一种多通道软胶囊检测机及检测方法与流程

本发明涉及工业视觉检测领域，涉及信号控制、视觉算法设计以及深度学习，具体为一种多通道软胶囊检测机及检测方法。

背景技术：

1、透明软胶囊是一种外壳由柔性透明材料制作，内部填充透明或半透明液体的胶囊剂，有一定的通透性。其形状一般分为橄榄形、圆柱形、圆形三种常规形状和葫芦形、水滴形、鱼形三种异形形状。由于异形胶囊形状的特殊性，使得实现各种形状的软胶囊兼容传输走料是一个非常困难的事情，当前最常见的方式是通过皮带进行走料传输，皮带传输的特点是机械结构简单，可靠性强，兼容性好，不会对胶囊造成二次损坏，但皮带传输方案的缺点也是非常明显的，那就是非常不利于进行视觉检测。首先，软胶囊在皮带上无法自转，向下的一半为视觉检测盲区。其次，由于透明软胶囊具有通透性很强的特点，常见瑕疵如变形、空泡、内容气泡、表皮气泡、内容异物等瑕疵都需要使用背景打光的方式进行检测，即软胶囊位于背光源与相机之间。但是皮带传输的机械方案无法加装背光源，只能使用前置光源打光方式，导致采集图像效果比较差。在视觉检测上表现为软胶囊边界不够清晰，内部瑕疵对比度低。鉴于以上两点，常规皮带传输方案只能进行粗略的视觉检测，软胶囊瑕疵检出率不高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种多通道软胶囊检测机及检测方法，以解决背景技术中所提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多通道软胶囊检测机及检测方法，包括振动送料装置和检测机装置组成，所述检测机装置主要包括进料箱、毛刷理料装置、链板输送装置、相机检测装置、剔废装置和成品通道装置组成，所述振动送料装置是由机架、料仓、直线振动器、调节板、筛孔板、筛料条、振动缓存箱、进料衔接仓和接屑盒组成。

3、作为本发明的优选技术方案，所述料仓安装在机架的上方，直线振动器安装在振动缓存箱的下方，筛料条安装在振动缓存箱的内部，所述调节板安装在料仓上，筛孔板安装在筛料条的左上方，接屑盒安装在，振动缓存箱右下侧，把软胶囊倒入料仓内部，启动直线振动器，使软胶囊落入筛孔板，使单粒的软胶囊通过筛孔落下去，进入振动缓存箱，同时使粘连的软胶囊停留在筛孔板上面，等清理的时候可以处理掉，在料仓上有一个调节板，调节上下位置可以控制料仓内部软胶囊的出料速度，随后把筛选过的软胶囊通过直线振动器把软胶囊向前输送，经过筛料条的时候，把里面一些干瘪的、半粒的、胶皮、胶屑都筛到底部，可以通过两侧固定螺丝可拆卸清洗的，再通过直线振动器把碎屑向前振动输送至漏屑口，落入接屑盒进行收集，同时停留在筛料条上的软胶囊也向前振动输送，再进入到进料衔接仓内部，进入到检测机装置里开始检测，所述链板输送装置是由固定框架、链板、主电机装置、主动轮装置、张紧轮装置和从动轮装置组成，链条托板安装在第一侧板和第二侧板上，再把主动轮装置、从动轮装置和张紧轮装置安装上去，组成一个传动的固定框架，随后把定制的链节安装上去，用螺丝把单个链板一个个安装在定制的链节上。

4、作为本发明的优选技术方案，所述链板输送装置中的传动机构是由主电机装置和主动轮装置组成，其中包括主动轴、主动轮链轮、垫片、隔套、大同步轮、锁紧螺母、轴承、编码器、小同步轮、同步带、主电机安装座和主电机组成，把两个主动轮链轮分别安装在主动轴两端，用螺丝紧固好，同时在主动轮链轮两侧安装好垫片，随后第一侧板和第二侧板内侧安装好轴承，再安装在两个主动轮链轮的两侧，在第一侧板和第二侧板外侧把隔套安装在主动轴外侧，随后把大同步轮安装在主动轴上，并用锁紧螺母拧紧，再把同步带套上去，再用联轴器把主动轮装置和编码器连接在一起，把主电机安装座预安装在第二侧板上，再把同步轮安装在主电机上，再把主电机安装在主电机安装座上，用同步带把大同步轮和小同步轮连起来，最后张紧同步带后，把主电机安装座用螺丝固定拧紧。

5、作为本发明的优选技术方案，所述链板输送装置中包括从动轮装置，所述从动轮装置是由从动轮轴、从动链轮、垫片和轴承组成，首先把轴承安装在两个从动链轮的两侧，再把两个链轮安装在从动轴的两侧，随后在从动链轮的两侧安装垫片，最后把整套从动轮装置用螺丝固定在第一侧板和第二侧板的两侧，所述链板输送装置包括张紧轮装置，是由张紧轴、从动链轮、张紧轴盖板、垫片和轴承组成，首先把轴承安装在两个从动链轮的两侧，再把两个链轮安装在张紧轴的两侧，随后在从动链轮的两侧安装垫片，再把整套张紧轮装置放置在第一侧板和第二侧板的两侧，在两侧把张紧轴盖板分别安装在第一侧板和第二侧板两侧，在张紧轴盖板上安装螺丝，向下拧动螺丝，抵住张紧轴来张紧链板输送装置。

6、作为本发明的优选技术方案，所述毛刷理料装置是由托板装置、十字毛刷、圆柱毛刷、第一电机、第二电机和光电传感器组成，当光电传感器检测到当前链板输送装置上没有物料，振动送料装置开始工作，软胶囊通过进料箱进入到圆柱毛刷前端，此时的软胶囊叠加的较多，通过圆柱毛刷顺时针滚动，使一部分的软胶囊进入到链板输送装置的定制槽孔内部，此处圆柱毛刷与链板输送装置的间隙需大于一个软胶囊的直径厚度，使另一部分叠加的软胶囊通过链板输送装置向前运行进入到下一个圆柱毛刷前端，再通过圆柱毛刷顺时针滚动，使一部分的软胶囊再次进入到链板输送装置的定制槽孔内部，此处圆柱毛刷与链板输送装置的间隙需小于一个软胶囊的直径厚度，随后再经过十字毛刷顺时针旋转，此处十字毛刷的作用是把个别竖立或者叠加在链板定制槽孔内的软胶囊扫出，再通过下一个圆柱毛刷顺时针滚动，把扫出的软胶囊再次进入到链板输送装置的定制槽孔内部，十字毛刷和圆柱毛刷的作用于前端的作用一样，十字毛刷和圆柱毛刷的下端靠近链板输送装置，但是不与链板输送装置接触，使软胶囊没有竖立和叠加在链板输送装置孔洞内进入到检测装置内部，提高检测的效率和检测的精准性。

7、作为本发明的优选技术方案，所述托板装置是由托板、包胶螺丝、旋钮弹簧插销、弹簧插销固定板、旋转轴和顶紧板组成，当需要清洗托板装置时，往后拉动旋钮弹簧插销，使其插销脱离弹簧插销固定板的孔洞，通过托板上的旋转轴使托板可向下翻转，靠在包胶螺丝上，这样就可以方便托板的清洗。

8、作为本发明的优选技术方案，

9、所述相机检测装置是由相机检测组、相机组固定框架和相机固定座组成；所述相机检测组由相机固定块、相机组固定块、相机调节光杆和多个相机组成，

10、首先把各个相机安装在各个相机固定块上，再把装好的相机固定块串接在相机调节光杆上，再把相机组固定块安装在相机调节光杆的两侧，最后固定在相机组固定框架上。

11、作为本发明的优选技术方案，所述背光源托板装置是由玻璃、玻璃托架、固定托板、玻璃压板、玻璃后挡板、背光源、固定座、包胶螺丝、旋钮弹簧插销、弹簧插销固定板、顶紧板和旋转轴组成，首先把玻璃托架、玻璃后挡板、背光源和旋钮弹簧插销分别安装在固定托板上，随后再把玻璃放置在玻璃托架上，通过手拧螺丝用玻璃压板把玻璃压住，随后再固定在固定座上，当需要清洗或者更换玻璃时，往后拉动旋钮弹簧插销，使其插销脱离弹簧插销固定板的孔洞，通过托板上的旋转轴使托板可向下翻转，靠在包胶螺丝上，松开玻璃压板上的手拧螺丝，这样就可以取出或者清洗玻璃。

12、作为本发明的优选技术方案，所述剔废装置主要是由剔废托板装置、剔废进料通道，透明pu软管、辅助吹料气嘴、剔废气嘴安装座和剔废收集通道组成，当软胶囊检测完成后，检测系统记录好废品的位置，经过剔废托板装置，在剔废托板下方，有剔废气孔，当软胶囊到达剔废气孔下方时，检测系统下达给对应的电磁阀，让电磁阀工作，通过剔废气孔把软胶囊踢入剔废进料通道，通过透明pu软管进入到剔废收集通道内进入废品箱内收集，为了使通道内无积料情况产生，在剔废进料通道后方每道出料口加个辅助吹料气嘴，使透明pu软管内无积料情况产生，可以进行正常废品的收集，合格的物料就随着链板输送装置的拖动，掉入到成品收集上通道内部，再进入到成品收集下通道，最后进入合格品箱内收集，当合格品箱收集到一定数量的软胶囊时，计数换箱装置中的气缸开始工作，关闭成品收集下通道的出口，进行换箱操作，经过一定时间后，通过气缸开启成品收集下通道的出口，再次进行合格品的收集，成品收集装置主要是由成品收集上通道、计数换箱装置、成品收集自锁柱、成品收集下通道衔接座、成品收集下通道、挡板固定座、挡板、接料盒、成品通道固定块、罩壳、联轴器、球头弹珠和气缸组成，所述成品收集上通道、成品收集上通道底板和成品收集自锁柱是焊接在一起的，两侧的成品通道固定块是用螺丝固定在固定框架两侧的第一侧板和第二侧板上的，同时成品通道固定块的两侧有两个球头弹珠，安装好的时候球头弹珠是卡在自锁柱的凹槽内，不让它往下掉落，这样的作用是不借用工具的情况下方便拿取清洗，拿取的时候只要用力往下一拉就行，再把两个成品收集下通道衔接座用螺丝安装在成品收集上通道底板两侧下方，在成品收集下通道衔接座也设有球头弹珠，安装好的时候球头弹珠是卡在成品收集下通道挡条的凹槽内。

13、作为本发明的优选技术方案，还包括机器视觉检测原理和高速图像处理技术，本发明采用带孔链板输送装置的传输方式进行软胶囊走料，链板输送装置下方以透明玻璃为承托，软胶囊在孔洞内，被下方的玻璃托住，链板输送装置水平移动时带动软胶囊在玻璃上平移的同时进行自转运动，玻璃下方使用背光源打光，上方使用工业相机矩阵采集系列图像，实现软胶囊360度全覆盖视觉检测；

14、作为本发明的优选技术方案，本方案中的链板输送装置由数百块带孔的小型链板组合而成，每一个小链板都可以快速更换，从而保证了可以快速换型，链板上的孔洞形状适配于所传输的软胶囊的形状，孔洞边沿进行了特殊的设计保证软胶囊在孔洞内时边界尽量完整呈现，从而可以精确地进行软胶囊形状检测，同时，通过工业相机的阵列设计及采图间隔的控制，可以保证软胶囊的任何位置总能在转到相机的拍摄范围内时采集图像，从而确保了软胶囊表面360度无盲区拍图，另外，在算法设计中本方案采用了传统视觉检测算法与深度学习技术结合的方式，传统算法检测软胶囊的形状、颜色、内容气泡等特征容易量化的缺陷，深度学习技术检测软胶囊常见但难检的表皮气泡及内容物异物缺陷；

15、总之，使用本方案可以在保证速度的前提下有效提高软胶囊缺陷的瑕疵检出效果，对软胶囊行业生产效率及成品质量的提升有很大帮助。

16、本方案可以在更换链板的前提下支持各种形状的透明软胶囊的检测，在这里仅以水滴形软胶囊举例进行说明，其他品种所涉及的技术是一样的。

17、透明水滴形软胶囊传输所用的链板，孔洞边沿的凸点设计是为了保证软胶囊的边界不会与孔洞的边界完全贴合，这样的设计可以让相机尽量完整的拍到整个软胶囊边界，从而更精准地检测软胶囊的形状缺陷，每一颗软胶囊在孔洞内水平移动的同时会与下方的玻璃板发生摩擦，从而发生自转运动，在其水平运动的轨迹上方有多个工业相机采集软胶囊上表面的图像，通过触发控制装置使软胶囊每移动一个孔洞的位置进行一次图像采集，一颗软胶囊会进行多次图像采集，为了避免多个相机采集重复的角度，多台相机之间的间隔距离及相机拍图时刻是经过计算论证的，本方案经过实验验证，使用4台相机12次采集可以保证每一颗胶囊表面100％覆盖采图；

18、视觉检测算法总体分为两大块，尺寸、形状缺陷、内容气泡等缺陷通过算法计算形状、颜色等特征的方式进行检测，保留了传统算法可量化和灵活性强的优点，表皮气泡和内容异物等缺陷虽然在不同的角度拍图效果变化比较大不利于检测，但由于缺陷本身特征稳定，可以事先获取大量的缺陷样本，适宜采用深度学习技术进行检测，本方案中针对这种缺陷先收集大量的缺陷品拍图，然后使用自研工具进行缺陷标注并训练出可以有效识别该缺陷的模型，最后把训练好的模型部署于算法中用于缺陷识别，有效识别率达到98.8％，使透明软胶囊的缺陷视觉检出率有了跨越式提升。

19、与现有技术相比，本发明提供了一种多通道软胶囊检测机及检测方法，具备以下有益效果：

20、1、该一种多通道软胶囊检测机及检测方法，为了解决常规皮带方式软胶囊无法自转且无法加装背光源进行视觉检测的缺点，本发明采用带孔链板的传输方式进行软胶囊走料，链板下方以透明玻璃为承托，软胶囊在孔洞内，被下方的玻璃托住，链板水平移动时带动软胶囊在玻璃上平移的同时进行自转运动，玻璃下方使用背光源打光，上方使用工业相机矩阵采集系列图像，实现软胶囊360度全覆盖视觉检测；

21、2、该一种多通道软胶囊检测机及检测方法，通过设置本方案中的链板由数百块带孔的小型链板组合而成，每一个小链板都可以快速更换，从而保证了可以快速换型，链板上的孔洞形状适配于所传输的软胶囊的形状，孔洞边沿进行了特殊的设计保证软胶囊在孔洞内时边界尽量完整呈现，从而可以精确地进行软胶囊形状检测，同时，通过工业相机的阵列设计及采图间隔的控制，可以保证软胶囊的任何位置总能在转到相机的拍摄范围内时采集图像，从而确保了软胶囊表面360度无盲区拍图，另外，在算法设计中本方案采用了传统视觉检测算法与深度学习技术结合的方式，传统算法检测软胶囊的形状、颜色、内容气泡等特征容易量化的缺陷，深度学习技术检测软胶囊常见但难检的表皮气泡及内容物异物缺陷。

22、总之，使用本方案可以在保证速度的前提下有效提高软胶囊缺陷的瑕疵检出效果，对软胶囊行业生产效率及成品质量的提升有很大帮助。