一种小规格软包装袋密封性在线检测系统的制作方法

本发明涉及食品包装袋的密封性检测装置，具体涉及一种小规格软包装袋密封性在线检测系统。

背景技术：

目前，小规格软包装袋(以下简称包装袋)大量用于食品包装。密封性良好的包装袋能防止内装物受到生物的、化学的、物理的外来因素的损害，所以包装袋的密封性出厂检测非常重要。

包装袋的密封性出厂检测若能设在包装生产线上对每个包装袋的密封性进行无损检测是最理想的。现有技术中对包装袋密封性的无损检测主要有以下几种方式：

1、将包装袋浸入盛有水的密闭容器中后，对密闭容器抽真空，观察包装袋是否有气泡产生。该方法存在的缺陷是：包装袋从水中取出后需要去除表面的水分才能入库存放，不适合生产线上使用。

2、使用物体挤压包装袋的同时，观察包装袋内气压变化情况或挤压物体间的位置变化情况。该方法存在的缺陷是：如果包装袋内装物是固体，则挤压物可能会压迫到固体内装物，使密封性判断失准。

cn201120019619.9和cn201610648236.5均公开了一种快速检测软包装袋密封性的装置，两者都是将包装袋放置在密闭容器后改变容器内气压，同时用压力传感器测量容器内气压变化情况，以实现密封性检测。但两者均存在以下缺陷：1、密闭容器一次只能检测一个包装袋，装置的利用率低；2、对于密封性较差的包装袋，其内部气压会快速地随着容器内气压一同变化并达到气压平衡，仅凭压力传感器的示值变化难以判断该包装袋密封性是否良好。

zl200510041136.8公开了一种封闭软包装袋密封性能快速检测方法，而zl201620698378.8公开了一种真空软包装袋密封性无损测试设备，这两个专利都是将包装袋放置在密闭容器后改变容器内压力，同时目测观察包装袋的外形体积变化，以实现密封性检测。其缺陷是目测方法存在自动化程度低、人员观察易疲劳、易出错等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种小规格软包装袋密封性在线检测系统，该系统能在生产包装线上自动抓取包装袋进行密封性检测，在检测完成后自动取出包装袋并剔除不合格的包装袋。

为实现以上目的，本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统包括第一传送带、第二传送带、第一抓取机构、第二抓取机构、密封舱、机架、气压源、第三传送带和控制器；所述第一传送带用于运送待检测的包装袋；所述第二传送带设置在第一传送带旁，用于运送摆放成阵列的待检测包装袋；所述第一抓取机构为带有机器视觉系统的机械手，用于抓取第一传送带上的包装袋并以阵列形式摆放在第二传送带上；所述第二抓取机构为带有机器视觉系统的多个相同抓具的机械手，该多个相同抓具呈阵列分布，其分布情况与第二传送带上包装袋阵列的摆放相对应，每个抓具能独立控制实现抓取和放开，该第二抓取机构用于将第二传送带上的包装袋阵列抓取后放置在所述密封舱中或将包装袋阵列从所述密封仓中取出；所述密封舱由舱体、气缸、气压传感器、第一气阀、第二气阀、光源和摄像头组成并安装在机架上，该舱体为“抽屉”形，当“抽屉”及第一气阀和第二气阀关闭时舱体形成一个密闭容器，该气缸安装在舱体外用于驱动“抽屉”的开启与关闭，该气压传感器用于测量舱体内的气压；所述气压源用于对密封舱抽真空或加压；所述第一气阀与气压源通过气管连接并安装在舱体的后板上，当“抽屉”关闭时通过第一气阀实现舱体与气压源的接通与断开，所述第二气阀安装在舱体的后板上，当“抽屉”关闭时通过第二气阀实现舱体与大气的接通与断开；所述光源为摄像头提供拍摄所需的光源，该摄像头用于拍摄放置在舱体内包装袋的外形体积变化情况；所述第三传送带用于将密封性检测合格的包装袋运送至下一道工序；所述控制器用于检测气压值和保压时间的设置及数据的处理与显示，并对第一传送带、第二传送带、第一抓取机构、第二抓取机构、密封舱、气压源和第三传送带进行控制，实现对包装袋的自动检测。

所述第一抓取机构和第二抓取机构的抓具是吸盘式抓具、电动夹爪或柔性机械爪中的一种，根据包装袋的具体情况选用。

所述密封舱设置三个，以提高检测效率。

上述第二抓取机构中的抓具数量和阵列分布情况可根据使用需要进行调整，所述控制器的检测气压值和保压时间也可根据实际生产需要设置。

上述控制器属于现有技术，提供商为福建好日子食品有限公司，地址为福建省龙岩市永定区莲花工业园区，产品名称为好日子软包装袋密封性在线检测控制终端，产品型号为stospbcontroller-2018，上市日期为2018年6月。

本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统能自动将多个包装袋抓取放置在密闭容器中，在改变容器中气压的同时通过摄像头观察包装袋的外形体积变化以实现密封性检测，检测完毕后再自动取出包装袋并剔除密封性不合格的包装袋，实现包装袋的密封性检测完全自动化，满足生产线上的检测要求。

本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统实现对包装袋密封性自动检测的过程如下：

1、检测前，通过控制器设置密封舱中的检测气压值和保压时间；

2、检测时，打开密封舱的“抽屉”和第二气阀，第一传送带、第二传送带和第三传送带开始移动；

3、之后系统中各组成部分在控制器的统筹协调下，按以下的程序独立循环工作：

3.1、第一传送带

第一传送带运送待检测的包装袋经过第一抓取机构；

3.2、第一抓取机构

第一抓取机构抓取第一传送带上的包装袋并以阵列形式摆放在第二传送带上；

3.3、第二传送带

第二传送带运送3.2中摆放好的包装袋阵列经过第二抓取机构；

3.4、第二抓取机构

3.4.1、当控制器发现密封舱的“抽屉”为打开状态且未放置包装袋时，第二抓取机构抓取第二传送带上已摆放成阵列的包装袋并放在该密封舱“抽屉”中；

3.4.2、当控制器发现密封舱的“抽屉”为打开状态且放置有已完成密封性检测的包装袋时，第二抓取机构抓取“抽屉”中的包装袋阵列，然后移动至废品筐上方，松开不合格包装袋对应的抓具，将其剔除；最后第二抓取机构将合格的包装袋放置第三传送带上；

3.5、密封舱和气压源

3.5.1、当密封舱的“抽屉”被放入从第二传送带上抓取的包装袋阵列时，先后关闭该密封舱的“抽屉”和第二气阀，开启光源，摄像头开始拍摄，打开第一气阀，启动气压源并快速改变密封舱内气压，当气压传感器测量到密封舱内的气压值达到检测气压值时，关闭第一气阀和气压源，密封舱进入保压状态；

3.5.2、当密封舱保压时间结束时，打开第二气阀，使密封舱中的气压快速恢复至大气压，经过延时等待直到包装袋外形体积不再发生变化后摄像头停止拍摄，关闭光源；

3.5.3、控制器对摄像头拍摄到的包装袋外形体积变化过程进行分析处理：如果包装袋的外形体积在密封舱气压变化过程中迅速变化，且保压时不变化，且气压恢复时和延时后与气压变化前相同，则判定密封性为合格；如果包装袋的外形体积在密封舱气压变化过程中变化不明显，或是保压前后外形体积变化明显，或是气压恢复时外形体积与气压变化前有明显不同，或是在气压恢复时与延时后的外形体积有明显不同，则判定密封性为不合格；

3.5.4、控制器记录密封性不合格的包装袋所在阵列中的行列数，并打开“抽屉”，等待第二抓取机构将完成密封性检测的包装袋取走；

3.6、第三传送带

第三传送带将合格的包装袋运送至下一道工序。

本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统具有以下技术特点和有益效果：

(1)、能够自动抓取包装袋进行密封性检测，在检测完成后自动取出包装袋并剔除不合格的包装袋，具有检测效率和自动化程度较高等特点，适合生产线上使用，满足现有的工业自动化发展需求；

(2)、在对密封舱抽真空后保压的过程中，也实现了对包装袋耐压性能的检测；

(3)、是一种对包装袋无损的检测方法。

附图说明

图1为本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统的结构示意图。

图2为本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统中密封舱的结构示意图。

附图标记：第一传送带1、第二传送带2、第一抓取机构3、第二抓取机构4、密封舱5、舱体5-1、气缸5-2、第一气阀5-3、第二气阀5-4、机架6、气压源7、第三传送带8和控制器9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统作进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统包括第一传送带1、第二传送带2、第一抓取机构3、第二抓取机构4、密封舱5、机架6、气压源7、第三传送带8和控制器9；所述密封舱5设有三个并安装在机架6上；所述第一传送带1用于运送待检测的包装袋；所述第二传送带2设置在第一传送带1旁，用于运送摆放成阵列的待检测包装袋；所述第一抓取机构3为带有机器视觉系统的机械手，用于抓取第一传送带1上的包装袋并以阵列形式摆放在第二传送带2上；所述第二抓取机构4用于将第二传送带2上的包装袋阵列抓取后放置在密封舱5中或将包装袋阵列从密封仓5中取出，它是一个带有机器视觉系统的多个相同抓具的机械手，该多个相同抓具呈阵列分布，该抓具阵列的分布情况与第二传送带2上包装袋阵列的摆放相对应；每个抓具能独立控制抓取和放开；所述第一抓取机构3和第二抓取机构4的抓具为吸盘式抓具；所述密封舱5由舱体5-1、气缸5-2、气压传感器、第一气阀5-3、第二气阀5-4、光源和摄像头组成，舱体5-1为“抽屉”形，当“抽屉”以及第一气阀5-3和第二气阀5-4关闭时舱体5-1形成一个密闭容器；该气缸5-2安装在舱体5-1外用于驱动“抽屉”的开启与关闭，该气压传感器用于测量舱体5-1内的气压；所述第一气阀5-3与气压源7通过气管连接并安装在舱体5-1的后板上，当“抽屉”关闭时实现舱体5-1与气压源7的通断；所述第二气阀5-4安装在舱体5-1的后板上，当“抽屉”关闭时实现舱体5-1与大气的通断；所述光源为摄像头提供拍摄所需的光源，该摄像头用于拍摄放置在舱体5-1内包装袋的外形体积变化情况；所述气压源7为气泵，用于对密封舱5的抽真空或加压；所述第三传送带8用于将密封性检测合格的包装袋运送至下一道工序；所述控制器9用于检测气压值和保压时间的设置及数据的处理与显示，并对第一传送带1、第二传送带2、第一抓取机构3、第二抓取机构4、密封舱5(包括气缸5-2、气压传感器、第一气阀5-3、第二气阀5-4、光源和摄像头)、气压源7和第三传送带8进行控制，实现对包装袋的自动检测。

本发明一种小规格软包装袋密封性在线检测系统实现对包装袋密封性自动检测的过程如下：

1、检测前，通过控制器9设置密封舱5中的检测气压值和保压时间；

2、检测时，打开密封舱5的“抽屉”和第二气阀5-4，第一传送带1、第二传送带2和第三传送带8开始移动；

3、之后系统中各组成部分在控制器9的统筹协调下，按以下的程序独立循环工作：

3.1、第一传送带1

第一传送带1运送待检测的包装袋经过第一抓取机构3；

3.2、第一抓取机构3

第一抓取机构3抓取第一传送带1上的包装袋并以阵列形式摆放在第二传送带2上；

3.3、第二传送带2

第二传送带2运送3.2中摆放好的包装袋阵列经过第二抓取机构4；

3.4、第二抓取机构4

3.4.1、当控制器9发现有密封舱5的“抽屉”为打开状态且未放置包装袋时，第二抓取机构4抓取第二传送带2上已摆放成阵列的包装袋并放在该密封舱5“抽屉”中；

3.4.2、当控制器9发现有密封舱5的“抽屉”为打开状态且放置有已完成密封性检测的包装袋时，第二抓取机构4抓取“抽屉”中的包装袋阵列，然后移动至废品筐上方，松开不合格包装袋对应的抓具，将不合格的包装袋剔除；最后第二抓取机构4将剩余合格的包装袋放置第三传送带8上；

3.5、密封舱5和气压源7

3.5.1、当密封舱5的“抽屉”被放入从第二传送带2上抓取的包装袋阵列时，先后关闭该密封舱5的“抽屉”和第二气阀5-4，开启光源，摄像头开始拍摄，打开第一气阀5-3，启动气压源7并快速改变密封舱5内气压，当气压传感器测量到密封舱5内的气压值达到检测气压值时，关闭第一气阀5-3和气压源7，密封舱5进入保压状态；

3.5.2、当密封舱5保压时间结束时，打开第二气阀5-4，使密封舱5中的气压快速恢复至大气压，经过延时等待直到包装袋外形体积不再发生变化后摄像头停止拍摄，关闭光源；

3.5.3、控制器9对摄像头拍摄到的包装袋外形体积变化过程进行分析处理：如果包装袋的外形体积在密封舱5气压变化过程中迅速变化，且保压时不变化，且气压恢复时和延时后与气压变化前相同，则判定密封性为合格；如果包装袋的外形体积在密封舱5气压变化过程中变化不明显，或是保压前后外形体积变化明显，或是气压恢复时外形体积与气压变化前有明显不同，或是在气压恢复时与延时后的外形体积有明显不同，则判定密封性为不合格。

3.5.4、控制器9记录密封性不合格的包装袋所在阵列中的行列数，并打开“抽屉”，等待第二抓取机构4将完成密封性检测的包装袋取走；

3.6、第三传送带8将合格的包装袋运送至下一道工序。