视觉数粒机工作原理详解

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视觉数粒机是集精密机械、光学成像、图像处理和智能控制于一体的高精度自动化设备。其工作流程可以分为紧密相连的四个主要阶段:

第一阶段:物料准备与输送

这是保证计数准确性的前置关键步骤,目的是使颗粒有序、分离、匀速地通过检测区域。

  • 缓存储料室:储存待计数物料。

  • 多级振动送料器:通过电磁振动,使料斗中的物料均匀、分散地向前移动。

  • 成型通道:物料在振动和特定轨道的作用下,逐渐排列成单层、单列的“条状”队列。

  • 匀速下滑:最终,物料以稳定、可控的速度滑过透明的检测落料口(即相机的拍摄区域)。这一步至关重要,它避免了颗粒重叠、堆积造成的误判。

第二阶段:图像拍摄(图像采集)

  • 核心部件高速工业相机专业光源

  • 拍摄过程:当物料颗粒依次、单独通过相机正下方的背光照明区域时,相机被精确触发(或进行高速连续拍摄),捕获颗粒的瞬间图像。

  • 技术要点

    • 背光照明:通常采用LED面光源从底部照射,形成高对比度的轮廓图像,颗粒为黑色阴影,背景为白色,非常利于轮廓识别。

    • 高速拍摄:确保即使物料快速移动,图像也不会模糊,能捕捉到每一个颗粒。

第三阶段:图像处理与识别

这是系统的“大脑”,由图像处理软件和算法完成。

  1. 图像预处理:对原始图像进行降噪、增强对比度等操作,优化图像质量。

  2. 特征提取:运用先进的图像处理算法(如边缘检测、阈值分割等),精确地识别出每个颗粒的轮廓、形状、尺寸等信息。对于需要颜色分辨的应用,还会分析颜色特征。

  3. 颗粒分割与标记:将连在一起的颗粒阴影进行分割,并对图像中每一个独立的颗粒轮廓进行标记,为计数做准备。

第四阶段:数量计算与结果输出

  • 数学算法计数:系统对标记后的所有轮廓进行遍历统计。高级算法能有效处理极少数轻微粘连的情况,确保计数准确。

  • 结果输出

    • 显示:在设备的人机界面(HMI)屏幕上实时显示当前数量、批次结果等。

    • 控制与通信:将数量信号通过I/O接口或网络(如以太网、RS485)发送给生产线上的其他设备,例如:

      • 控制闸门的开闭,实现定量分装。

      • 触发贴标机装盒机等后续包装设备

      • 将数据上传至生产管理系统(MES),用于数据追溯和分析。

总结与优势

您描述的“物料有序通过 → 相机精准捕捉 → 算法识别计算 → 结果输出控制”流程,正是视觉数粒机的精髓。相比传统称重或机械式计数,其核心优势在于:

  • 高精度:避免了颗粒破损、密度差异的影响,准确率通常可达99.9%以上。

  • 高速度:配合高速相机和处理器,每分钟可计数成千上万个颗粒。

  • 多功能:不仅能计数,还能同步进行尺寸筛查、颜色分选等。

  • 非接触:不接触物料,无污染、无损伤,特别适用于药品、食品、精密零件。

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