專利名稱：一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬幣生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量檢測裝置，特別涉及一種應用圖像處理 技術(shù)實現(xiàn)的基于視覺系統(tǒng)的高精度多功能硬幣生產(chǎn)質(zhì)量自動檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前我國生產(chǎn)中的流通硬幣主要有三種分別是一元幣，五角幣和一角幣。 此外，還有一定數(shù)量的紀念幣。由于中國人口數(shù)量多，流通硬幣數(shù)量大，所以 采用自動化的造幣過程是提高生產(chǎn)效率的必由之路。隨著國力的提高，人們對 代表國家形象的貨幣質(zhì)量要求也越來越高。采用硬幣成品(簡稱花餅)質(zhì)量檢 測系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工質(zhì)量檢測可以實現(xiàn)自動化造幣的過程，提高生產(chǎn)效率， 還可以提高出廠產(chǎn)品的質(zhì)量。
花餅檢測是造幣流程中的最后一個環(huán)節(jié)，是產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)的最后一道關(guān)口。 在造幣的諸多流程中，由于工藝、設備、環(huán)境、人為等因素，會產(chǎn)生各種缺陷， 如劃傷、碰傷、粘模、臟餅、油餅、大殘缺、小殘缺、黑點、腐蝕、變色、 粘坑、起瘤等。以往采用人工檢測，存在檢測標準不統(tǒng)一、勞動強度大、效率 比較低、人力成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝 置，可以針對現(xiàn)有流通硬幣和紀念幣產(chǎn)品進行全面的印制質(zhì)量檢測，解決了現(xiàn) 有技術(shù)中檢測標準不統(tǒng)一、勞動強度大、效率低、成本高的問題。本發(fā)明采用
多臺高精度面陣CCD相機組成精密光學檢測系統(tǒng)，輔助以高精度的機械傳動裝置和限位裝置實現(xiàn)硬幣圖像的采集和測試分析；可檢測出硬幣正反面的所有 表面缺陷及幾何參數(shù)的功能。 本發(fā)明的技術(shù)方案為
設置表面質(zhì)量檢查模塊，分別處理花餅的正反兩面數(shù)據(jù)，并根據(jù)檢測結(jié)果 剔除缺陷幣；包括組合照明成像光源、依次連接的圖像接收單元、圖像處理單 元、結(jié)果輸出單元和壞幣剔出裝置；組合照明成像光源，采用高低角度面光源 同時照明方式，可以保證獲得硬幣表面清晰完整的圖像；圖像接收單元采集硬 幣表面的圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元對采集的圖像數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)生產(chǎn)標準 確定缺陷產(chǎn)品并剔除，同時可將實時檢測圖像和分析結(jié)果信息傳送到結(jié)果輸出 單元；壞幣剔出裝置根據(jù)圖像處理單元的控制信息，對超差的產(chǎn)品進行剔除。
所述的圖像接收單元，包括攝像支架和攝像系統(tǒng)，所述攝像支架固定在操 作平臺上，組合照明成像光源和攝像系統(tǒng)固定在攝像支架上，沿硬幣表面垂直 方向采集硬幣表面的圖像數(shù)據(jù)。
所述的圖像處理單元，包括依次連接的定位單元、濾波單元、分割采樣單 元和畸形校正單元，分別通過定位、濾波、分割和校正技術(shù)對采集的圖像進行 多尺度濾波和多維度處理，得到花餅質(zhì)量數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)標準確定缺陷產(chǎn)品并 剔除，同時可將實時檢測圖像和分析結(jié)果信息傳送到結(jié)果輸出單元。
所述的結(jié)果輸出單元包括顯示單元、報警單元、執(zhí)行單元和數(shù)據(jù)庫，實時 顯示、存儲或打印。
所述的壞幣剔出裝置，包括控制電路、高壓空氣導管、電磁閥、專用定向 噴嘴，電磁閥的開啟和關(guān)閉由控制電路來控制，高壓空氣導管連接到電磁閥的 入口上，電磁閥的出口連接專用定向噴嘴所述的攝像系統(tǒng)為面陣CCD相機和高分辨率鏡頭。 所述的攝像支架和攝像系統(tǒng)之間設置有光路，加強抗雜光干擾能力。 還設有落料斗，落料斗內(nèi)側(cè)的各個側(cè)面設置有軟質(zhì)材料。 所述的操作平臺還設有傳送皮帶和機械定位裝置。
本發(fā)明的優(yōu)點效果如下
本發(fā)明采用機器視覺技術(shù)，對產(chǎn)品生產(chǎn)的實時圖像進行處理。檢査硬幣是 否存在因工藝、設備、環(huán)境、人為等因素產(chǎn)生的各種缺陷，同時可自動剔除缺 陷硬幣。本裝置檢査標準客觀定量，可以大大提高硬幣生產(chǎn)效率，提高造幣自 動化程度。
本發(fā)明采用機器視覺技術(shù)進行質(zhì)量檢査，檢查標準客觀，而且可以定量描 述；提高了生產(chǎn)效率，檢測速度取決于硬件運算速度和程序優(yōu)化程度，隨著技 術(shù)的發(fā)展，可以不斷升級；解放勞動力，提高造幣自動化程度。
壞幣剔出裝置通過控制電路可以調(diào)節(jié)電磁閥的開啟時刻和開啟延續(xù)時間， 通過承載結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)專用定向噴嘴的噴氣方向。電磁閥在控制電路的作用下 開啟，高壓空氣導管傳輸高壓空氣從專用定向噴嘴以一定角度噴出，可將檢查 出的殘次幣從好品中準確分揀出來，不影響好品的正常傳送。
落料斗可以保存剔除出的殘次幣。殘次幣花餅從側(cè)面被吹入到落料斗通道 內(nèi)，花餅進入后，能確保其沿開口下落，而不會反彈回到好品中。
本發(fā)明是一個非接觸檢測系統(tǒng)，對于產(chǎn)品不會造成任何傷害，同人眼的工 作原理相同，而且檢測標準客觀可靠，是理想的最終產(chǎn)品質(zhì)量檢查手段。


圖l為本發(fā)明工作原理框圖。圖2為本發(fā)明系統(tǒng)工作示意圖主視圖。 圖3為本發(fā)明系統(tǒng)工作示意圖俯視圖。
圖中，1、相機，2、鏡頭，3、光源，4、剔除裝置，5、位置傳感器，6、 花餅，7、編碼器。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細說明。
設置表面質(zhì)量檢査模塊，分別處理花餅的正反兩面數(shù)據(jù)，并根據(jù)檢測結(jié)果 剔除缺陷幣；包括組合照明成像光源、依次連接的圖像接收單元、圖像處理單 元、結(jié)果輸出單元和壞幣剔出裝置；組合照明成像光源，采用高低角度面光源 同時照明方式，可以保證獲得硬幣表面清晰完整的圖像；圖像接收單元沿硬幣 表面垂直方向采集硬幣表面的圖像數(shù)據(jù)，它包括攝像支架、面陣CCD相機和高 分辨率鏡頭，所述攝像支架、傳送帶及機械定位裝置固定在操作平臺上，組合 照明成像光源、面陣CCD相機和高分辨率鏡頭固定在攝像支架上，攝像支架和 面陣CCD相機、高分辨率鏡頭之間設置加強抗雜光干擾能力的光路；圖像處理 單元包括依次連接的定位單元、濾波單元、分割采樣單元和畸形校正單元，分 別通過定位、濾波、分割和校正技術(shù)對采集的圖像進行多尺度濾波和多維度處 理，得到花餅質(zhì)量數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)標準確定缺陷產(chǎn)品并剔除，同時可將實時檢 測圖像和分析結(jié)果信息傳送到顯示單元、報警單元、執(zhí)行單元和數(shù)據(jù)庫，實時 顯示、存儲或打印；壞幣剔出裝置根據(jù)圖像處理單元的控制信息，對超差的產(chǎn) 品剔除到落料斗中，落料斗內(nèi)側(cè)的各個側(cè)面設置有軟質(zhì)材料；壞幣剔出裝置由 控制電路、高壓空氣導管、電磁閥、專用定向噴嘴和承載結(jié)構(gòu)組成，電磁閥的 開啟和關(guān)閉由控制電路來控制，高壓空氣導管連接到電磁閥的入口上，電磁閥的出口連接專用定向噴嘴。
本發(fā)明的工作原理及工作過程如下
本發(fā)明采用機器視覺技術(shù)，即通過圖像傳感器獲得實時的目標圖像，再通 過圖像處理技術(shù)獲得缺陷信息，進行好壞品分揀。
光源是系統(tǒng)的基準和參考源，在照明檢測目標的同時，提供系統(tǒng)基準信號。 檢測目標被照亮后，表面信號(包括圖案、背景和缺陷)將調(diào)制在基準信號上。 調(diào)制信號通過鏡頭會聚后成像在相機的焦面上，相機通過CCD將光學圖像信 號轉(zhuǎn)換為電子圖像信號輸入到圖像處理單元，圖像處理單元將圖像信號處理為 需要的格式后，進行各種信息提取和處理，將正常的信號和缺陷信號標記出來, 由計算機分發(fā)給顯示單元、報警單元、執(zhí)行單元和數(shù)據(jù)庫。
為了提高檢測效率，系統(tǒng)采用兩路并行檢測，如圖2所示。花餅由進料斗
落到傳送皮帶上，經(jīng)過機械定位裝置，使得運動軌跡左右受控，便于檢測。當 硬幣到達位置傳感器時，確定硬幣前后精確位置，結(jié)合傳送帶的速度，觸發(fā)相 機快門，獲得準確的實時產(chǎn)品圖像信號。當發(fā)現(xiàn)不符合質(zhì)量標準的產(chǎn)品，控制 電路打開電磁閥，高壓空氣從專用定向噴嘴噴出將缺陷品剔除。缺陷品落入專 用的落料斗中。
權(quán)利要求
1、一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于包括下述結(jié)構(gòu)設置表面質(zhì)量檢查模塊，分別處理花餅的正反兩面數(shù)據(jù)，并根據(jù)檢測結(jié)果剔除缺陷幣；包括組合照明成像光源、依次連接的圖像接收單元、圖像處理單元、結(jié)果輸出單元和壞幣剔出裝置；組合照明成像光源，采用高低角度面光源同時照明方式，可以保證獲得硬幣表面清晰完整的圖像；圖像接收單元采集硬幣表面的圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元對采集的圖像數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)生產(chǎn)標準確定缺陷產(chǎn)品并剔除，同時可將實時檢測圖像和分析結(jié)果信息傳送到結(jié)果輸出單元；壞幣剔出裝置根據(jù)圖像處理單元的控制信息，對超差的產(chǎn)品進行剔除。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于所述的 圖像接收單元，包括攝像支架和攝像系統(tǒng)，所述攝像支架固定在操作平臺上， 組合照明成像光源和攝像系統(tǒng)固定在攝像支架上，沿硬幣表面垂直方向釆集硬 幣表面的圖像數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于所述的 攝像系統(tǒng)為面陣CCD相機和高分辨率鏡頭。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于所述的攝像支架和攝像系統(tǒng)之間設置有光路，加強抗雜光干擾能力。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于所述的 操作平臺還設有傳送皮帶和機械定位裝置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于所述的 圖像處理單元，包括依次連接的定位單元、濾波單元、分割采樣單元和畸形校 正單元，分別通過定位、濾波、分割和校正技術(shù)對采集的圖像進行多尺度濾波和多維度處理，得到花餅質(zhì)量數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)標準確定缺陷產(chǎn)品并剔除，同時 可將實時檢測圖像和分析結(jié)果信息傳送到結(jié)果輸出單元。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于所述的 結(jié)果輸出單元包括顯示單元、報警單元、執(zhí)行單元和數(shù)據(jù)庫，實時顯示、存儲 或打印。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于所述的 壞幣剔出裝置，包括控制電路、高壓空氣導管、電磁閥、專用定向噴嘴，電磁 閥的開啟和關(guān)閉由控制電路來控制，高壓空氣導管連接到電磁閥的入口上，電 磁閥的出口連接專用定向噴嘴。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬幣質(zhì)量自動檢測裝置，其特征在于還設有 落料斗，落料斗內(nèi)側(cè)的各個側(cè)面設置有軟質(zhì)材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應用圖像處理技術(shù)實現(xiàn)的基于視覺系統(tǒng)的高精度多功能硬幣生產(chǎn)質(zhì)量自動檢測裝置；包括組合照明成像光源、依次連接的圖像接收單元、圖像處理單元、結(jié)果輸出單元和壞幣剔出裝置；組合照明成像光源，采用高低角度面光源同時照明方式；圖像接收單元采集硬幣表面的圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元對采集的圖像數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)生產(chǎn)標準確定缺陷產(chǎn)品并剔除，同時將實時檢測圖像和分析結(jié)果信息傳送到結(jié)果輸出單元；壞幣剔出裝置根據(jù)圖像處理單元的控制信息，對超差的產(chǎn)品進行剔除。本發(fā)明檢查標準客觀，而且可以定量描述；提高了生產(chǎn)效率，檢測速度可不斷升級；解放了勞動力，提高了造幣自動化程度。
文檔編號B05B12/00GK101561948SQ200810011059
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月17日
發(fā)明者迪 劉, 勾久斌, 波 張, 張吉剛, 賴茂明 申請人:中國印鈔造幣總公司