視覺數粒機工作原理詳解

視覺數粒機是集精密機械、光學成像、圖像處理和智能控制于一體的高精度自動化設備。其工作流程可以分為緊密相連的四個主要階段:

第一階段:物料準備與輸送

這是保證計數準確性的前置關鍵步驟,目的是使顆粒有序、分離、勻速地通過檢測區域。

  • 緩存儲料室:儲存待計數物料。

  • 多級振動送料器:通過電磁振動,使料斗中的物料均勻、分散地向前移動。

  • 成型通道:物料在振動和特定軌道的作用下,逐漸排列成單層、單列的“條狀”隊列。

  • 勻速下滑:最終,物料以穩定、可控的速度滑過透明的檢測落料口(即相機的拍攝區域)。這一步至關重要,它避免了顆粒重疊、堆積造成的誤判。

第二階段:圖像拍攝(圖像采集)

  • 核心部件高速工業相機專業光源

  • 拍攝過程:當物料顆粒依次、單獨通過相機正下方的背光照明區域時,相機被精確觸發(或進行高速連續拍攝),捕獲顆粒的瞬間圖像。

  • 技術要點

    • 背光照明:通常采用LED面光源從底部照射,形成高對比度的輪廓圖像,顆粒為黑色陰影,背景為白色,非常利于輪廓識別。

    • 高速拍攝:確保即使物料快速移動,圖像也不會模糊,能捕捉到每一個顆粒。

第三階段:圖像處理與識別

這是系統的“大腦”,由圖像處理軟件和算法完成。

  1. 圖像預處理:對原始圖像進行降噪、增強對比度等操作,優化圖像質量。

  2. 特征提取:運用先進的圖像處理算法(如邊緣檢測、閾值分割等),精確地識別出每個顆粒的輪廓、形狀、尺寸等信息。對于需要顏色分辨的應用,還會分析顏色特征。

  3. 顆粒分割與標記:將連在一起的顆粒陰影進行分割,并對圖像中每一個獨立的顆粒輪廓進行標記,為計數做準備。

第四階段:數量計算與結果輸出

  • 數學算法計數:系統對標記后的所有輪廓進行遍歷統計。高級算法能有效處理極少數輕微粘連的情況,確保計數準確。

  • 結果輸出

    • 顯示:在設備的人機界面(HMI)屏幕上實時顯示當前數量、批次結果等。

    • 控制與通信:將數量信號通過I/O接口或網絡(如以太網、RS485)發送給生產線上的其他設備,例如:

      • 控制閘門的開閉,實現定量分裝。

      • 觸發貼標機裝盒機等后續包裝設備

      • 將數據上傳至生產管理系統(MES),用于數據追溯和分析。

總結與優勢

您描述的“物料有序通過 → 相機精準捕捉 → 算法識別計算 → 結果輸出控制”流程,正是視覺數粒機的精髓。相比傳統稱重或機械式計數,其核心優勢在于:

  • 高精度:避免了顆粒破損、密度差異的影響,準確率通常可達99.9%以上。

  • 高速度:配合高速相機和處理器,每分鐘可計數成千上萬個顆粒。

  • 多功能:不僅能計數,還能同步進行尺寸篩查、顏色分選等。

  • 非接觸:不接觸物料,無污染、無損傷,特別適用于藥品、食品、精密零件。

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