5.3.3 机械传动部分设计分析
我们设计检测系统的初衷是为了能够在流水线中内嵌使用，在系统设计的初期考虑的是“台式半自动旋转辅助检测台”“直线型流水检测+旋转机械手”的机械设计方案，经过反复思考最终采用的是“旋转进瓶流水检测+紧压式旋转托盘”。下面分别对几种检测方案进行对比分析。
方案一：台式半自动旋转辅助检测台。如图5.6所示，待检测的药瓶被卡在转床上，转床旋转的时候带动药瓶高速旋转，用于机器视觉的专用LED光源安装在如图所示的光源盒内，摄像机将拍摄到的图像传输到工控机。
显然，此方案是需要人工进瓶，是半自动化的检测，只能用于辅助性药剂异物检测，效率很低，还不能满足流水线全自动的需要，因此，需要在此基础上进一步改进。我们开始设计和考虑第二种全自动流水检测系统装置。
图5.6 药品杂质检测装置部分结构图
方案二：直线型流水检测+旋转机械手。为了能模拟现代工业生产线，又设计了一条直线往返式传动带，整机的设计如图5.7所示。传送带按规定方向运行，待检测物品从传送带的右侧装载，经过检测机柜，检测机柜内设有高速的CCD摄像机和环形阵列LED光源，待检测物品经过检测机柜时触发摄像机拍摄图片，图片经图像采集卡传回计算机，计算机调用高速的图像处理算法判断带检测物品是否为次品，如果检测到次品，在传送带左侧的次品剔除装置将次品从传送带剔除掉。
图5.7 视觉检测平台外形设计图
本装置中机械手为二手指机械手，针对罐装容器设计。可以做抓取瓶身、旋转、急停、放下、归位等系列动作。机械手的机械结构如图5.8所示。(https://www.daowen.com)
图5.8 机械手的机械结构图
(a)抓取前的状态；(b)抓取后的状态
直线型流水检测+旋转机械手方案比方案一有了很大改进，可以实现全自动流水检测。但是和药品生产厂家沟通的时候，发现方案一些不足：直线式流水进瓶需要经常停下来旋转，机械手上下抓瓶子的时间较长，效率低；基于此方案设计的机械手需要做上下移动、抓取动作、旋转动作等，是三维动作机械手，在实际制作中难度较大，成本较高。因此，还要继续改进，构思更加符合流水线生产的高效检测硬件系统。
方案三：旋转进瓶流水检测+紧压式旋转托盘。如图5.9所示，由生产线传送带经输入口送入检测系统内部，导入星轮将产品依次导入实时检测圆环。待检产品进入视觉处理模块后，抓取装置开始带动输液瓶在高速旋转区加速旋转，可见异物脱离瓶壁或瓶底旋转，随同漩涡一同旋至溶液液面，在低速旋转区透明药剂转速变慢，液面逐渐停止振荡。当急停区边界的光电传感器检测到输液瓶完全进入急停区时，透明药剂瓶立即停止旋转，瓶内液体由于惯性作用将继续运动，这时LED光源与频闪器开启，协同相机拍摄输液瓶连续序列图像，整个实时检测圆环也同时停止圆周运动。当相机完成图像的采集后，实时检测圆环接着运行，将下瓶待检透明药剂移入急停区。
图5.9 液体药剂自动化无损检测和次品剔除装置
液体药剂自动化无损检测和次品剔除装置是用圆形旋转装置替代直线流水装置设计而成，用星轮进瓶，效率更高；用舵机控制旋转托盘自动压紧瓶身，旋转托盘与机械手相比较，更简单，速度也更快。
