一种空瓶测漏机控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及包装机械领域，具体来说，涉及一种空瓶测漏机控制系统及其控制方法。

背景技术：

1、空瓶的密封性检测对于液体灌装的密封性至关重要，塑料和pet等材质的瓶体在生产制造完成后，不可避免会有孔径大小不一的泄露情况，若此类不合格瓶体进入后续生产环节，不可避免会产生灌装泄露、液体变质等问题，因此，针对此类空瓶的快速精准检测尤为关键。

2、常规的空瓶测漏控制系统主要以plc为控制核心，通过对瓶体加压并保持一定时间，并通过气压传感器检测瓶内压力的方式判定是否有漏孔，受实际检测过程中瓶体体积大小，充气气压大小、传感器检测精度的等变量的限制，存在效率低、错误率高、精度低以及小孔径泄露无法准确检测等缺点。因此，专用的控制系统及检测控制方法对提高测漏的精度和效率显得十分重要。

3、例如中国专利cn200710170713.2公开了瓶子漏气快速检测机，其包括架、输送带、气缸、气缸支架、压力传感器、储气筒、密封进气头、智能系统、剔除装置，可以快速、准确地对瓶子是否漏气作出检测。但是上述瓶子漏气快速检测机还存在以下不足：从现有专利文献来看，目前已有测漏机系统主要涉及到测漏机的组成以及结构，并未涉及到具体电路设计、控制流程和控制方法。此外，基于压比的测漏判定方法更未发现，因此现有的测漏机无法适用于不同规格的瓶体的气密性检测，以及不同泄露孔径大小的瓶体泄露检测。

4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种空瓶测漏机控制系统及其控制方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：

3、根据本发明的一个方面，提供了一种空瓶测漏机控制系统，包括空瓶测漏机本体、空瓶测漏机气路及空瓶测漏机控制单元；其中，空瓶测漏机本体与空瓶测漏机气路连接，且空瓶测漏机控制单元分别与空瓶测漏机本体及空瓶测漏机气路电连接。

4、空瓶测漏机本体，用于对空瓶进行气密性检测，并将合格的空瓶输送至下一工位，且将不合格的空瓶进行剔除。

5、空瓶测漏机气路，用于为空瓶测漏机本体提供压缩空气。

6、空瓶测漏机控制单元，用于控制空瓶测漏机本体及空瓶测漏机气路的工作状态，并接收和处理空瓶测漏机本体的检测信号。

7、可选地，为了对空瓶进行气密性检测，空瓶测漏机本体包括机架，机架的侧壁上设置有输送箱，输送箱内设置有输送带，输送带的一端连接有伺服电机，输送带的顶端设置有待测空瓶；机架的顶部且位于输送带的上方设置有压瓶气缸，压瓶气缸的输出轴底端设置有测漏压头，测漏压头的底端设置有瓶就位光纤，瓶就位光纤的底端设置有剔除气缸；机架的底部设置有负压风泵，负压风泵的一端设置有管道，且管道远离负压风泵的一端与输送箱连接；机架的顶部一侧设置有触摸显示屏，触摸显示屏的底部依次设置有钥匙开关、手动自动旋钮及急停按钮。

8、可选地，为了向空瓶测漏机本体提供压缩空气，空瓶测漏机气路包括气源接口，气源接口与手动操作阀的输入口连接，手动操作阀的输出口与过滤器的输入口连接，过滤器的输出口与第一精密调压阀的输入口连接，第一精密调压阀的输出接口处连接有压力表；第一精密调压阀的输出接口还依次与第二精密调压阀、单向阀及第四电磁换向阀连接，第二精密调压阀的输出接口与第一电磁换向阀连接，第一电磁换向阀的第四接口与交替单向阀的第一接口连接，交替单向阀的第二接口与压瓶气缸的无杆腔连接，压瓶气缸的有杆腔与单向节流阀的第一接口连接，单向节流阀的第二接口与第一电磁换向阀的第二接口连接，交替单向阀的一侧连接有第三调速阀，测漏压头的一侧设置有气压传感器；单向阀的输出接口与第三精密调压阀的输入接口连接，第三精密调压阀的输出接口与储气瓶的输入接口连接，储气瓶的输出接口与第三电磁换向阀的第二接口连接，第三电磁换向阀的第二接口与第三接口导通，且第三电磁换向阀的第三接口依次与测漏压头及第二电磁换向阀的第一接口连接，第二电磁换向阀的第三接口连接有标准泄漏件；第四电磁换向阀的第一接口与第四接口连通，第四电磁换向阀的第四接口与第一调速阀的输入口连接，第一调速阀的输出口与剔除气缸的有杆腔连接，剔除气缸的无杆腔与第二调速阀的输入口连接，第二调速阀的输出口与第四电磁换向阀的第二接口连接。

9、可选地，为了控制空瓶测漏机本体及空瓶测漏机气路的工作状态，空瓶测漏机控制单元包括主控板，主控板内设置有微处理器，微处理器依次连接有电源模块、复位模块、第一通信转换模块、第二通信转换模块、i/o转换模块、模拟量采集模块、电机驱动模块及电磁阀驱动模块，第一通信转换模块与远程主机连接；

10、第二通信转换模块与触摸显示屏连接，i/o转换模块依次与瓶就位光纤、压瓶气缸下磁感、手动自动旋钮及急停按钮连接，模拟量采集模块与气压传感器连接，电机驱动模块依次与负压风泵及伺服电机连接；

11、电磁阀驱动模块依次与第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀及第四电磁换向阀连接，所第一电磁换向阀与压瓶气缸连接，第二电磁换向阀与测漏压头连接，第三电磁换向阀与标准泄漏件连接，第四电磁换向阀与剔除气缸连接。

12、可选地，微处理器的第一百四十五引脚，若低电平时，则微处理器硬件复位。

13、可选地，i/o转换模块包括第一外部接口p3及第二外部接口p4；

14、其中，若外部输入i/o信号类型为pnp型，则通过导线将第一外部接口p3的第一引脚与第二引脚短接，且外部输入i/o信号连接至第二外部接口p4的第一引脚；

15、若外部输入i/o信号为高电平时，则第二外部接口p4的第一引脚为高电平，且光耦芯片ic4的第三引脚为高电平，光耦芯片ic4的第十三引脚与第十四引脚光电耦合导通，光耦芯片ic4的第十三引脚输出高电平，同时led点亮，微处理器的第五十八引脚为高电平；

16、若外部输入i/o信号为低电平时，则led熄灭，且微处理器37的第五十八引脚为低电平；

17、其中，若外部输入i/o信号类型为npn型，则通过导线将第一外部接口p3的第三引脚与第四引脚短接，且外部输入i/o信号连接至第二外部接口p4的第一引脚；

18、若外部输入i/o信号为低电平时，则第二外部接口p4的第一引脚为低电平，且光耦芯片ic4的第三引脚为低电平，光耦芯片ic4的第十三引脚与第十四引脚光电耦合导通，光耦芯片ic4的第十三引脚输出高电平，同时led点亮，微处理器的第五十八引脚为高电平；

19、若外部输入i/o信号为高电平时，则led熄灭，微处理器的第五十八引脚为低电平。

20、可选地，电机驱动模块包括光耦芯片ic7，若微处理器的第一引脚输出高电平时，则光耦芯片ic7的第十五引脚输出低电平，且达林顿芯片u1的第一引脚输入高电平，达林顿芯片u1的第十八引脚输出低电平，继电器jk1的第十六引脚为低电平，继电器jk1的第四引脚及第八引脚导通，伺服电机启动；

21、若微处理器的第一引脚输出低电平时，则伺服电机停止。

22、可选地，电磁阀驱动模块包括光耦芯片ic9，若微处理器的第一百二十五引脚输出高电平时，则光耦芯片ic9的第十五引脚输出高电平，且对应mos管的栅极引脚输出高电平，对应mos管的漏极引脚和源极引脚导通，第一电磁换向阀打开；

23、若微处理器的第一百二十五引脚输出低电平时，则第一电磁换向阀关闭。

24、可选地，第二通信转换模块包括连接器j1，触摸显示屏的输出信号经连接器j1的第三引脚输入至ic10的第十三引脚，并经过ic10的第十二引脚输出至微处理器的第三十六引脚，且在有数据传输状态下，指示灯led17闪烁；

25、微处理器的输出信号经微处理器的第三十七引脚输出至ic10的第十一引脚，并经ic10的第十四引脚输出至连接器j1的第二引脚，且在有数据传输状态下，指示灯led18闪烁。

26、可选地，第一通信转换模块包括无线通信芯片u20a，远程主机的发送数据传输至无线通信芯片u20a，并经无线通信芯片u20a的第十八引脚输出至微处理器的第一百零一引脚；

27、微处理器的输出数据经微处理器的第一百零二引脚输出至无线通信芯片u20a的第十七引脚，且传输至远程主机。

28、根据本发明的另一方面，提供了一种空瓶测漏机控制方法，该空瓶测漏机控制方法包括以下步骤：

29、s1、通过微处理器执行系统初始化，且对是否接收到复位信号进行判断，若是，则执行复位操作后通过微处理器执行系统初始化，否则转s2；

30、s2、对是否收到参数设置信号进行判断，若是，则获取设定参数，否则转s3；

31、s3、对是否收到启动信号进行判断，若是，则通过微处理器执行空瓶测漏机自检作业控制流程，否则s1；

32、s4、对自检结果进行判断，若自检合格，则通过微处理器执行空瓶测漏机自动测漏作业控制流程，若自检不合格，转s5；

33、s5、通过微处理器执行自检异常报警，并等待人工处理，且通过微处理器对异常是否处理结束进行判断，若是则转s1，否则通过微处理器执行自检异常报警；

34、空瓶测漏机自检作业控制流程包括如下步骤：

35、通过微处理器执行下压阀组动作a操作；

36、通过微处理器执行模拟泄漏操作；

37、通过微处理器执行气密性检测操作；

38、空瓶测漏机自动测漏作业控制流程包括如下步骤：

39、开启伺服电机，并判断待测空瓶是否到达检测位置，若是则通过微处理器执行下压阀组动作a操作，否则对是否下压到位进行判断；

40、若下压到位，则通过微处理器执行空瓶气密性检测流程，且执行完毕后判断是否泄露；

41、若计算压比＞合格压比，则开启伺服电机，否则剔除气缸动作，将待测空瓶剔除，并开启伺服电机；

42、空瓶气密性检测流程包括以下步骤：

43、通过微处理器执行充气阀组动作c操作，并判断充气时间ti是否大于等于设定时间tsi，若否，则通过微处理器执行充气阀组动作c操作，若是则通过微处理器执行保压阀组动作d操作；

44、测量峰值压力pp，并判断保压时间tk是否大于等于设定时间tsk，若是，则测量谷值压力pv，且计算压比δp；

45、压比计算公式为：

46、；

47、式中，δp表示计算压比；

48、pp表示峰值压力；

49、pv表示谷值压力。

50、本发明的有益效果为：

51、（1）本发明提供的一种空瓶测漏机控制系统及其方法，实现空瓶的输送、下压、充气、保压、抬升、自检和自动测漏作业等功能，实现塑料、pet等材质空瓶的密封性在线连续检测。自检作业控制可有效保障每次空瓶测漏作业时的检测准确性，提升设备运行的稳定性和可靠性；高精度模拟量采集模块电路可有效保证检测的精准度和一致性，且针对微小孔径检测的准确性很高。基于压比的空瓶密封性判定方法，可有效避免因为瓶体体积、充气气压大小和气压波动变化导致的错误判定情况，同时，有效提升小孔径泄露检测的准确性。

52、（2）本发明主控板集成有模拟量采集模块，可以高精度实时检测压力数据，无外部连接线路，提高了检测时的抗干扰性和准确性；通过空瓶测漏机控制方法，有效提升设备运行整体效率；开机空瓶自检判断，提高设备长期运行检测的准确性，及时发现设备运行异常状态；基于压比的瓶体泄露判断方法，适用于不同规格的瓶体的气密性检测，以及不同泄露孔径大小的瓶体泄露检测，检测精度高。