[发明专利]一种基于机器视觉导引实现柑橘囊胞异物剔除系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及水果囊胞异物检测领域，特别涉一种基于机器视觉导引实现柑橘囊胞异物剔除系统。

背景技术

近几年，我国果汁饮料行业发展迅速，产值增长速度均超过GDP的增长速度。良好的发展前景，加之整个行业市场化程度较高，吸引了国际饮料巨头纷纷进入，行业竞争也异常激烈。然而要想在这个行业上占有一席之地，产品的质量必须得到保证。柑橘囊胞是制作果汁的农产品之一，我们通过加工柑橘得到囊胞的过程中，难免会引入囊衣、橙核、毛发以及可见颗粒等一系列异物。所以在果汁装罐之前必须进行囊胞异物剔除这一工序，以保证得到的果汁干净可口，满足大众的消费要求。

然而，目前我国并没有现成的设备能够完成这一工序，大多数公司柑橘囊胞异物检测线主要采用目视判断人工剔除的工作方式。该方式存在效率低、漏检率高、成本高等不足，并且检测效果也容易受员工的心情、身体状态等因素影响。随着劳动力资源的日趋紧张，这些问题也日显突出。为此，提出一种基于机器视觉导引的自动检测系统，以克服上述问题。

发明内容

本发明专利的目的在于针对人工检测存在效率低、漏检率高以及成本高等不足，提出一种基于机器视觉导引实现柑橘囊胞异物剔除的系统。该系统结构简单、操作简单，有检测范围大、效率高、精度高等优点。

为了实现上述要求，本发明专利采用以下技术方案：

一种基于机器视觉导引实现柑橘囊胞异物剔除系统，其特征在于：包含机械系统、视觉测量导引系统和控制系统，所述机械系统包括框架、用于输送柑橘囊胞的输送装置、以及用于剔除柑橘囊胞异物的剔除装置，所述剔除装置包括运动平移台和设于运动平移台上端的异物吸取装置，所述运动平移台可在输送装置上方水平移动，所述异物吸取装置包括依次相连的吸嘴、真空发生器以及可伸缩的气缸，所述吸嘴还通过真空发生器与异物收集箱相连，所述视觉测量导引系统包括光源、相机组、图像数据采集卡，所述相机组包括预处理相机和引导相机，所述输送装置按照柑橘囊胞运动方向分为预检测区和检测剔除区，所述预处理相机设于预检测区上方，所述引导相机和异物吸取装置固定相连设于检测剔除区，所述控制系统包括工控机和PLC，所述预处理相机和引导相机采集的信号通过图像数据采集卡处理后接入工控机，所述工控机通过PLC控制输送装置、光源和相机组的开启、运动平移台的运动以及异物吸取装置的动作。

作为改进，所述输送装置设于框架上，所述输送装置包括主动滚轮、从动滚轮、连接主动滚轮和从动滚轮的传输带、以及驱动主动滚轮的驱动电机，所述柑橘囊胞通过传输带进行输送，所述传输带为透明皮带。

作为改进，所述主动滚轮的联轴器上设有用于测量转速的旋转编码器，所述旋转编码器检测信号接入PLC，可以实时监测主动滚轮传输速度，并通过PLC控制传输带的输送速度。

作为改进，所述输送装置首末两端分别设有用于检测柑橘囊胞进入和离开传输带的光纤传感器，所述光纤传感器信号接入工控机，可以准确的判断柑橘囊胞是否进入和离开传输带，以便精准的对柑橘囊胞进行检测和剔除。

作为改进，所述剔除装置有多个，所述多个剔除装置在传输带方向上呈线性阵列分布，每一个剔除装置的异物吸取装置均固定相连有引导相机，多个剔除装置同时工作，加快异物剔除速度，有效防止了漏检漏剔除。

本发明专利的有益效果是：本发明是基于机器视觉导引实现柑橘囊胞异物剔除的系统，利用视觉测量导引系统采集图片，传送给工控机分析，通过运动平移台和气缸的联合动作，引导吸嘴将异物剔除。达到了智能检测及剔除异物的目的，克服了现有人工检测的效率低、成本高的缺点。与人工检测相比，操作简单，漏检率低，效率高以及精度高。

人工检测柑橘囊胞的速度一般为0.6平方米每分钟，而机器视觉系统检测速度可达 5平方米每分钟，机器视觉系统的异物剔除速度是人工的 6~8 倍，极大提高了生产效率。

人工检测由于环境和生理的原因，无法不间断地进行柑橘囊胞异物检测和剔除，而采用机器视觉系统检测则使其成为可能。设备的生产时间可最大限度地延长，提高了设备的利用率。

人工检测由于视觉易疲劳，很难连续观察柑橘囊胞。检测正确率靠人工很难保证，机器视觉系统的检测精度较高，从而大大提高产品合格率以及检测质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明系统组成图框图；

图3为本发明工作流程图；

图4为基于图像的视觉伺服系统；

图5为视觉伺服控制流程。