一种酒类灌装生产线质检系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种酒类灌装生产线质检系统，包括容器检测系统和异物检测系统，所述容器检测系统包括次瓶分离机构及控制部分，所述异物检测系统包括次品剔除装置及电气控制系统；所述电气控制系统包括PC工控机，所述PC工控机通过路由器连接相机，所述PC工控机与PLC通信，PLC输出端通过变频器连接传送带电机，PLC输出端还通过伺服驱动器连接主轮盘伺服电机和跟踪拍摄伺服电机，所述光电传感器连接PLC输入端，PLC输出端还连接光源和次品剔除装置。本实用新型可以代替人眼检测，可以嵌入其高速生产线上，代替人工完成物料的检测，对于该企业降低劳动力，提高生产效率，改善产品质量具有重要的意义。
【专利说明】一种酒类灌装生产线质检系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及酒类灌装领域，具体是一种酒类灌装生产线质检系统。
【背景技术】
[0002]酒类灌装生产线质检系统主要检测空瓶瑕疵和液体杂质。
[0003]1.容器检测和液体检测，容器检测主要针对国内白酒灌装生产线上玻璃瓶的质量检测，检测项目包括裂纹，沙眼，表面碰伤，表面喷漆。
[0004]2.容器内液体的杂质检测由于其目的是检查灌装液体中是否有不溶于水的各种微小物质，这些微小物质包括玻屑、纤维、毛发、白块、铁屑、苍蝇等。由于这些微小物质掺杂在成品中严重影响产品质量，严重危害食品安全，甚至危及消费者生命安全。所以在我国的食品安全标准中，对可见异物是严加控制的。
[0005]目前国内白酒灌装生产线质检系统大部分依靠人工质检，此方式漏检率高，工人劳动强度大，客户目前有迫切的生产需求，希望加大自动化的投入，提高生产线自动化程度，降低成本，保证产品的质量，提高品牌的知名度。
[0006]鉴于“人工灯检”方法存在的显而易见的缺点，采用自动化质检设备来替代“工质检”显得非常必要。
[0007]目前国内白酒类灌装行业的质检几乎都使用人工质检，在对国内几家白酒行业的龙头企业通过各种途径的调研，发现几乎无一例外的都使用人工质检。
[0008]可见异物一直是液体灌装企业的头疼问题，人员素质参差不齐，操作工人劳动量大，漏检率高等现象是困扰我们公司的发展的瓶颈，在每一次成品出厂的背后是我们无数个日日夜夜辛苦的结果，我们一直在努力寻找更加准确省力的解决方案，但是进口灯检机价格的居高不下，适应性差也使我们望而却步，所以随着产量的急剧递增，人员的问题更加突出，如何能保质保量的完成公司交给我们的任务是我们迫在眉睫需要解决的问题。
[0009]人工灯检存在的以下八大不足之处:
[0010]1.灯检人员视力不同，依据也不同，无统一标准，质量不好控制。
[0011]2.人工灯检对视力要求较高，并非人人都可胜任，人员难招，流动性大。
[0012]3.生产效率低，每人每小时检查约800?1200瓶。
[0013]4.灯检工易疲劳,容易误检或漏检。
[0014]5.思想情绪也会造成漏检、误检。
[0015]6.受工人的主观意识影响大，无法制定相应的标准。
[0016]7.人的视力有限，目视可见的最小微粒约为50?80 μ m。
[0017]8.对人的眼睛有一定损害。
[0018]随着现代经济的发展，人们消费水平日益提高，消费者对包装也不断地追求完美，从酒类，饮料来讲，早期一般是普通的圆柱体型，现在，除了已在人们脑海中形成品牌定式的少数饮品外(主要是水)，每一种新品牌的涌现，其瓶型都是“奇形怪状”的，或棱角分明或线条圆润，总是让人产生强烈的视觉冲击感和触摸欲望。多边型、四方型、旋转型乃至球体型都已经屡见不鲜。从市场长远发展来看，异型瓶瓶型将会在饮品市场上占据最大份额的地位。异形瓶的大量使用，丰富了市场，同时也给产品质量检测提出了更高的要求，传统的人工检测已难以达到理想的效果。目前，国际上这方面的发展趋势是使用工业机器视觉检测系统代替人眼检测。
实用新型内容
[0019]本实用新型的目的在于提供一种酒类灌装生产线质检系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0020]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0021]一种酒类灌装生产线质检系统，包括容器检测系统和异物检测系统，所述容器检测系统包括次瓶分离机构及控制部分，所述异物检测系统包括次品剔除装置及电气控制系统；所述电气控制系统包括PC工控机、相机、PLC、传送带电机、主轮盘伺服电机、跟踪拍摄伺服电机、多路光电传感器和多路光源，所述PC工控机通过路由器连接相机，所述PLC与PC工控机通信，PLC输出端通过变频器连接传送带电机，PLC输出端还通过伺服驱动器连接主轮盘伺服电机和跟踪拍摄伺服电机，所述光电传感器连接PLC输入端，PLC输出端还连接光源和次品剔除装置。
[0022]作为本实用新型进一步的方案:所述PC工控机设置有两台。
[0023]作为本实用新型进一步的方案:所述PLC输出端还连接有报警器。
[0024]作为本实用新型进一步的方案:所述光源采用红外线光源或者X射线光源。
[0025]作为本实用新型进一步的方案:所述次瓶分离机构包括瓶输入通道、分瓶气缸、摆动分瓶板，以及由合格瓶通道和次品通道组成的双排输瓶链道；所述摆动分瓶板的前端铰接在检测出瓶的瓶输入通道尾部，分瓶气缸铰接在摆动分瓶板的两侧，摆动分瓶板的出口随输出瓶的检测结果在合格瓶通道与次品通道之间来回摆动。
[0026]作为本实用新型进一步的方案:所述摆动分瓶板后端装有计数检测开关，双排输瓶链道的入口处装有到位检测开关，并且相互间隔一个瓶位的距离。
[0027]作为本实用新型进一步的方案:所述计数检测开关和到位检测开关都选用光电传感器。
[0028]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型为满足高速生产线的生产需求，本系统采用在线式检测模式，利用灌装机在完成灌装动作后，液体会在瓶内发生一系列有规律的运动过程，其运动过程中，将带动液体内杂质运动,此时利用成像系统对瓶内液体进行光流分析。该系统可以代替人眼检测，主要是针对国内某大型白酒制造企业，该企业有庞大的生产规模，但其40多条总产量高达每小时12000瓶的自动化生产线全采用人工检测，耗费大量的人力无力，检测效果也不够理想。酒类灌装生产线质检系统可以嵌入其高速生产线上，代替人工完成物料的检测，对于该企业降低劳动力，提高生产效率，改善产品质量具有重要的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为容器检测系统的次瓶分离机构的结构示意图。
[0030]图2为异物检测系统的电气控制系统的原理图。【具体实施方式】
[0031]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0032]本实用新型实施例中，一种酒类灌装生产线质检系统，进行了如下设计。
[0033]一、图像获取方案设计
[0034]对于酒类灌装生产线质检系统来说，照明方案的设计是其中的一个关键部分。好的光源照明方案可以突出瓶内溶液中可见异物的特征，改善图像的分辨率，简化软件算法，节省软件设计时间和检测时间。
[0035]1.对于普通瓷瓶，由于红外光穿透能力强，故采用红外光照片；
[0036]2.对于陶瓷瓶，采用X射线方式，做透视扫描；
[0037]二、容器检测系统的机械控制方案设计
[0038]为满足高速生产线的生产需求，本系统采用在线式检测模式，利用灌装机在完成灌装动作后，液体会在瓶内发生一系列有规律的运动过程，其运动过程中，将带动液体内杂质运动，此时利用成像系统对瓶内液体进行光流分析。
[0039]次瓶分离机构:请参阅图1，次瓶分离机构包括瓶输入通道1、分瓶气缸2、摆动分瓶板3，以及由合格瓶通道4和次品通道5组成的双排输瓶链道；所述摆动分瓶板3的前端铰接在检测出瓶的瓶输入通道I尾部，分瓶气缸2铰接在摆动分瓶板3的两侧，摆动分瓶板3的出口随输出瓶的状态(合格瓶和不合格瓶)在合格瓶通道4与次品通道5之间来回摆动，将离开摆动分瓶板3的异型瓶按检测结果往双排输瓶链道输送合格瓶和不合格瓶，实现次品分拣。摆动分瓶板3后端装有计数检测开关，双排输瓶链道的入口处装有到位检测开关，并且相互间隔一个瓶位的距离。计数检测开关和到位检测开关都可选用光电传感器。系统对检测后的异型瓶进行标记，然后从单排输瓶链道输送进入分瓶环节。经过摆动分瓶板3时，计数检测开关对经过的瓶子进行计数。若经过的瓶子是标记为合格品时，瓶子将沿着摆动分瓶板3进入双排输瓶链道的合格瓶通道4 ;反之则计数检测开关发出信号给电磁转向阀控制分瓶气缸2换向，摆动分瓶板3在分瓶气缸2的控制下摆动一个工位，向双排输瓶链道的次品通道5。当到位检测开关检测到次品瓶子已经进入到次品通道5后，将发出信号给电磁转向阀控制分瓶气缸2再次换向，摆动分瓶板3回归原位。如此反复，实现合格品与次品的分流。这种分拣方法稳定性较好，全性高，易于移植，可对包括圆形瓶在内的多种不同瓶型进行分瓶。
[0040]三、异物检测系统的电气控制方案设计
[0041]在机器视觉检测系统中，根据图像处理模块的不同，其电气控制系统可以采用基于PC工控机，以PC工控机作为总的处理中心，图像获取采用PC工控机+图像采集卡的方式，由PC工控机完成相机和光源控制，图像传输，检测目标的图像处理等。此种方式的优点是显而易见的:涉及的主要部件都有现成的产品可以选择，无需设计复杂的硬件电路，编程灵活，可以根据需要实现任何特定的图像处理算法，开发速度快，具有较好的开放性。
[0042]请参阅图2，异物检测系统的电气控制系统，包括PC工控机、相机、PLC、传送带电机、主轮盘伺服电机、跟踪拍摄伺服电机、多路光电传感器和多路光源，所述PC工控机通过路由器连接相机，所述PLC与PC工控机通信，PLC输出端通过变频器连接传送带电机，PLC输出端还通过伺服驱动器连接主轮盘伺服电机和跟踪拍摄伺服电机，所述光电传感器连接PLC输入端，PLC输出端还连接光源和次品剔除装置。作为本实用新型进一步的方案:所述PLC输出端还连接有报警器；所述PC工控机设置有两台。
[0043]该电气控制系统中两台PC工控机分别负责两组相机跟踪拍摄，序列图像处理，底层运动控制，次品剔出，传感器信息获取等由PLC来完成。PLC通过变频器控制传送带电机以一定速度不停运转；传送带电机带动传送带上的异形瓶装溶液进入翻转区域前触发光电传感器，PLC根据收到的光电传感器信号，控制主轮盘伺服电机的运行角度；在被检目标经翻转到达被检区域时，启动跟踪拍摄伺服电机跟踪被检目标，点亮光源；同时PC工控机触发相机拍照，跟踪拍摄产品图片，控制连续跟踪拍摄时间，间隔，使相机实时处理图片，做出判断。根据判断结果，如果检测出目标含有可见异物，则判断为次品，通知PLC控制报警装置报警，同时PLC控制次品剔除装置将次品送入次品收集区域。
[0044]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0045]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种酒类灌装生产线质检系统，包括容器检测系统和异物检测系统，所述容器检测系统包括次瓶分离机构及控制部分，所述异物检测系统包括次品剔除装置及电气控制系统；其特征在于，所述电气控制系统包括PC工控机、相机、PLC、传送带电机、主轮盘伺服电机、跟踪拍摄伺服电机、多路光电传感器和多路光源，所述PC工控机通过路由器连接相机，所述PLC与PC工控机通信，PLC输出端通过变频器连接传送带电机，PLC输出端还通过伺服驱动器连接主轮盘伺服电机和跟踪拍摄伺服电机，所述光电传感器连接PLC输入端，PLC输出端还连接光源和次品剔除装置。
2.根据权利要求1所述的酒类灌装生产线质检系统，其特征在于，所述PC工控机设置有两台。
3.根据权利要求1所述的酒类灌装生产线质检系统，其特征在于，所述PLC输出端还连接有报警器。
4.根据权利要求1所述的酒类灌装生产线质检系统，其特征在于，所述光源采用红外线光源或者X射线光源。
5.根据权利要求1所述的酒类灌装生产线质检系统，其特征在于，所述次瓶分离机构包括瓶输入通道、分瓶气缸、摆动分瓶板，以及由合格瓶通道和次品通道组成的双排输瓶链道；所述摆动分瓶板的前端铰接在检测出瓶的瓶输入通道尾部，分瓶气缸铰接在摆动分瓶板的两侧，摆动分瓶板的出口随输出瓶的检测结果在合格瓶通道与次品通道之间来回摆动。
6.根据权利要求5所述的酒类灌装生产线质检系统，其特征在于，所述摆动分瓶板后端装有计数检测开关，双排输瓶链道的入口处装有到位检测开关，并且相互间隔一个瓶位的距离。
7.根据权利要求6所述的酒类灌装生产线质检系统，其特征在于，所述计数检测开关和到位检测开关都选用光电传感器。
【文档编号】G01N21/90GK203672800SQ201320864155
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】陈中元 申请人:凯德自控技术长沙股份有限公司