑杆的顶端上。
进一步的,分支输送辊床包括端部高度调节机构以及上下两个分支辊床;端部高度调节机构包括两个竖向矩形框支架、两个高度调节螺杆、高度调节电机以及高度调节同步链条;分支辊床包括分支底板、两块分支侧边板、底部条形撑板以及分支辊床驱动电机;两块分支侧边板平行安装在分支底板的两个长度侧边上,并在两块分支侧边板之间旋转式安装有各个分支输送辊,且其中一根分支输送辊的端部伸出分支侧边板外,并在伸出端上固定安装有一个分支从动齿轮;各个分支输送辊通过输送辊同步链条同步旋转,分支辊床驱动电机安装在分支底板上,并在分支辊床驱动电机的输出轴上固定安装有一个分支主动齿轮;分支主动齿轮通过分支驱动链条驱动分支从动齿轮旋转;在两个分支辊床的上料侧均设置有一个分支位置传感器;两个分支辊床上下对应设置,且在两个分支辊床的下料侧之间通过下料侧支撑柱支撑安装;在下侧分支辊床的分支底板的下料侧下方设置有下侧支撑柱,并在下侧支撑柱的下端旋转式安装有一个下端支撑滚轮;在底部条形撑板上设置有行走限位槽,下端支撑滚轮支撑行走于行走限位槽中;两个竖向矩形框支架竖向设置在两个分支侧边板上料侧的侧边处,并在两个竖向矩形框支架的下端均设置有一个支架底板;在支架底板与竖向矩形框支架的安装处设置有三角筋板;两个高度调节螺杆分别竖向旋转式安装在两个竖向矩形框支架中;在两个高度调节螺杆上均螺纹旋合安装有两个高度调节块,且同侧的两个高度调节块侧面旋转式铰接安装在对应侧的两个分支侧边板外侧面上;高度调节电机安装在一个竖向矩形框支架顶端,用于驱动高度调节螺杆旋转;在两根高度调节螺杆的下端均固定安装有一个高度同步齿轮,两个高度同步齿轮通过高度调节同步链条同步旋转;在控制箱体内安装有与控制器电连接的高度驱动电路以及各个分支驱动电路,高度驱动电路与高度调节电机电连接,各个分支驱动电路分别与各个分支辊床驱动电机电连接;控制器分别与各个分支位置传感器电连接,用于检测分支辊床上料侧的产品的位置。
本发明的有益效果在于:利用图像识别机构对主输送辊床上运输的产品进行图像识别,确定各个产品需要进行的下一道加工工序,从而利用分拣转运机构将产品转运至相应的分支输送辊床,运输至对应的加工设备处,实现了产品的自动化识别和转运,提高了产品的加工效率;利用横移转运机构能够对产品进行横向输送,便于将产品横向运输至相应的分支输送辊床的上料侧;利用阻挡限位机构能够对下料侧的产品进行阻挡控制,并在到达相应的分支输送辊床的上料侧时撤销阻挡,使得产品顺利传送到分支输送辊床的上料侧上。
附图说明
图1为本发明的***局部俯视结构示意图;
图2为本发明的主输送辊床右视结构示意图;
图3为本发明的控制箱体剖视结构示意图;
图4为本发明的分拣转运机构剖视结构示意图;
图5为本发明的分支输送辊床侧面结构示意图;
图6为本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1:
如图1-6所示,本发明公开的基于机器视觉的产品分拣***包括:主输送辊床、图像识别机构、分拣转运机构以及各个分支输送辊床;
图像识别机构包括控制箱体10、识别安装支架以及图像识别相机12;控制箱体10通过识别安装支架安装在主输送辊床上方;在控制箱体10内安装有控制器、WiFi模块以及存储器;图像识别相机12安装在控制箱体10的下侧;
分拣转运机构包括转运辊床、横移转运机构以及阻挡限位机构;转运辊床对接安装在主输送辊床的下料侧,用于对产品90进行纵向输送;横移转运机构安装在转运辊床上,用于对产品90进行横向输送;阻挡限位机构安装在转运辊床的下料侧,用于对下料侧的产品90进行阻挡控制;
各个分支输送辊床横向分布对接安装在转运辊床的下料侧,用于在阻挡限位机构撤销阻挡后接收对应的产品90;
控制器分别与WiFi模块、存储器以及图像识别相机12电连接,并对横移转运机构以及阻挡限位机构进行协调控制。
利用图像识别机构对主输送辊床上运输的产品90进行图像识别,确定各个产品90需要进行的下一道加工工序,从而利用分拣转运机构将产品90转运至相应的分支输送辊床,运输至对应的加工设备处,实现了产品90的自动化识别和转运,提高了产品90的加工效率;利用横移转运机构能够对产品90进行横向输送,便于将产品90横向运输至相应的分支输送辊床的上料侧;利用阻挡限位机构能够对下料侧的产品90进行阻挡控制,并在到达相应的分支输送辊床的上料侧时撤销阻挡,使得产品90顺利传送到分支输送辊床的上料侧上。
进一步的,转运辊床包括下层底板39、上层底板25、中间支撑柱88以及两块端面侧板26;中间支撑柱88支撑安装在上层底板25与下层底板39之间;两块端面侧板26分别竖向安装在上层底板25的左右侧边上,并在两块端面侧板26之间横向旋转式安装有各个转运输送辊29;在下层底板39上设置有转运驱动电机,且转运驱动电机通过链轮结构驱动其中一个转运输送辊29旋转;在各个转运输送辊29的端部均设置有转运同步齿轮27,且各个转运同步齿轮27通过转运同步链条28同步旋转驱动;在下层底板39的下侧面上设置有底部支撑腿87;在控制箱体10内设置有与控制器电连接的转运驱动电路;转运驱动电路与转运驱动电机电连接,控制器通过转运驱动电路驱动转运驱动电机旋转工作。利用下层底板39和上层底板25构成的上下层结构,能够便于安装横移转运机构,还能够增强转运辊床的结构强度。
进一步的,横移转运机构包括横移驱动电机36以及各个横移驱动单元;横移驱动单元包括升降支撑底座40、方形升降座89、升降支撑滑块52、水平推动气缸38以及两个横移驱动橡胶轮32;在上层底板25上且靠近下料侧处横向间隔分布设置有各个升降贯穿窗口37;各个升降支撑底座40横向间隔分布设置在下层底板39上且分别位于各个升降贯穿窗口37的下方;在升降支撑底座40的顶部竖向设置有升降方孔41,方形升降座89的下端竖向安装在升降方孔41中,且方形升降座89的下端面设置有上侧挤压坡面53;在升降支撑底座40的侧边设置有与升降方孔41垂直连通的抽插方孔42;升降支撑滑块52的一端插装在抽插方孔42中,并在升降支撑滑块52的***端上设置有下侧挤压坡面51;上侧挤压坡面53与下侧挤压坡面51相挤压配合;水平推动气缸38安装在下层底板39上,且水平推动气缸38的活塞杆端部固定安装在升降支撑滑块52上;在水平推动气缸38的进出气管路上串接有与控制器电连接的升降电控气阀56;两个横移驱动橡胶轮32通过两个竖向滚轮支座33旋转式安装在方形升降座89的上端面上方,且在方形升降座89上升至高位时横移驱动橡胶轮32由相邻两个转运输送辊29之间局部凸出;两个横移驱动橡胶轮32的滚轮轮轴位于同一纵向轴线上,并在两根滚轮轮轴端部上均固定设置有一个上侧滚轮驱动齿轮34;在方形升降座89的上端面上且位于两个竖向滚轮支座33之间设置有顶部凹槽47,并在顶部凹槽47内纵向旋转式安装有一根旋转传动轴49;在旋转传动轴49的中部固定安装有一个中部传动齿轮50,在旋转传动轴49的两端均固定安装有一个下侧滚轮驱动齿轮48;上侧滚轮驱动齿轮34与对应侧的下侧滚轮驱动齿轮48通过滚轮驱动链条35旋转传动;在各个方形升降座89的上部侧边设置有一个竖向条形轴孔44,且竖向条形轴孔44与顶部凹槽47相连通;在上层底板25的下侧面上且靠近各个升降贯穿窗口37处均纵向旋转式安装有一根齿轮转轴45,且齿轮转轴45的一端由竖向条形轴孔44伸入顶部凹槽47内;在齿轮转轴45的伸入端上固定安装有一个传动小齿轮46,且在方形升降座89上升至高位时中部传动齿轮50与传动小齿轮46相啮合;在各个齿轮转轴45的外端部上均固定安装有一个横移驱动齿轮;横移驱动电机36固定安装在上层底板25的下侧面上,并通过横移同步链条43同步驱动各个横移驱动齿轮同步旋转;在控制箱体10内设置有与控制器电连接的横移驱动电路;横移驱动电路与横移驱动电机36电连接,控制器通过横移驱动电路驱动横移驱动电机36旋转工作。
利用水平推动气缸38推动升降支撑滑块52对方形升降座89进行升降挤压,从而使得两个横移驱动橡胶轮32能够可控式升降,对产品90进行支撑脱离转运输送辊29,下降后再将产品90放置到转运输送辊29上,实现了产品90横向移动和纵向移动的可控切换;利用传动小齿轮46与中部传动齿轮50的上下位置配合,从而只有在该横移驱动单元的方形升降座89被升起时才进行旋转驱动,最大限度的降低了横移驱动电机36的负载;利用上侧挤压坡面53与下侧挤压坡面51的挤压配合能够使得升降过程具有较好的平稳性;利用横移同步链条43同步驱动各个横移驱动齿轮同步旋转,从而可以通过一个横移驱动电机36便可以在各个方形升降座89升起时进行对应的旋转驱动;利用竖向条形轴孔44能够便于齿轮转轴45贯穿,且在升降过程中也不会受到齿轮转轴45的阻挡;利用升降电控气阀56能够便于控制器对各个水平推动气缸38进行控制,从而满足各个横移驱动单元的独立控制要求。
进一步的,阻挡限位机构包括各个阻挡限位单元;各个阻挡限位单元均包括阻挡限位板31以及隔挡驱动气缸54;在上层底板25上且位于下料侧边缘处横向间隔设置有各个条形升降孔30;各个阻挡限位板31分别竖向贯穿各个条形升降孔30,并在各个阻挡限位板31的下侧边上均固定设置有一个下侧条形支撑板23;各个隔挡驱动气缸54均竖向安装在下层底板39上,且各个隔挡驱动气缸54的活塞杆端部分别固定安装在各个下侧条形支撑板23的下侧面中部;在各个隔挡驱动气缸54的进出气管路上均串接有与控制器电连接的隔挡电控气阀55;在阻挡限位板31上升至隔挡位置时下侧条形支撑板23支撑在上层底板25的下侧面上。利用隔挡驱动气缸54驱动阻挡限位板31的升降运动,从而对横向运输的产品90进行限位阻挡,并在横移至相应分支输送辊床的上料侧位置处解除阻挡,使产品90顺利转移至相应的分支输送辊床上。
进一步的,主输送辊床包括两块条形侧边板1、辊床底板2、主输送驱动电机18以及两块侧边条形挡板3;两块条形侧边板1分别安装在辊床底板2的左右两侧长度边缘上;在两块条形侧边板1之间旋转式安装有各个主输送支撑辊21,且各个主输送支撑辊21等间隔平行设置;其中一根主输送支撑辊21的端部伸出条形侧边板1外,并在伸出端部上固定安装有主驱动齿轮17;主输送驱动电机18通过主驱动链条19带动主驱动齿轮17旋转;在各个主输送支撑辊21的端部还固定安装有主辊同步齿轮22,并在相邻主输送支撑辊21的主辊同步齿轮22上安装有主辊同步链条20进行同步传动;在辊床底板2的底部侧边上安装有支撑底脚9;两块侧边条形挡板3通过各个侧边调节架分别安装在两块条形侧边板1的上方。利用主辊同步链条20和主辊同步齿轮22的配合,能够使得各个主输送支撑辊21同步旋转。
进一步的,在侧边条形挡板3上且位于上料侧和下料侧分别设置有与控制器电连接的上料侧位置传感器86和下料侧位置传感器85;在控制箱体10内设置有与控制器电连接的主路驱动电路,主路驱动电路与主输送驱动电机18电连接,控制器通过主路驱动电路驱动主输送驱动电机18旋转工作。利用上料侧位置传感器86能够实时监测是否有产品90放置到主输送辊床上,从而及时启动主输送辊床进行运输,避免主输送辊床长时间空载运行,节省***能耗;利用下料侧位置传感器85能够实时检测产品90是否到达横移转运机构处,从而快速启动横移转运机构进行产品90的转运,避免横移转运机构长时间空载运行,节省***能耗。
进一步的,在辊床底板2的上侧面且靠近上料侧位置处横向间隔设置有各个底部位置传感器24;控制器与各个底部位置传感器24电连接;在控制箱体10的下侧面上横向设置有两个T形横移滑槽61;在两个T形横移滑槽61上均滑动式安装有一个T形横移滑块64;在两个T形横移滑块64的下侧面上均固定安装有图像识别相机12;在T形横移滑槽61的两端均竖向设置有连通控制箱体10内部的竖向连通孔62;在T形横移滑槽61的两端且与竖向连通孔62的连通位置处均旋转式安装有一个转向带轮63;在控制箱体10内且位于两个T形横移滑槽61上方均安装有一个位置调节电机58,并在两个位置调节电机58的输出轴端部均固定安装有一个同步带轮59;在对应位置处的同步带轮59以及两个转向带轮63上围绕设置有一个同步带60,且同步带60贯穿T形横移滑槽61,T形横移滑块64的上侧面固定在同步带60上;在控制箱体10内设置有与控制器电连接的位置调节驱动电路,位置调节驱动电路与位置调节电机58电连接,控制器通过位置调节驱动电路驱动置调节电机58旋转工作。利用间隔设置的各个底部位置传感器24能够对上方经过的产品90进行横向位置定位,从而由控制器反馈调节图像识别相机12的横向位置,确保产品90的图像采集可靠性,为产品90的精确识别提供可靠依据;利用T形横移滑块64、T形横移滑槽61、转向带轮63、同步带60、同步带轮59以及位置调节电机58构成的横向位置调节机构,能够根据需要实时调节图像识别相机12的位置,使得图像识别相机12尽可能位于产品90的正上方,确保采集图形进行识别的可靠性;通过两个横向位置调节机构以及两个图像识别相机12能够在产品90上料时间间隔时间较小时进行配合使用,防止单个图像识别相机12横向调度范围过大而来不及进行图像采集。
进一步的,侧边调节架包括竖向支撑杆16、竖向调节螺栓14以及竖向调节座13;竖向支撑杆16通过侧边固定座15竖向安装在侧边条形挡板3的外侧面上;竖向调节座13固定安装在条形侧边板1的外侧面上且位于侧边固定座15的下方,并在竖向调节座13上竖向设置有竖向调节孔;竖向调节螺栓14竖向旋转式安装在竖向调节座13上,且竖向调节螺栓14伸入竖向调节孔内;竖向支撑杆16的下端竖向插装在竖向调节孔中,且竖向调节螺栓14螺纹旋合安装在竖向支撑杆16下端的调节螺纹孔中。利用侧边调节架设置的高度可调结构,能够对条形侧边板1的高度进行调节,从而满足各大小类型产品90的侧边阻挡限位。
进一步的,识别安装支架包括两个侧边高度调节架,侧边高度调节架由套管安装底板8、高度调节套管5、竖向调节撑杆4以及高度调节螺母6构成;高度调节套管5竖向安装在套管安装底板8上,在高度调节套管5的上端管口处设置有C形调节板11;竖向调节撑杆4的下端竖向贯穿C形调节板11后插装在高度调节套管5的上端管口内;在竖向调节撑杆4的下端杆壁上设置有调节外螺纹7,高度调节螺母6螺纹旋合安装在调节外螺纹7上,且高度调节螺母6位于C形调节板11的上下侧边之间;控制箱体10的底部安装在两个侧边高度调节架的竖向调节撑杆4的顶端上。利用两个侧边高度调节架能够对控制箱体10的高度进行调节,从而满足现场安装和调试需要,满足各大小类型的产品90图像识别高度要求;利用C形调节板11能够对高度调节螺母6进行限位,从而反向调节竖向调节撑杆4的高度。
进一步的,分支输送辊床包括端部高度调节机构以及上下两个分支辊床;端部高度调节机构包括两个竖向矩形框支架82、两个高度调节螺杆83、高度调节电机81以及高度调节同步链条74;分支辊床包括分支底板76、两块分支侧边板75、底部条形撑板67以及分支辊床驱动电机77;两块分支侧边板75平行安装在分支底板76的两个长度侧边上,并在两块分支侧边板75之间旋转式安装有各个分支输送辊84,且其中一根分支输送辊84的端部伸出分支侧边板75外,并在伸出端上固定安装有一个分支从动齿轮79;各个分支输送辊84通过输送辊同步链条57同步旋转,分支辊床驱动电机77安装在分支底板76上,并在分支辊床驱动电机77的输出轴上固定安装有一个分支主动齿轮;分支主动齿轮通过分支驱动链条78驱动分支从动齿轮79旋转;在两个分支辊床的上料侧均设置有一个分支位置传感器65;两个分支辊床上下对应设置,且在两个分支辊床的下料侧之间通过下料侧支撑柱70支撑安装;在下侧分支辊床的分支底板76的下料侧下方设置有下侧支撑柱69,并在下侧支撑柱69的下端旋转式安装有一个下端支撑滚轮68;在底部条形撑板67上设置有行走限位槽66,下端支撑滚轮68支撑行走于行走限位槽66中;两个竖向矩形框支架82竖向设置在两个分支侧边板75上料侧的侧边处,并在两个竖向矩形框支架82的下端均设置有一个支架底板71;在支架底板71与竖向矩形框支架82的安装处设置有三角筋板72;两个高度调节螺杆83分别竖向旋转式安装在两个竖向矩形框支架82中;在两个高度调节螺杆83上均螺纹旋合安装有两个高度调节块80,且同侧的两个高度调节块80侧面旋转式铰接安装在对应侧的两个分支侧边板75外侧面上;高度调节电机81安装在一个竖向矩形框支架82顶端,用于驱动高度调节螺杆83旋转;在两根高度调节螺杆83的下端均固定安装有一个高度同步齿轮73,两个高度同步齿轮73通过高度调节同步链条74同步旋转;在控制箱体10内安装有与控制器电连接的高度驱动电路以及各个分支驱动电路,高度驱动电路与高度调节电机81电连接,各个分支驱动电路分别与各个分支辊床驱动电机77电连接;控制器分别与各个分支位置传感器65电连接,用于检测分支辊床上料侧的产品90的位置。
利用端部高度调节机构能够对上下两个分支辊床上料侧的支撑高度,从而与分拣转运机构进行高度调节配合,满足多路输送要求;利用分支位置传感器65能够对产品90的位置进行检测,在产品90运输至分支辊床上料侧位置处才启动对应的分支辊床进行运输,避免其他分支辊床空载运作,降低***能耗;利用高度同步齿轮73和高度调节同步链条74能够实现两根高度调节螺杆83的同步旋转驱动,确保分支辊床上料侧两侧边升降同步性;利用行走限位槽66与下端支撑滚轮68的配合,能够在分支辊床的上料侧高度调节时,满足下料侧的拖动需要。
本发明公开的基于机器视觉的产品分拣***中,控制器采用现有的FPGA控制器模块,能够实现图像识别处理、各个传感器的信号接收和处理以及电机驱动信号的发送;存储器由现有的存储芯片及其***电路构成;转运驱动电机、横移驱动电机36、主输送驱动电机18、位置调节电机58、高度调节电机81以及分支辊床驱动电机77均采用现有的带有减速机的步进电机,相应的电机驱动电路采用对应的步进电机驱动电路;上料侧位置传感器86、下料侧位置传感器85、底部位置传感器24以及分支位置传感器65均采用现有的红外位置传感器;图像识别相机12采用现有的景深相机,用于对主输送辊床上运输的产品90进行图像采集,从而便于控制器根据采集图像识别出产品90,再根据预先设定的加工流程,通过分拣转运机构输送至相应的分支输送辊床,控制器在进行图像识别时采用的是现有的图像识别方法;升降电控气阀56和隔挡电控气阀55均采用现有的电磁阀,用于实现气路通断控制;WiFi模块采用现有的WiFi模块,用于与无线路由建立通信,使得控制器接入互联网,满足无线数据传输需要,将各个产品90的识别结果上传至上位机进行显示和存储;隔挡驱动气缸54和水平推动气缸38均采用现有的气缸,用于实现对应位置处的推动力。
本发明公开的基于机器视觉的产品分拣***在使用时,首先获取各类产品90的特征图像存储在存储器中,用于在图像识别时进行比对识别;再根据现场安装需要对识别安装支架的支撑高度以及侧边条形挡板3的高度进行调节;当产品90在主输送支撑辊20上运输时,由底部位置传感器24检测产品90的横向位置,产品90的纵向位置通过计算主输送支撑辊20的输送速度和输送时间来确定,再由控制器通过驱动位置调节电机58调节图像识别相机12的横向位置,从而对下方的产品90进行图像采集,并由控制器对采集的图像进行实时处理识别,再根据预先设定的各类产品90的加工路线确定当前产品90的后续加工,此时控制器根据后续加工需要确定需要使用哪个分支辊床,然后通过对应的高度调节电机81调节对应的分支辊床的上料侧与分拣转运机构的下料侧相对接;在下料侧位置传感器85检测到产品90时,则由控制器驱动分拣转运机构,根据后续加工需要控制相关水平推动气缸38,使得产品90横向位置处到对应分支辊床上料侧位置处之间的各个横移驱动单元升起工作,将产品90横移运输至对应的分支输送辊床上料侧位置处,再控制各个横移驱动单元下降,同时控制对应位置处的隔挡驱动气缸54,使得阻挡限位板31下降,于是产品90在转运输送辊29的输送下进入对应的分支辊床的上料侧,在对应的分支位置传感器65检测到产品90时,控制器启动对应的分支辊床驱动电机77开始运输,从而将产品90输送至对应的加工设备处进行加工处理。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:包括主输送辊床、图像识别机构、分拣转运机构以及各个分支输送辊床;
图像识别机构包括控制箱体(10)、识别安装支架以及图像识别相机(12);控制箱体(10)通过识别安装支架安装在主输送辊床上方;在控制箱体(10)内安装有控制器、WiFi模块以及存储器;图像识别相机(12)安装在控制箱体(10)的下侧;
分拣转运机构包括转运辊床、横移转运机构以及阻挡限位机构;转运辊床对接安装在主输送辊床的下料侧,用于对产品(90)进行纵向输送;横移转运机构安装在转运辊床上,用于对产品(90)进行横向输送;阻挡限位机构安装在转运辊床的下料侧,用于对下料侧的产品(90)进行阻挡控制;
各个分支输送辊床横向分布对接安装在转运辊床的下料侧,用于在阻挡限位机构撤销阻挡后接收对应的产品(90);
控制器分别与WiFi模块、存储器以及图像识别相机(12)电连接,并对横移转运机构以及阻挡限位机构进行协调控制。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:转运辊床包括下层底板(39)、上层底板(25)、中间支撑柱(88)以及两块端面侧板(26);中间支撑柱(88)支撑安装在上层底板(25)与下层底板(39)之间;两块端面侧板(26)分别竖向安装在上层底板(25)的左右侧边上,并在两块端面侧板(26)之间横向旋转式安装有各个转运输送辊(29);在下层底板(39)上设置有转运驱动电机,且转运驱动电机通过链轮结构驱动其中一个转运输送辊(29)旋转;在各个转运输送辊(29)的端部均设置有转运同步齿轮(27),且各个转运同步齿轮(27)通过转运同步链条(28)同步旋转驱动;在下层底板(39)的下侧面上设置有底部支撑腿(87);在控制箱体(10)内设置有与控制器电连接的转运驱动电路;转运驱动电路与转运驱动电机电连接,控制器通过转运驱动电路驱动转运驱动电机旋转工作。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:横移转运机构包括横移驱动电机(36)以及各个横移驱动单元;横移驱动单元包括升降支撑底座(40)、方形升降座(89)、升降支撑滑块(52)、水平推动气缸(38)以及两个横移驱动橡胶轮(32);在上层底板(25)上且靠近下料侧处横向间隔分布设置有各个升降贯穿窗口(37);各个升降支撑底座(40)横向间隔分布设置在下层底板(39)上且分别位于各个升降贯穿窗口(37)的下方;在升降支撑底座(40)的顶部竖向设置有升降方孔(41),方形升降座(89)的下端竖向安装在升降方孔(41)中,且方形升降座(89)的下端面设置有上侧挤压坡面(53);在升降支撑底座(40)的侧边设置有与升降方孔(41)垂直连通的抽插方孔(42);升降支撑滑块(52)的一端插装在抽插方孔(42)中,并在升降支撑滑块(52)的***端上设置有下侧挤压坡面(51);上侧挤压坡面(53)与下侧挤压坡面(51)相挤压配合;水平推动气缸(38)安装在下层底板(39)上,且水平推动气缸(38)的活塞杆端部固定安装在升降支撑滑块(52)上;在水平推动气缸(38)的进出气管路上串接有与控制器电连接的升降电控气阀(56);两个横移驱动橡胶轮(32)通过两个竖向滚轮支座(33)旋转式安装在方形升降座(89)的上端面上方,且在方形升降座(89)上升至高位时横移驱动橡胶轮(32)由相邻两个转运输送辊(29)之间局部凸出;两个横移驱动橡胶轮(32)的滚轮轮轴位于同一纵向轴线上,并在两根滚轮轮轴端部上均固定设置有一个上侧滚轮驱动齿轮(34);在方形升降座(89)的上端面上且位于两个竖向滚轮支座(33)之间设置有顶部凹槽(47),并在顶部凹槽(47)内纵向旋转式安装有一根旋转传动轴(49);在旋转传动轴(49)的中部固定安装有一个中部传动齿轮(50),在旋转传动轴(49)的两端均固定安装有一个下侧滚轮驱动齿轮(48);上侧滚轮驱动齿轮(34)与对应侧的下侧滚轮驱动齿轮(48)通过滚轮驱动链条(35)旋转传动;在各个方形升降座(89)的上部侧边设置有一个竖向条形轴孔(44),且竖向条形轴孔(44)与顶部凹槽(47)相连通;在上层底板(25)的下侧面上且靠近各个升降贯穿窗口(37)处均纵向旋转式安装有一根齿轮转轴(45),且齿轮转轴(45)的一端由竖向条形轴孔(44)伸入顶部凹槽(47)内;在齿轮转轴(45)的伸入端上固定安装有一个传动小齿轮(46),且在方形升降座(89)上升至高位时中部传动齿轮(50)与传动小齿轮(46)相啮合;在各个齿轮转轴(45)的外端部上均固定安装有一个横移驱动齿轮;横移驱动电机(36)固定安装在上层底板(25)的下侧面上,并通过横移同步链条(43)同步驱动各个横移驱动齿轮同步旋转;在控制箱体(10)内设置有与控制器电连接的横移驱动电路;横移驱动电路与横移驱动电机(36)电连接,控制器通过横移驱动电路驱动横移驱动电机(36)旋转工作。
4.根据权利要求2所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:阻挡限位机构包括各个阻挡限位单元;各个阻挡限位单元均包括阻挡限位板(31)以及隔挡驱动气缸(54);在上层底板(25)上且位于下料侧边缘处横向间隔设置有各个条形升降孔(30);各个阻挡限位板(31)分别竖向贯穿各个条形升降孔(30),并在各个阻挡限位板(31)的下侧边上均固定设置有一个下侧条形支撑板(23);各个隔挡驱动气缸(54)均竖向安装在下层底板(39)上,且各个隔挡驱动气缸(54)的活塞杆端部分别固定安装在各个下侧条形支撑板(23)的下侧面中部;在各个隔挡驱动气缸(54)的进出气管路上均串接有与控制器电连接的隔挡电控气阀(55);在阻挡限位板(31)上升至隔挡位置时下侧条形支撑板(23)支撑在上层底板(25)的下侧面上。
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:主输送辊床包括两块条形侧边板(1)、辊床底板(2)、主输送驱动电机(18)以及两块侧边条形挡板(3);两块条形侧边板(1)分别安装在辊床底板(2)的左右两侧长度边缘上;在两块条形侧边板(1)之间旋转式安装有各个主输送支撑辊(21),且各个主输送支撑辊(21)等间隔平行设置;其中一根主输送支撑辊(21)的端部伸出条形侧边板(1)外,并在伸出端部上固定安装有主驱动齿轮(17);主输送驱动电机(18)通过主驱动链条(19)带动主驱动齿轮(17)旋转;在各个主输送支撑辊(21)的端部还固定安装有主辊同步齿轮(22),并在相邻主输送支撑辊(21)的主辊同步齿轮(22)上安装有主辊同步链条(20)进行同步传动;在辊床底板(2)的底部侧边上安装有支撑底脚(9);两块侧边条形挡板(3)通过各个侧边调节架分别安装在两块条形侧边板(1)的上方。
6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:在侧边条形挡板(3)上且位于上料侧和下料侧分别设置有与控制器电连接的上料侧位置传感器(86)和下料侧位置传感器(85);在控制箱体(10)内设置有与控制器电连接的主路驱动电路,主路驱动电路与主输送驱动电机(18)电连接,控制器通过主路驱动电路驱动主输送驱动电机(18)旋转工作。
7.根据权利要求5所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:在辊床底板(2)的上侧面且靠近上料侧位置处横向间隔设置有各个底部位置传感器(24);控制器与各个底部位置传感器(24)电连接;在控制箱体(10)的下侧面上横向设置有两个T形横移滑槽(61);在两个T形横移滑槽(61)上均滑动式安装有一个T形横移滑块(64);在两个T形横移滑块(64)的下侧面上均固定安装有图像识别相机(12);在T形横移滑槽(61)的两端均竖向设置有连通控制箱体(10)内部的竖向连通孔(62);在T形横移滑槽(61)的两端且与竖向连通孔(62)的连通位置处均旋转式安装有一个转向带轮(63);在控制箱体(10)内且位于两个T形横移滑槽(61)上方均安装有一个位置调节电机(58),并在两个位置调节电机(58)的输出轴端部均固定安装有一个同步带轮(59);在对应位置处的同步带轮(59)以及两个转向带轮(63)上围绕设置有一个同步带(60),且同步带(60)贯穿T形横移滑槽(61),T形横移滑块(64)的上侧面固定在同步带(60)上;在控制箱体(10)内设置有与控制器电连接的位置调节驱动电路,位置调节驱动电路与位置调节电机(58)电连接,控制器通过位置调节驱动电路驱动置调节电机(58)旋转工作。
8.根据权利要求5所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:侧边调节架包括竖向支撑杆(16)、竖向调节螺栓(14)以及竖向调节座(13);竖向支撑杆(16)通过侧边固定座(15)竖向安装在侧边条形挡板(3)的外侧面上;竖向调节座(13)固定安装在条形侧边板(1)的外侧面上且位于侧边固定座(15)的下方,并在竖向调节座(13)上竖向设置有竖向调节孔;竖向调节螺栓(14)竖向旋转式安装在竖向调节座(13)上,且竖向调节螺栓(14)伸入竖向调节孔内;竖向支撑杆(16)的下端竖向插装在竖向调节孔中,且竖向调节螺栓(14)螺纹旋合安装在竖向支撑杆(16)下端的调节螺纹孔中。
9.根据权利要求1所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:识别安装支架包括两个侧边高度调节架,侧边高度调节架由套管安装底板(8)、高度调节套管(5)、竖向调节撑杆(4)以及高度调节螺母(6)构成;高度调节套管(5)竖向安装在套管安装底板(8)上,在高度调节套管(5)的上端管口处设置有C形调节板(11);竖向调节撑杆(4)的下端竖向贯穿C形调节板(11)后插装在高度调节套管(5)的上端管口内;在竖向调节撑杆(4)的下端杆壁上设置有调节外螺纹(7),高度调节螺母(6)螺纹旋合安装在调节外螺纹(7)上,且高度调节螺母(6)位于C形调节板(11)的上下侧边之间;控制箱体(10)的底部安装在两个侧边高度调节架的竖向调节撑杆(4)的顶端上。
10.根据权利要求1所述的基于机器视觉的产品分拣***,其特征在于:分支输送辊床包括端部高度调节机构以及上下两个分支辊床;端部高度调节机构包括两个竖向矩形框支架(82)、两个高度调节螺杆(83)、高度调节电机(81)以及高度调节同步链条(74);分支辊床包括分支底板(76)、两块分支侧边板(75)、底部条形撑板(67)以及分支辊床驱动电机(77);两块分支侧边板(75)平行安装在分支底板(76)的两个长度侧边上,并在两块分支侧边板(75)之间旋转式安装有各个分支输送辊(84),且其中一根分支输送辊(84)的端部伸出分支侧边板(75)外,并在伸出端上固定安装有一个分支从动齿轮(79);各个分支输送辊(84)通过输送辊同步链条(57)同步旋转,分支辊床驱动电机(77)安装在分支底板(76)上,并在分支辊床驱动电机(77)的输出轴上固定安装有一个分支主动齿轮;分支主动齿轮通过分支驱动链条(78)驱动分支从动齿轮(79)旋转;在两个分支辊床的上料侧均设置有一个分支位置传感器(65);两个分支辊床上下对应设置,且在两个分支辊床的下料侧之间通过下料侧支撑柱(70)支撑安装;在下侧分支辊床的分支底板(76)的下料侧下方设置有下侧支撑柱(69),并在下侧支撑柱(69)的下端旋转式安装有一个下端支撑滚轮(68);在底部条形撑板(67)上设置有行走限位槽(66),下端支撑滚轮(68)支撑行走于行走限位槽(66)中;两个竖向矩形框支架(82)竖向设置在两个分支侧边板(75)上料侧的侧边处,并在两个竖向矩形框支架(82)的下端均设置有一个支架底板(71);在支架底板(71)与竖向矩形框支架(82)的安装处设置有三角筋板(72);两个高度调节螺杆(83)分别竖向旋转式安装在两个竖向矩形框支架(82)中;在两个高度调节螺杆(83)上均螺纹旋合安装有两个高度调节块(80),且同侧的两个高度调节块(80)侧面旋转式铰接安装在对应侧的两个分支侧边板(75)外侧面上;高度调节电机(81)安装在一个竖向矩形框支架(82)顶端,用于驱动高度调节螺杆(83)旋转;在两根高度调节螺杆(83)的下端均固定安装有一个高度同步齿轮(73),两个高度同步齿轮(73)通过高度调节同步链条(74)同步旋转;在控制箱体(10)内安装有与控制器电连接的高度驱动电路以及各个分支驱动电路,高度驱动电路与高度调节电机(81)电连接,各个分支驱动电路分别与各个分支辊床驱动电机(77)电连接;控制器分别与各个分支位置传感器(65)电连接,用于检测分支辊床上料侧的产品(90)的位置。
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2020
- 2020-11-05 CN CN202011226211.9A patent/CN112547552A/zh active Pending
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210326 |
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