包装设备的制作方法

本实用新型涉及一种包装设备，尤其涉及一种用于发动机速度传感器的包装设备。

背景技术：

目前，为了包装产品例如发动机速度传感器，使用普通电子秤称取多件(例如5件)产品，通过求平均值设置单件重量。为此，操作员依次将产品放入电子秤，电子秤根据总重及单件重量计算包装数量，操作员目检数量到达指定数值后，停止放入产品。此外，操作员手动在计算机上打印产品家族、型号、包装数量、日期等信息，经裁剪后使用透明胶带粘贴于包装袋上。

现有技术中的产品包装工序存在以下问题：通过电子秤计算数量的方式存在累计数差，导致包装数量不准确；包装过程属于开环控制，存在人为操作隐患；包装产品没有可追溯性和管理性，对质量控制不利；操作员目检包装数量及手动打印包装信息，容易产生错误信息；没有对前序工艺生产的互锁功能，有产生跳岗问题的可能性；在多型号柔性生产过程中，会产生混料质量事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的是至少部分地解决上述技术问题。

为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供一种用于产品的包装设备，所述包装设备包括：用于供应产品的供应装置，所述供应装置包括至少一个气缸、夹具和传感器，其中，在夹具上设有产品放入位置，供应装置的传感器布置在产品放入位置的一侧和/或上方；检测装置，所述检测装置包括光源和相机，用于判断该产品是待包装的合格产品还是不需要包装的不合格产品，其中，在检测装置中设有产品检测位置，检测装置与供应装置在水平方向上并列布置在包装设备中的同一层；收集装置，所述收集装置包括至少一个气缸、计数器和收集容器，用于按照检测装置的判断结果收集产品并进行计数，其中，收集装置的计数器和收集容器设置在收集装置的气缸的下方；包装装置，所述包装装置包括用于供应包装件的包装件供给装置、扫描装置和打印机，以便为预定数量的合格产品打包从而形成包装品；以及控制装置，所述控制装置包括数据输入输出装置和计算机，该控制装置用于分别与供应装置、检测装置、收集装置和包装装置之间进行通信以便控制这些装置的操作。

优选地，所述供应装置的夹具是快换式夹具，所述供应装置的气缸是拉伸气缸，所述拉伸气缸拉动产品在产品放入位置与产品检测位置之间移动，从而将产品输送到检测装置。

优选地，所述供应装置的传感器可包括用于检测产品是否已被放置在夹具上的产品存在检测传感器和用于检测产品是否被水平放置的产品水平检测传感器，其中，产品存在检测传感器位于产品放入位置上方，产品水平检测传感器设置在与夹具上的产品放入位置基本相同的水平高度处。

优选地，所述检测装置的光源设置在产品检测位置附近，为相机提供光照条件以便检测。

优选地，所述检测装置的相机可包括用于对产品打码信息进行光学字符识别的第一相机和用于检测前序测试结果的第二相机，其中，第一相机和第二相机将检测到的信息发送到控制装置，第一相机和第二相机中的一者位于产品检测位置的上方、另一者位于产品检测位置的一侧。

优选地，所述收集装置可以设置在供应装置和检测装置的下方，所述收集装置的收集容器包括用于收集合格产品的第一收集容器和用于收集不合格产品的第二收集容器，并且，所述收集装置包括用于翻转位于气缸与收集容器之间的隔板的翻转气缸、用于打开或关闭通道门的前后门气缸以及用于将产品从通道卸载至相应的收集容器的卸件气缸。

优选地，所述收集装置的计数器包括合格产品检测传感器和不合格产品检测传感器，其中，第一收集容器设置在合格产品检测传感器的下方而第二收集容器设置在不合格产品检测传感器的下方。从而，当合格产品检测传感器或不合格产品检测传感器检测到合格产品或不合格产品进入相应的收集容器时，可执行相应的计数。

优选地，所述收集装置还可包括电子秤，其中，所述第一收集容器定位在该电子秤上，从而可以确认是否确实有一个合格产品掉落到合格料桶中并且判断收集过程是否结束。

优选地，所述包装件是包装袋，所述包装装置的包装件供给装置包括用于容纳包装袋的包装袋桶和用于检测包装袋桶中是否容纳有包装袋的包装袋检测传感器，其中，所述包装袋检测传感器位于包装袋桶内或包装袋桶上。因此，可以提供包装件以便通过操作者手动或通过打包机器自动打包预定数量的产品，从而形成包装品。

优选地，所述打印机可用于打印能够粘贴在包装品上的标签，并且，所述扫描装置可包括扫码枪。因此，可以通过扫码枪扫描经打印的标签以便操作者复核产品信息。

优选地，所述数据输入输出装置可包括数据采集卡。从而可以接收各个传感器的信号以及控制各个气缸的操作。

优选地，所述控制装置还可包括生产执行系统，其中，在包装设备工作时，所述生产执行系统利用容器管理器载入产品序列号并且利用序列号生成器生成包装件号，其中每个包装件号对应于被容纳到该包装件中的产品的产品序列号。

优选地，所述控制装置还可包括报警装置，从而可以在发现异常情况时发出报警提示。

优选地，所述控制装置还可以包括读卡器，从而可以控制操作者的权限。

优选地，所述产品是发动机速度传感器。

根据本实用新型的包装设备能够实现以下优点的至少之一：准确计算包装数量；闭环控制；包装品具有可追溯性和可管理性；减少了操作员的人工操作；提高了过程质量；降低了制造成本；便于换型及维护保养；可以设计友好的人机交互界面；等。

附图说明

下面参照附图详细说明本实用新型的优选实施例，其中：

图1a至1c示意性地示出了根据本实用新型一个优选实施例的包装设备；

图2a至2d示意性地示出了图1a至1c所示包装设备的供应装置和检测装置局部；

图3a至3c示意性地示出了图1a至1c所示包装设备的收集装置局部；以及

图4示意性地示出了图1a至1c所示包装设备的包装装置局部。

具体实施方式

图1a至1c分别是根据本实用新型一个优选实施例的包装设备的示意性的侧视图、正视图和立体图。

如图1a至1c所示，包装设备100包括供应装置1、检测装置2、收集装置3、包装装置4(参见图4)以及控制装置(未示出)。该包装设备可以用于包装各种产品，例如但不限于发动机速度传感器。

图2a至2d分别是前述包装设备的供应装置和检测装置的局部的正视图、侧视图、俯视图和立体图。

参见图2c和2d，供应装置1可以包括气缸、夹具11和传感器。供应装置1的气缸可以是拉伸气缸，用于将产品输送到检测装置2。供应装置1 的传感器可以包括用于检测产品是否已被放置在夹具11上的产品存在检测传感器12和用于检测产品是否被水平放置的产品水平检测传感器13。为了更加快速地换型，可以采用快换式夹具。本领域技术人员能够理解，可以使用本领域已知的各种快换夹具装置。在夹具上可以设有产品放入位置，供应装置的传感器可以布置在该产品放入位置的一侧和/或上方。在图 2c和图2d所示的实施例中，产品存在检测传感器12位于产品放入位置上方，产品水平检测传感器13设置在与夹具上的产品放入位置基本相同的水平高度处。本领域技术人员也可以设想，传感器12和13还可以通过其他方式布置。

在操作中，在包装设备100启动后，首先由操作者通过包装设备的人机界面进行原始资料的录入工作，例如录入操作者的工号和待包装产品的有关信息如产品型号、生产日期等，以便为产品的追溯提供有效的前提保障。

录入完成后，将进行选型操作，以确定此次操作所要包装的产品的类型。为了避免人为失误，本实用新型的包装设备100有利地采用扫码选型的方式。

选型完成后，包装设备100将进行自动检测。控制装置首先进行整个包装设备100的初始化，将所有气缸归到原位，与此同时，检测所有传感器是否满足初始条件，确认收集装置3的计数器、电子秤35(参见图1a 和图3a)是否处于工作状态，如果满足初始条件则进行下一步操作，如果不满足则给出声或光的报警提示。

参见图2a，包装设备100的检测装置2可包括光源、相机21、22和传感器，用于识别、检测和分析产品，以判断该产品是待包装的合格产品还是不需要包装的不合格产品。在检测装置2中可以设有产品检测位置，并且该检测装置2与供应装置1在水平方向上可以并列布置在包装设备中的同一层，如图1a和1c所示。

在操作中，当产品被放入夹具11中时，供应装置1的产品存在检测传感器12和产品水平检测传感器13将会对产品进行检测。如果符合测试条件，则供应装置1的气缸将产品从产品放入位置拉到产品检测位置。在此位置，相机21(例如康耐视公司的市售读码器)能对产品的打码信息进行光学字符识别(OCR)，以便提取产品码信息，相机22(例如康耐视公司的市售视觉系统)具有图像处理技术，能对产品的前序测试进行检测，并且将所得到的信息发送给控制装置。检测装置2可包括设置在产品检测位置附近的光源以用于为相机提供光照条件。在进行进一步的算法处理后，控制装置获得产品码信息及检测结果，并将其与已制定的标准进行比较，以判断是否符合产品标准，符合该标准的产品被确认为合格产品，而不符合标准的产品则被确认为不合格产品。由此，能够有效地防止混料、跳岗、外观不良和打码信息不全等产品流出。在图2a所示的实施例中，相机22 位于产品检测位置的上方、而相机21位于产品检测位置的侧面。本领域技术人员也可以设想，相机21和22还可以通过其他方式布置。

收集装置3可以包括气缸、计数器和收集容器，用于按照检测装置2 的判断结果收集产品并进行计数。

图3a至3c分别示出了前述包装设备的收集装置的局部的侧视图(图 3a和3b)以及立体图(图3c)。

参见图3a至3c，收集装置3的收集容器可以包括用于收集合格产品的第一收集容器(例如合格产品料桶31)和用于收集不合格产品的第二收集容器(例如不合格产品料桶32，其可以设置在与合格产品料桶31相对的另一侧)。收集装置3的气缸可以包括用于翻转位于气缸与收集容器之间的隔板的翻转气缸、用于打开或关闭通道门的前后门气缸以及用于将产品从通道卸载至相应的收集容器的卸件气缸。这些气缸可以采用本领域已知的技术，在此不赘述。

收集装置3的计数器可以包括合格产品检测传感器33和不合格产品检测传感器34，本领域技术人员可以设想，这些传感器33、34可以分别设置在由产品通道至相应料桶31或32的路径上、例如位于相应料桶31或 32的上方。当合格产品检测传感器33或不合格产品检测传感器34检测到合格产品或不合格产品进入相应的收集容器时，收集装置3的计数器进行相应的计数。收集装置3还可以包括电子秤35。第一收集容器如合格产品料桶31可以放置在该电子秤35上，该电子秤35可用于在合格产品进入该第一收集容器后检测重量增重是否满足单个产品的重量。从而包装设备针对合格产品可具有两种计数模式：其一，在合格产品进入第一收集容器后通过电子秤检测重量增重是否满足单个产品的重量，从而确认是否确实有一个合格产品掉落到合格料桶中；其二，通过合格产品检测传感器发送脉冲信号至控制装置(上位机)的计数器对合格产品进行计数。可以通过该两种模式互相校验本次计数是否正确。

在操作中，如果控制装置确认产品符合合格件的标准，则控制装置会控制合格产品通道门自动打开，以便产品掉落在合格产品料桶31内。在该掉落期间，产品先经过合格产品检测传感器33，以便计数器执行计数，使得合格产品数量自增1，然后产品掉落在放置在电子秤35上的合格产品料桶31内。如果该电子秤35检测的重量增加值基本上等于单个产品的重量时，则包装设备100确认一个掉落过程结束。否则，如果在该期间出现其他情况，例如电子秤35检测的重量增加值明显大于或小于单个产品的重量，或者合格产品检测传感器33没有检测到产品的掉落，则包装设备100发出报警提示。

同时，如果确认产品不符合产品标准，则控制装置会控制不合格产品通道门自动打开，以便产品掉落在不合格产品料桶32内。在该掉落期间，产品先经过不合格产品检测传感器34，以便计数器执行计数，使得不合格产品数量自增1。若发生其他情况，例如不合格产品检测传感器34没有检测到产品的掉落，则包装设备100会发出报警提示。

下面参照图4说明包装装置的一个具体实施例。包装装置4可以包括用于供应包装件的包装件供给装置、扫描装置和打印机42，以便为预定数量的合格产品进行打包以形成包装品。该预定数量例如是1个，2个，3 个，4个，或5个，等。本领域技术人员可以理解，该数量可以根据产品特点和实际需要，视情况而定。

具体地，包装件可以是包装袋。包装装置4的包装件供给装置可以包括用于容纳包装袋的包装袋桶41和用于检测包装袋桶中是否容纳有包装袋的包装袋检测传感器(未示出)。包装袋检测传感器可以位于包装袋桶 41内或包装袋桶41上。该包装件供给装置可以用于提供包装件以便通过操作者手动或通过打包机器自动打包预定数量的产品，从而形成包装品。包装装置4的打印机42可以用于打印能够粘贴在包装品上的标签。包装装置4的扫描装置可以包括扫码枪(未示出)，用于扫描经打印的标签以便操作者复核产品信息。

在操作中，当合格产品数量满足预定数量时，气缸停止动作，合格产品出口门自动打开，操作者可将产品取出。此时，打印机42自动打印本次包装的外包装标签，操作者例如用扫码枪扫描打印而成的该标签，即可解锁程序以进行测试。此测试的目的是对打印出来的信息码进行核对以防误贴。

控制装置可以包括数据输入输出装置和计算机(未示出)，用于分别与供应装置1、检测装置2、收集装置3和包装装置4之间进行通信以控制这些装置的操作。数据输入输出装置可以包括数据采集卡，例如研华公司的市售工控数字输入输出板卡，用于接收各个传感器的信号以及控制各个气缸的操作。为了产品的可追溯性，控制装置还可以包括生产执行系统，在操作中，控制装置可以调用生产执行系统，该生产执行系统可以利用容器管理器载入产品序列号并且可以利用序列号生成器生成包装件号，其中产品的产品序列号与包装袋的包装袋号彼此对应，从而形成了产品与包装袋之间的链接关系。

此外，控制装置还可以包括读卡器，操作者需刷卡才能使用包装设备，以控制操作者的权限。从而确保了只有经过了授权的操作者才可以使用该包装设备。

工业实用性

本实用新型的包装设备因此具备以下优点至少之一：

自启动无需操作者额外的操作；

通过光学字符识别技术提取产品打码信息，进行产品追溯及型号防错等；

通过图像处理技术检测前序工位是否已完成；

运用生产执行系统容器管理和序列号生成器进行包装管理；

开发上位机包装软件与设备硬件配合，实现闭环控制该设备、打印包装标签内容、以及原材料追溯和管理等；

使用低成本的工控数字输入输出板卡控制设备的动作；

可控制操作员权限；以及

可编程电子秤和高精度计数器双重保障包装数量准确。

附图标记列表：

100 包装设备

1 供应装置

11 夹具

12 产品存在检测传感器

13 产品水平检测传感器

2 检测装置

21 相机

22 相机

3 收集装置

31 合格产品料桶

32 不合格产品料桶

33 合格产品检测传感器

34 不合格产品检测传感器

35 电子秤

4 包装装置

41 包装袋桶

42 打印机。