专利名称：一种负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统的制作方法
技术领域：
本发明属于机械领域，涉及一种负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统。
背景技术：
纸杯在过去近百年历史中一直是餐饮用容器。近年来，纸杯开始在食品包装上被大量使用。由于纸杯有清洁卫生、生产工艺相对简单、样式灵活多变的特点，并且纸杯本身较容易在自然环境下降解，属于绿色包装，因此受到广大生产厂商和消费者的青睐。随着计算机与机器视觉技术的迅速发展，全自动纸杯检测技术在纸杯的大批量生产和检测过程中得到了广泛使用，全自动纸杯质量检测方法利用高速相机等图像采集工具结合软件程序算法对纸杯进行快速拍照和算法检测，判断纸杯是否合格，克服了人工检测方法的缺点，具有检测速度快、精度高、质量可靠等优点，
纸杯在生产过程中，杯底易于出现塌底、断面、污溃、穿孔、虚粘、尺寸不合等缺陷。因此亟需对纸杯杯底的全自动检测方法，采用上述的全自动纸杯质量检测方法在实际实施过程中遇到的技术问题是对纸杯杯底的摄像由于纸杯传送过程中一般杯底朝下，相机置于上部从上到下拍照，则距离纸杯杯底较远，且成像时由于杯底紧贴传送带，采集的图像信息易被传送带的成像所干扰，如果采用相机置于传送带底部从下向上拍照，则不仅需要传送带为透明或者镂空设计，而且镜头长时间朝上放置，容易积淀灰尘脏物，无法准确成像。

发明内容
为克服现有技术纸杯杯底检测存在的图像采集不方便，成像易受干扰的缺陷，本发明提供一种负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统。本发明所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，包括进杯通道、进杯传送装置、翻杯系统、检测系统、出杯传送装置、出杯通道和排废系统；
所述进杯通道用于供纸杯进入到所述进杯传送装置；；所述出杯传送装置用于将翻转后的纸杯传送到出杯通道，所述检测系统用于检测纸杯；所述排废系统用于将检测出的次品副除；
所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统还包括一个翻杯系统，所述翻杯系统位于进杯传送装置和出杯传送装置之间，用于将纸杯翻转。具体的，所述翻杯系统包括负压翻杯球、负压产生装置和负压翻杯球驱动装置，所述负压翻杯球为中空的圆柱形，圆柱形侧面开有若干个负压吸气孔，所述负压产生装置用于产生负压翻杯球内部的低于外界气压的负压，所述负压翻杯球驱动装置用于驱动负压翻杯球绕轴心旋转。优选的，所述负压吸气孔的大小是可以调整的。以适应不同的纸杯。进一步的，所述负压吸气孔还包括一个可伸缩的负压吸气孔盖板，以调整负压吸气孔大小。优选的，所述负压翻杯球的侧面中间部分向内凹陷形成一个环绕负压翻杯球侧面
3的环形凹腔，所述负压吸气孔开在所述环形凹腔的底部。利于更好的吸附纸杯。具体的，所述负压翻杯球驱动装置为一个减速伺服电机。具体的，所述检测系统包括图像获取装置、位置传感器、检测判断模块；所述位置传感器检测出杯传送装置上的纸杯位置并控制所述图像获取装置进行图像信息采集，图像获取装置将采集到的图像信息传送给检测判断模块，检测判断模块根据预设程序对图像信息进行判断，判断出为次品时则将剔除信号发送给所述排废系统。进一步的，所述图像获取装置包括支撑架和高速相机，所述支撑架位于出杯传送装置旁侧，高速相机安装在所述支撑架上，并使镜头朝下对准所述出杯传送装置。具体的，所述排废系统为一个吹气阀门和排废口，所述吹气阀门受所述检测系统控制，将次品从排废口吹出。优选的，如权利要求I所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述进杯传送装置为传送带，所述传送带中间位置开有吸孔，传送带下部为负压吸气仓，所述负压吸气仓与所述吸孔气密连接，所述负压吸气仓还与一个可以产生低于外界气压的负压的负压产生源气密连接。采用本发明所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，通过对杯口朝上的纸杯进行翻杯操作使其杯底朝上，利于快速准确的采集纸杯杯底图像信息进行次品甄别，使用翻杯球进行翻杯操作，与现有的传送带等传送装置对接方便，负压吸杯方法在纸杯生产过程中简单易行，不会在翻杯过程中造成纸杯形变，整套设备结构紧凑简单，所占面积小，而且得到的结果精确稳定，提高了检测效率。


图I示出本发明的一种典型实施方式的示意图2示出本发明的一种典型实施方式的翻杯示意图3示出本发明的负压翻杯球的剖面各图中附图标记名称为1.进杯通道2.进杯传送装置3.负压翻杯球4.出杯传送装置5.排废口 6.高速相机7.出杯通道8.支撑架9.纸杯10.环形凹腔。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。如图I所示，本发明所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，包括进杯通道I、进杯传送装置2、翻杯系统、检测系统、出杯传送装置4、出杯通道7和排废系统；
所述进杯通道用于供纸杯进入到所述进杯传送装置；；所述出杯传送装置用于将翻转后的纸杯传送到出杯通道，所述检测系统用于检测纸杯；所述排废系统用于将检测出的次品副除；
所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统还包括一个翻杯系统，所述翻杯系统位于进杯传送装置和出杯传送装置之间，用于将纸杯翻转。设备开启运行时，成品纸杯从进杯通道中杯口朝上的送入，快速落放至进杯传送装置上，进杯传送装置将纸杯传送到翻杯系统，所述翻杯系统带动纸杯旋转180度，将纸杯翻转至翻杯系统另一侧的出杯传送装置上，此时，如图2所示，纸杯9状态已由杯口朝上变至杯底朝上，做好杯底检测准备。当纸杯传送至预先设定的检测位置时，检测系统检测到纸杯后，对纸杯的杯底图像信息进行采集，并按照预先设定的判断标准，判断纸杯杯底是否有缺陷，如果有缺陷，则认为是次品，检测系统控制排废系统对次品进行剔除。如果没有发现缺陷，则纸杯通过出杯通道送出。本发明利用负压吸附原理，提供一种翻杯系统，所谓负压，即低于外界大气压的气压值。所述翻杯系统包括负压翻杯球3、负压产生装置和负压翻杯球驱动装置，所述负压翻杯球为中空的圆柱形，圆柱形侧面开有若干个负压吸气孔，所述负压产生装置用于产生负压翻杯球内部的低于外界气压的负压，所述负压翻杯球驱动装置用于驱动负压翻杯球绕轴心旋转。工作时，负压产生装置产生低于外界大气压的负压，使负压翻杯球内部为负压，通过设在负压翻杯球侧面的负压吸气孔，吸附从进杯传送装置传送来的纸杯，负压值的设定和负压吸气孔的尺寸综合考虑，以使负压产生的吸附力足够克服纸杯的重力和旋转时可能产生的离心力，同时这个吸附力不能太大，以免在旋转到出杯传送装置一侧时，纸杯被吸附力吸附产生侧翻，错位甚至形变。一般取标准大气压值的O. 1-0. 5倍。负压吸气孔优选分布在负压翻杯球的侧面的中间位置，围绕负压翻杯球的截面圆心成对称布置，根据负压吸气孔的大小，可以设置4到12个负压吸气孔。所述负压吸气孔的大小是可以调整的。以适应不同的纸杯重量和形状。吸附孔的形状和尺寸满足吸附面对应的吸附处横截面圆心角为30-60度左右时，能取得较好的吸附效果。为调整负压吸气孔的大小，可以通过在负压吸气孔上设置一个可伸缩的负压吸气孔盖板来调节，需要较大的尺寸时，则该盖板缩回负压翻杯球侧面的未开孔区域，当需要较小的尺寸时，该伸缩板则伸出，遮挡部分负压吸气孔，盖板的材料可以选择柔软轻薄的气密材料，如橡胶，皮革，树脂薄片等。本发明提供一种优选的负压翻杯球3的结构，负压翻杯球3的侧面中间部分向内凹陷形成一个环绕负压翻杯球侧面的环形凹腔10，所述负压吸气孔开在所述环形凹腔的底部。如图3所示，该环形凹腔的内凹形状大致呈半圆形，并与纸杯的吸附处侧壁轮廓相吻合，以保证较大的吸附面。驱动负压翻杯球3的负压翻杯球驱动装置可以为电动机或者其他动力装置，本发明优选采用一个减速伺服电机，运转时振动较小，不会影响质量很小的纸杯的运动状态，且速度方便调节。带动负压翻杯球旋转时，应该使负压翻杯球的外径处旋转速度与进杯传送装置传送纸杯的速度一致或大于传送纸杯的速度。具体的，所述检测系统包括图像获取装置、位置传感器、检测判断模块；所述位置传感器检测出杯传送装置上的纸杯位置并控制所述图像获取装置进行图像信息采集，所述位置传感器可以是光电开关等感应器件，当纸杯被出杯传送装置传送到预先设定的检测位置时，光电开关检测到该位置的光波束被遮挡，则送出检测信号控制图像获取装置开始采集图像信息。所述图像获取装置可以是高速相机，该高速相机6镜头朝下的安装在出杯传送装置旁侧的支撑架上，镜头对准预先设定的检测位置，将采集到的图像信息传送给检测判断模块，检测判断模块根据预设程序对图像信息进行判断，采用模式识别、图像分割、比对、匹配、测量等方式，根据被检测要求将拍摄视野分为不同区域，并对不同区域定义检测内容及检测要求，完成参数设置，实时检测并执行检测算法，将不同区域的检测或测量结果与设定的参数内容比较，判断出被检纸杯为次品时则将剔除信号发送给所述排废系统；检测判断模块可以是一台电脑主机或是单片机或者其他具备存储和运算功能的设备。所述排废系统可以为一个吹气阀门和排废口 5，所述吹气阀门受所述检测系统控制，将次品从排废口 5吹出。排废口和吹气阀门可以位于所述出杯传送装置的两侧，且吹气阀门的喷嘴正对排废口，当检测系统检测到次品时，控制吹气阀门朝排废口方向吹气，将出杯传送装置上正对吹气阀门喷嘴的纸杯次品从排废口吹出。本发明所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，优选的进杯传送装置为传送带，所述传送带中间位置开有吸孔，传送带下部为负压吸气仓，所述负压吸气仓与所述吸孔气密连接，所述负压吸气仓还与一个可以产生低于外界气压的负压的负压产生源气密连接。工作时，负压产生源生成低于外界大气压的负压使负压吸气仓处于负压状态，纸杯被与负压吸气仓气密相连的吸孔吸住，增强了纸杯的传送稳定性。采用本发明所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，通过对杯口朝上的纸杯进行翻杯操作使其杯底朝上，利于快速准确的采集纸杯杯底图像信息进行次品甄别，使用翻杯球进行翻杯操作，与现有的传送带等传送装置对接方便，负压吸杯方法在纸杯生产过程中简单易行，不会在翻杯过程中造成纸杯形变，整套设备结构紧凑简单，所占面积小，而且得到的结果精确稳定，提高了检测效率。本发明中的翻杯系统不仅可用于纸杯检测领域，也可用于纸杯的传送，装箱等生产步骤中，本发明及本发明中的翻杯系统适用的产品也不局限于纸杯，也可以是其他纸制轻型餐具，塑料容器等。前文所述的为本发明的各个优选实施例，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，包括进杯通道(I)、进杯传送装置(2)、翻杯系统、检测系统、出杯传送装置(4)、出杯通道(7)和排废系统； 所述进杯通道用于供纸杯进入到所述进杯传送装置；；所述出杯传送装置用于将翻转后的纸杯传送到出杯通道，所述检测系统用于检测纸杯；所述排废系统用于将检测出的次品副除； 其特征在于还包括一个翻杯系统，所述翻杯系统位于进杯传送装置和出杯传送装置之间，用于将纸杯(9)翻转。
2.如权利要求I所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述翻杯系统包括负压翻杯球(3)、负压产生装置和负压翻杯球驱动装置，所述负压翻杯球为中空的圆柱形，圆柱形侧面开有若干个负压吸气孔，所述负压产生装置用于产生负压翻杯球内部的低于外界气压的负压，所述负压翻杯球驱动装置用于驱动负压翻杯球绕轴心旋转。
3.如权利要求2所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述负压吸气孔的大小是可以调整的。
4.如权利要求3所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述负压吸气孔还包括一个可伸缩的负压吸气孔盖板。
5.如权利要求2所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述负压翻杯球(3)的侧面中间部分向内凹陷形成一个环绕负压翻杯球侧面的环形凹腔(10)，所述负压吸气孔开在所述环形凹腔(10)的底部。
6.如权利要求2所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述负压翻杯球驱动装置为一个减速伺服电机。
7.如权利要求I所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述检测系统包括图像获取装置、位置传感器、检测判断模块；所述位置传感器检测出杯传送装置上的纸杯(9)位置并控制所述图像获取装置进行图像信息采集，图像获取装置将采集到的图像信息传送给检测判断模块，检测判断模块根据预设程序对图像信息进行判断，判断出为次品时则将剔除信号发送给所述排废系统。
8.如权利要求7所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述图像获取装置包括支撑架(8)和高速相机(6)，所述支撑架(8)位于出杯传送装置(4)旁侧，高速相机安装在所述支撑架(8 )上，并使镜头朝下对准所述出杯传送装置。
9.如权利要求I所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述排废系统为一个吹气阀门和排废口(5)，所述吹气阀门受所述检测系统控制，将次品从排废口(5)吹出。
10.如权利要求I所述的负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，其特征在于所述进杯传送装置为传送带，所述传送带中间位置开有吸孔，传送带下部为负压吸气仓，所述负压吸气仓与所述吸孔气密连接，所述负压吸气仓还与一个可以产生低于外界气压的负压的负压产生源气密连接。
全文摘要
一种负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，包括进杯通道、进杯传送装置、翻杯系统、检测系统、出杯传送装置、出杯通道和排废系统；所述进杯通道用于供纸杯进入到所述进杯传送装置；；所述出杯传送装置用于将翻转后的纸杯传送到出杯通道，所述检测系统用于检测纸杯；所述排废系统用于将检测出的次品剔除；还包括一个翻杯系统，所述翻杯系统位于进杯传送装置和出杯传送装置之间，用于将纸杯翻转；翻杯系统优选的采用负压翻杯球，利用低于外界气压的负压将纸杯吸附翻转。采用本发明所述负压自动翻杯的纸杯杯底快速检测系统，快速准确的采集纸杯杯底图像信息甄别，整套设备结构紧凑简单，所占面积小，而且得到的结果精确稳定，提高了检测效率。
文档编号G01N21/89GK102928438SQ20121039160
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者张文忠, 张中岳 申请人:四川索牌科技股份有限公司