包装机控制设备、系统、方法及工程机械与流程

本发明涉及包装机控制技术，具体地，涉及一种包装机控制设备、系统、方法及工程机械。

背景技术：

干混砂浆包装机系统常见两位或单位包装，在生产过程中包装好的成品袋将翻落至皮带等运行机构运出工位。当工艺需求或场地需求而需要将复数多个工位直线安装，以使成品均落入同一个运转机构或皮带上，则有可能出现后顺序工位落袋时叠包或拼包，导致分拣转运困难。

因为设备和生产工艺特点以及人工干预的各种因素，包装机计量打包和翻袋插袋等工作时间长短是非常不稳定和无规律的。包装工位负责自动按照设定参数生产包装干混砂浆产品，并由独立的plc及相关电控完成计量封包然后卸包至运行机构，例如皮带。皮带负责将工位上卸下的包运输至其他分拣或转运机构进行后续处理。因为设备运行特性，导致包装工位产出速率不稳定，时快时慢，而且每一个包装工位的控制程序是独立运行的。这就有可能出现图1所示的情况。

图1是现有技术提供的包装机系统的示意图，如图1所示，左侧的包装机1卸包到皮带机的皮带2上有可能和右侧的包重叠或者紧贴，即出现拼包或叠包的现象，这就会导致最终分拣转运困难，从而会降低生产效率，其中在皮带2上出现拼包或叠包的现象有一部分原因是无论皮带2上的包有多少或者包距是怎样包装机1仍然正常卸包。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种包装机控制设备、系统、方法及工程机械，用于避免在皮带机的皮带上出现拼包或叠包的现象。

为了实现上述目的，本发明提供了一种包装机控制设备，其中一台皮带机对应有多台包装机，每一台包装机均包括所述包装机控制设备，该设备包括：接收装置，用于接收来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号；以及控制装置，用于根据所述禁止卸包信号控制本包装机的卸包。

可选地，根据所述禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在所述接收装置接收到来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号且本包装机上游的连续包的数量小于第一预定数量的情况下，控制本包装机间隔一个卸包位再进行卸包并向相对本包装机的下游包装机发出停止卸包信号。

可选地，根据所述禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在所述接收装置接收到来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号和来自相对本包装机的上游包装机的停止卸包信号的情况下，控制本包装机间隔一个卸包位再进行卸包并向相对本包装机的下游包装机发出停止卸包信号。

可选地，根据所述禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在所述接收装置接收到来自相对本包装机的上游包装机的停止卸包信号且本包装机发出禁止卸包信号的情况下，控制本包装机在有卸包位的情况下进行卸包。

相应地，本发明还提供了一种包装机控制系统，该系统包括：发送装置，用于在本包装机准备好卸包且本包装机上游的连续包的数量大于第二预定数量的情况下向相对本包装机的上游包装机发出禁止卸包信号；以及以上所描述的包装机控制设备。

相应地，本发明还提供了一种工程机械，包括以上所描述的包装机控制系统。

相应地，本发明还提供了一种包装机控制方法，其中一台皮带机对应有多台包装机，每一台包装机均通过所述包装机控制方法进行控制，其特征在于，该方法包括：接收来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号；以及根据所述禁止卸包信号控制本包装机的卸包。

可选地，根据所述禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在接收到来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号且本包装机上游的连续包的数量小于第一预定数量的情况下，控制本包装机间隔一个卸包位再进行卸包并向相对本包装机的下游包装机发出停止卸包信号。

可选地，根据所述禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在接收到来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号和来自相对本包装机的上游包装机的停止卸包信号的情况下，控制本包装机间隔一个卸包位再进行卸包并向相对本包装机的下游包装机发出停止卸包信号。

可选地，根据所述禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在本包装机接收到来自相对本包装机的上游包装机的停止卸包信号且本包装机发出禁止卸包信号的情况下，控制本包装机在有卸包位的情况下进行卸包。

通过上述技术方案，本发明通过根据卸包信号计算上游包装机卸下的包到达本装机的总时间，并根据所计算的总时间来控制本包装机的卸包，从而能有效控制和避免多台包装机在协同工作时出现叠包和拼包的问题，并且可以有效避免下游包装机等待过久的产能不均匀的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术提供的包装机系统的示意图；

图2是本发明提供的包装机控制设备的框图；

图3是本发明提供的包装机控制系统的框图；

图4是本发明提供的包装机控制方法的流程图；

图5是本发明提供的控制装置控制卸包的流程图；

图6是本发明提供的另一包装机控制系统的框图；

图7是本发明提供的让包控制策略的流程图；以及

图8是本发明提供的另一包装机控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2是本发明提供的包装机控制设备10的框图，其中一台转运机构应有多台包装机，每一台包装机均包括包装机控制设备10，如图2所示，包装机控制设备10包括接收装置101和控制装置102，接收装置101用于接收来自相对本包装机的上游包装机的卸包信号；控制装置102用于在接收到卸包信号时计算与卸包信号相应的包到达本包装机的总时间，并根据所计算的总时间控制本包装机的卸包。

其中转运机构一般来说是皮带机，当然也可以是其他转运机构，本发明主要以皮带机为例进行阐述。

容易理解，多台包装机对产品进行包装，然后将包装好的包卸到皮带上，以传递到下一个流程，每一台包装机在每次卸包时都会发出卸包信号，下游包装机可以通过这个卸包信号计算相对于本包装机的上游包装机卸到皮带上的所有包到达本包装机的时间，本说明书中将一包装完成的包从上游一包装机卸包到到达本包装机的卸包口的时间称为总时间。在包在皮带机上运输且未到达本包装机的卸包口的过程中，这个包到达本包装机的时间是在变化的，本说明书中将一包在皮带上的运转过程中到达本包装机当前剩余的时间称为剩余时间。例如，从一包从相对本包装机的上游包装机卸包开始计算，假设到达本包装机的时间为10s，在该包在皮带上随着皮带的运转向前行进4s之后，当前到达本包装机的时间为6s，那么，总时间为10s，剩余时间为6s。根据总时间就可以计算得到上游包装机卸到皮带上的包到达本包装机的时间，从而根据这个时间进行卸包，以避免拼包或叠包。

对于总时间的计算，可以根据接收到卸包信号的时间及皮带机的皮带速度计算得到。这里忽略了上游包装机发出卸包信号到本包装机接收到卸包信号的时间差。

进一步地，以上所描述的根据所计算的总时间控制本包装机的卸包包括：根据总时间得到包到达本包装机的剩余时间；在剩余时间处于限制值时禁止本包装机进行卸包。每一个包装机都应当具有一个计时器，在计算得到总时间之后就开始计时，为了简化流程，可以采用减法计时，计时器中的计时时间即为剩余时间。

本领域技术人员应当理解，减法计时器中的数据在减小至零之后仍然可以继续做减法，在零之后继续做减法得到的数据为负数，例如以整数计时为例，假设初始值为5s，减法计时之后分别得到4s、3s、2s、1s、0s、-1s、-2s、-3s等。一般情况下，在减法计时器针对一包的计时时间为0s时，该包刚好处于本包装机的卸包口，并且以上所描述的剩余时间可以是正数(例如3s)，也可以是负数(例如-2s)。

限制值为时间范围，如果在本包装机的针对一包的减法计时器所计时的剩余时间处于限制值时本包装机进行卸包操作，则所卸的包就会与皮带上相对本包装机的上游包装机所卸的包发生叠包或拼包。为了保证不会出现叠包或拼包，就需要在本包装机的计时器的计时时间处于限制值时禁止本包装机进行卸包。例如，如果限制值为2s～-2s，则在本包装机针对一包的计时时间处于2s～-2s的时间范围时，控制装置102就会禁止本包装机进行卸包。

另一方面，计时器也可以在进行减法计时到达0s时启动加法计时，例如以整数计时为例，假设初始值为5s，计时分别得到4s、3s、2s、1s、0s、1s、2s、3s等，根据所计算的总时间控制本包装机的卸包包括：在包到达本包装机时开始计时，在计时时间处于限制值时禁止本包装机进行卸包。同样，限制值为时间范围，例如，如果限制值为0s～2s，那么在本包装机针对一包的计时时间处于0s～2s的时间范围时，控制装置102就会禁止本包装机进行卸包，具体来说，控制装置102在本包装机针对一包的减法计时时间为2s～0s的时间范围以及加法计时时间为0s～2s的时间范围时，控制装置102都会禁止本包装机进行卸包。

各个包装机之间的通信可以通过总线进行通信，在一个包装机发出卸包信号时，该卸包信号中包含了相应包装机的信息，例如是哪个包装机(例如，3号包装机)，从而其他包装机就可以知道相对本包装机是上游包装机还是下游包装机。例如，可以设置信号列表，每一个包装机中的接收装置101可以得到所需要的信号，例如，接收装置101仅需要接收来自相对本包装机的上游包装机的卸包信号而无需知晓相对本包装机的下游包装机的卸包信号，那么接收装置101就可以据此读取信号列表中的相应信号。当一台皮带机所对应的包装机数量较少时，可以通过i/o点对点进行一对一的通信。

图3是本发明提供的包装机控制系统的框图，如图3所示，该包装机控制系统包括以上所描述的包装机控制设备10和检测装置20，检测装置20用于检测包装机的卸包以发出卸包信号。

检测装置20可以是光电传感器、碰撞传感器、磁感应传感器等，对应于不同的卸包方式可以采用不同类型的传感器，本领域技术人员应当理解，检测装置20的位置根据包装机卸包方式的不同而不同，下面主要针对三种卸包方式介绍三种检测装置20：第一种卸包方式是通过溜道将包卸至皮带上，这种卸包方式中检测装置20可以设置在溜道的出包口上；第二种卸包方式是通过翻板将包翻至皮带上，这种卸包方式中检测装置20可以设置在翻板上方；第三种卸包方式是通过机械手将包卸至皮带上，这种卸包方式中检测装置20可以设置在机械手的回转部件以使得在机械手回转进行卸包操作时可以触碰到。检测装置20的设置位置不限于此，只要能够识别出卸包操作的位置都可以，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置。

相应地，本发明还提供了一种工程机械，包括以上所描述的包装机控制系统。

图4是本发明提供的包装机控制方法的流程图，如图4所示，该方法包括：

步骤401，接收来自上游包装机的卸包信号。

步骤402，在接收到所述卸包信号时计算与所述卸包信号相应的包到达本包装机的总时间。

步骤403，根据所计算的总时间控制本包装机的卸包。

图5是本发明提供的控制装置控制卸包的流程图，如图5所示，该流程包括：

步骤501，接收卸包信号，即接收相对本包装机的上游包装机的卸包信号。

步骤502，计时器进行计时，这里可以仅是减法计时，也可以是减法计时与加法计时相结合，具体细节上文已经阐述，于此不予赘述。

步骤503，判断计时时间是否处于限制值，若判断结果为是，则等待并继续执行步骤503，若判断结果为否，则执行步骤504。

步骤504，进行卸包。

应当注意的是，本发明提供的包装机控制方法的具体细节及益处与本发明提供的包装机控制设备类似，于此不予赘述。

由于一台皮带机对应有多台包装机，所以在处于皮带机上游的包装机卸包频率较高的情况下，处于皮带机下游的包装机有可能因为没有卸包位而无法进行卸包。结合上文的描述，假设限制值为-2s～2s，那么皮带4s所移动的距离即为一个卸包位，也就是包4s所移动的距离即为一个卸包位。

本发明还提供了另一包装机控制设备，其结构与图2所示的包装机控制设备类似，因而可以参考图2进行描述，图2中所描述的包装机控制设备10的接收装置101和控制装置102还可以进行以下操作：接收装置101用于接收来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号；控制装置102用于根据禁止卸包信号控制本包装机的卸包。

其中，在接收装置101接收到禁止卸包信号的情况下，控制装置102根据禁止卸包信号判断本包装机是否卸包(具体在下文中阐述)，即是否需要让包，在接收装置101未接收到禁止卸包信号的情况下，控制装置102控制本包装机正常卸包。

禁止卸包信号是相对本包装机的下游包装机在准备好卸包但由于没有卸包位而无法卸包的情况下该下游包装机所发出的信号。在一包装机发出禁止卸包信号之后，其上游的每一个包装机都会接收到该禁止卸包信号(实际上其下游的包装机也可以接收到该禁止卸包信号，但因为与自己无关而丢弃或不作处理)，每一个上游的包装机在接收到禁止卸包信号之后都会进行后续的操作，具体地，根据禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在接收装置101接收到禁止卸包信号且本包装机上游的连续包的数量小于第一预定数量的情况下，控制本包装机间隔一个卸包位再进行卸包并向相对本包装机的下游包装机发出停止卸包信号。

在一包装机接收到来自其下游的包装机的禁止卸包信号的情况下，就需要对本包装机进行自检以判断本包装机是否需要让包(即间隔一个卸包位再进行卸包)，自检的方法为查看本包装机上游的连续包的数量是否小于第一预定数量，若本包装机上游的连续包的数量是否小于第一预定数量，则本包装机间隔一个卸包位再进行卸包，否则不需要让包。本领域技术人员可以根据实际情况来设定第一预定数量，例如，第一预定数量可以设定为2，也就是说，在本包装机接收到来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号且本包装机上游的连续包的数量为1或0的情况下，本包装机间隔一个卸包位再进行卸包，即在限制值为-2s～2s的情况下，与上一个经过本包装机的包间隔4s后再卸包。

其中，两个包之间的距离小于一个卸包位的距离则将这两个包成为连续包，举例来说，如果有3个连续包，按顺序分别成为第1连续包、第2连续包、第3连续包，那么第1连续包与第2连续包之间的距离及第2连续包与第3连续包之间的距离均小于一个卸包位的距离。

在本包装机让包之后还会发出停止卸包信号，以指示下游包装机本包装机让包(即间隔一个卸包位再进行卸包)了，实际上，相对本包装机的上游包装机也会接收到停止卸包信号，但因为与自己无关而丢弃或不作处理。在发出禁止卸包信号的包装机与发出停止卸包信号的包装机之间的包装机会同时接收到禁止卸包信号和停止卸包信号，这种情况下为了防止发出停止卸包信号的包装机让包之后发出禁止卸包信号的包装机与发出停止卸包信号的包装机之间的包装机占用这个卸包位，根据禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在接收到来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号和来自相对本包装机的上游包装机的停止卸包信号的情况下，控制本包装机间隔一个卸包位再进行卸包并向相对本包装机的下游包装机发出停止卸包信号。

一般情况下，在一个包装机被禁止卸包而发出禁止卸包信号的情况下，其上游的包装机逐个检查自己上游的连续包的数量，例如，相对本包装机(第0包装机)的上游包装机有5个，从下游至上游的排序分别为1、2、3、4、5，即第1包装机为相对本包装机的上游包装机中距本包装机最近的包装机，第2包装机为相对第1包装机的上游包装机中距第1包装机最近的包装机，以此类推，在第0包装机发出禁止卸包信号之后，第1包装机首先检查其上游的连续包的数量，例如，连续包为6个，不满足让包条件(让包条件为连续包数量为0或1)，所以不让包，然后第2包装机检查其上游的连续包数量、第3包装机检查其上游连续包数量，直至有一个包装机上游的连续包数量为0或1，例如该包装机为第4包装机，那么第4包装机间隔一个包装为再进行卸包并发出停止卸包信号，第1包装机、第2包装机、第3包装机会依据该停止卸包信号和第0包装机的禁止卸包信号也间隔一个卸包位再进行卸包，以保证第4包装机让出的卸包位不会被第1包装机、第2包装机、第3包装机占用。

此外，根据禁止卸包信号控制本包装机的卸包包括：在本包装机接收到来自相对本包装机的上游包装机的停止卸包信号且本包装机发出禁止卸包信号的情况下，控制本包装机在有卸包位的情况下进行卸包。也就是说，发出禁止卸包信号的第0包装机接收到停止卸包信号的情况下就可以在有卸包位的情况下进行卸包了。

图6是本发明提供的另一包装机控制系统的框图，如图6所示，该系统包括包装机控制设备10和发送装置30，发送装置30用于在本包装机准备好卸包且本包装机上游的连续包的数量大于第二预定数量的情况下向相对本包装机的上游包装机发出禁止卸包信号。

如果一包装机一不能卸包就发出禁止卸包信号势必会造成整个生产线的混乱，所以，这里对发出禁止卸包信号的情况进行了限定，即在一包装机上游的连续包的数量大于第二预定数量的情况下采可以发出禁止卸包信号，这里第二预定数量例如可以是7或8，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。

相应地，本发明还提供了一种工程机械，包括图6所描述的另一包装机控制系统。

图7是本发明提供的让包控制策略的流程图，如图7所示，该流程包括：

步骤701，判断是否接收到来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号，若判断结果为是，则执行步骤702，若判断结果为否，则执行步骤704。

步骤702，判断本包装机上游的连续包的数量是否小于2，这里将第一预定数量设定为2，若判断结果为是，则执行步骤705，若判断结果为否，则执行步骤703。

步骤703，判断是否接收到来自相对本包装机的上游包装机的停止卸包信号，若判断结果为是，则执行步骤705，若判断结果为否，则执行步骤704。

步骤704，正常卸包。

步骤705，间隔一个卸包位再进行卸包，即让包。

图8是本发明提供的另一包装机控制方法的流程图，如图8所示，该方法包括：

步骤801，接收来自相对本包装机的下游包装机的禁止卸包信号。

步骤802，根据禁止卸包信号控制本包装机的卸包。

应当注意的是，本发明提供的图8所示的另一包装机控制方法的具体细节和益处与本发明提供的另一包装机控制设备类似，于此不予赘述。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。