CN105127598B - 一种适于不同瓜果的间歇式激光标刻装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适于不同瓜果的间歇式激光标刻装置与方法。装置部分主要包括：间歇式运动的传送带，所述传送带上设有多个定位孔；传送带的下方依次设有检测模块、激光标刻机和喷头；所述激光标刻机具有标刻头，标刻头与喷头的方向均向上；瓜果放置于定位孔上在传动带的作用下向前运动，瓜果底部被激光标刻机标刻后又被喷头喷洒保鲜液。利用本装置进行标刻后的瓜果，具有标记内容清晰、分辨率高、图像稳定特点，基本不会因水果尺寸的变化而对标刻信息产生影响；可全自动化工作，标刻效率高；标刻的水果不会因表皮的破坏而缩短存储期限，可存储性好。

Description

一种适于不同瓜果的间歇式激光标刻装置与方法

技术领域

本发明涉及激光标刻与食品机械设备相关技术领域，具体的说，是涉及一种适于不同瓜果的间歇式激光标刻设备与方法。

背景技术

近年来，由于食品安全危机频繁发生，严重影响了人们的身体健康，如何对食品进行有效跟踪和追溯，已成为一个国外研究热点。

在瓜果表面粘贴标签和喷涂相关表示是常见的方法，但是标签的粘接剂和喷涂剂中通常含有较高毒性的粘接剂。瓜果自采摘粘接标签至送到消费者餐桌往往需要多个仓储物流时间，而粘接剂会在该段时间内微量渗入瓜果内部，不利于消费者健康。

作为另一种方式，伪造标签将瓜果以次充好销售，亦是不法分子进行牟利的常见手段。因此粘接标签无法在本质上解决瓜果信息识别的问题。

随着科技的发展，利用激光在瓜果表面进行产品表示信息的标刻已经逐渐普及。

现有技术中，已存在关于激光标刻的研究。例如，申请号为201410702606X的中国专利文献记载了一种在水果表皮上采用激光雕印图案的装置。主要包括供料机构、基座、载物座和输送带，所述基座上设有左激光头、右激光头、定位装置和喷头，所述供料机构与喷头连通，所述喷头位于左激光头与右激光头的正中间，所述定位装置位于喷头一侧，所述左激光头和右激光头呈倾斜设置，所述载物座呈一倒立的“大”字形设置，所述载物座一侧设有转动杆，所述转动杆与载物座转动连接，所述转动杆与载物座的连接处设有转轴，所述输送带表面设有定位孔，所述定位孔位于载物座周侧，所述定位装置与定位孔相配合。该在水果表皮上采用激光雕印图案的装置能够在水果皮上激光雕刻图案、文字或商标信息，并通过喷头喷洒不同于水果色彩的喷剂，使水果更有卖点与创意，便于销售，但是仍然未解决水果在表皮被雕刻后会变薄破损引起自身腐烂的问题。

又如说，申请号为2012206845686的中国专利文献提供了一种激光向上农副产品激光标记设备，该装置通过运动的透明板、网孔板或辊筒运送农副产品，由下置的激光器向上进行标记，使少量产品形成标记，便于在批量运输的部分果品中识别整体生产日期。该设备中，运输部件为透明玻璃板、栏栅网孔板或多个辊筒，但目前常见栏栅网孔板的单孔直径多在0.5cm左右，透明玻璃板实质为平板，所以在传送过程中，橘子、苹果、梨和/或哈密瓜等常见瓜果仍处于平放状态，造成被激光标记的部分仍是瓜果侧部，标刻精度极差。

而激光的工作区域为焦点附近十毫米的区域范围，水果侧部的曲率变化范围能达到几十毫米。因此，当水果放置在工作平台上时，会因水果曲率大小不一而导致标刻信息或浅或深，浅则标刻信息不清晰，深则会因激光能量过大而严重破坏水果表面。并且激光标刻在水果表面后，可能会破坏水果表皮而导致标刻区域失水严重和氧化变黑。

综上所述，如何设计一种全新的装置，能够在不同的瓜果上进行高精度信息标刻，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种适于不同瓜果的间歇式激光标刻装置与方法。本装置通过设计全新的结构，能够在不同的瓜果上进行高精度激光标刻。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适于不同瓜果的间歇式激光标刻装置，包括：

间歇式运动的传送带，所述传送带上设有多个定位孔；

传送带的下方依次设有检测模块、激光标刻机和喷头；所述激光标刻机具有标刻头，标刻头与喷头的方向均向上；

瓜果放置于定位孔上在传动带的作用下向前运动，瓜果底部被激光标刻机标刻后又被喷头喷洒保鲜液。

优选的，相邻的定位孔的直径相同。

优选的，相邻的定位孔直径不同。

优选的，所述标刻头的中轴线与定位孔的中轴线重合。

优选的，所述喷头的中轴线与定位孔的中轴线重合。

优选的，所述检测模块为光敏器件。

优选的，所述间歇式激光标刻装置还包括控制系统，检测模块、激光标刻机和喷头均与控制系统相连通，控制系统控制传送带运动。

优选的，所述传送带为弹性传送带。

在提供结构方案的同时，本发明还提供了一种利用上述间歇式激光标刻装置在瓜果表面进行激光标刻的方法，主要包括如下步骤：

A、将瓜果放置于定位孔上；

B、传送带启动，瓜果向一侧运动；

C、检测模块将瓜果存在信号传递给控制系统，控制系统控制激光标刻机进行标刻；

D、瓜果传送至下一工位被喷头喷洒保鲜液，同时激光标刻机进行第二个瓜果标刻；

E、重复步骤C和D，直至所有瓜果被标刻完成。

上述方法中，优选是，在步骤C中，激光标刻机进行标刻期间，传送带停止运动。

本发明的有益效果是：

(1)瓜果底部的曲率变化较小，利用向上的激光束在水果底部进行激光标刻，在不同的瓜果上均能标刻出便于识别的产品信息或二维码信息，有效的解决了现有技术中标刻信息不易被识别的缺陷；

(2)标刻完成后的果皮被喷洒保鲜液，保鲜液不会进入果肉，可以局部保水保湿，防止标刻区域因表皮破坏而失水严重和氧化变黑，并能增加其存储期限。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是发明中传送带的结构示意图；

图3是本发明的原理示意图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本发明中各部件的连接关系图；

图中：1、待标刻水果，2、传送带，3、检测模块，4、激光标刻机，5、喷头，6、定位孔，7、体积较小的瓜果，8、体积较大的瓜果，9、较小体积的瓜果的底部，10、较大体积的瓜果的底部，11、控制系统；

L1、激光向上出光时，两大小不同的水果直径的偏焦量之差，

L2、激光向下出光时，两大小不同的水果直径的偏焦量之差；

图中1箭头所指方向为瓜果运动方向。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例：一种适于不同瓜果的间歇式激光标刻装置，其结构如图1和图2所示，包括：传送设备，该传送设备具有传送带2，传送带2上设有多个定位孔6；

传送带2的下方依次设有检测模块3、激光标刻机4和喷头5；所述激光标刻机4具有标刻头，标刻头与喷头5的方向均向上；

喷头5安装于喷洒设备(图中未示出)上。

根据不同的需要，定位孔6的直径也可以进行变化。具体为：当被标刻的水果为种类相同，体积较为接近时(例如橘子)，则相邻的定位孔6的直径最好相同，以便于标刻头在不进行方向调整的情况下，对瓜果底部进行标刻，提高标刻速度。

作为另一种的情况，当被标刻的瓜果多样，体积不一时，则定位孔6的直径也应当有大有小，来事宜不同的瓜果定位，防止大瓜果放入小直径定位孔6时，从传送带2上掉落。

作为优选的方案，标刻头的中轴线可以与定位孔6的中轴线重合。这样激光标刻机4发出的激光就基本都照着在了瓜果上，偏差较小。当采用该种方案时，瓜果放置时应当有一定的倾斜度，防止激光标刻在瓜果的瓜蒂(瓜把)部分。

同时，所述喷头5的中轴线与定位孔5的中轴线也重合。这样就可以使保鲜液最大程度的将被标刻后的果皮覆盖，防止瓜果过早腐烂。

检测模块3有多种，在本方案中，可以选择为光敏器件。

控制系统11是整个装置的大脑，来控制传送带2、检测模块3、激光标刻机4和喷头5协调运转。控制系统11可以选择计算机，或其他智能设备。

激光标刻机4设置在一个工位，喷头5设置在下一个工位，因此保鲜液在喷洒时，基本不会溅射到激光标刻机4上。

参考图3和图4所示：L1为激光向下出光时，两大小不同的水果直径的偏焦量之差；L2为激光向上出光时，两大小不同的水果的偏焦量之差。由该对比可以明显的看出，L2远远小于L1。因此，当激光向上出光时，瓜果尺寸的大小对标刻表面的偏焦影响较小。换而言之，体积较小的瓜果7和体积较大的瓜果8放置于同一个定位孔时，位于上侧的激光标刻机4发出的激光束也存在较大的差异，而对于较小体积的瓜果的底部9和较大体积的瓜果的底部10来说，显然激光标刻机4在下方会更好。

本实施例中所提及的瓜果，包括但不限于橘子、柚子、香橙、苹果、梨、猕猴桃和芒果等外部近似于圆形或椭圆形的形状；标刻的信息可以包含水果追溯所需要的必要信息，如产地、生产日期等，形式可为数字、条码和/或图像。

传送带2自身具有一定的弹性，当被放置瓜果后，定位孔6在一定程度上被扩张，使得果皮相对于刚性传送装置会有一定程度的下沉，使重心进一步下降，提高传送过程中的稳定性，放置因震动等原因造成标刻时状态与放置时状态发生改变，使标刻精度下降。

本实施例还提供了一种利用上述间歇式激光标刻装置在瓜果表面进行激光标刻的方法，主要包括如下步骤：

A、将瓜果放置于定位孔6上；

B、传送带2启动，瓜果向一侧运动；

C、检测模块3将瓜果存在信号传递给控制系统11，控制系统11控制激光标刻机4发出向上的激光束进行标刻；

D、瓜果传送至下一工位被喷头5向上喷洒保鲜液，同时激光标刻机4进行第二个瓜果标刻；

E、重复步骤C和D，直至所有瓜果被标刻完成。

传送带2的传输方式为间歇式，间歇时间即为激光标刻水果所需的时间T1，运输时间为传输带走过相邻两个定位孔6的距离所需的时间T2。当光敏原件3检测到定位孔6内有水果时，将信号传递给控制系统11，则经过T2的时间后，控制系统11控制激光标刻装置4开始标刻，标刻时间为T1，标刻面为水果的下表面；经过T1+T2+T2的时间后，控制系统11控制喷洒装置5工作，将水果保鲜液均匀喷洒在标刻区域(其中喷头喷洒时间小于激光标刻时间)。经过以上步骤，一个瓜果的标刻过程就结束了。

为了保证标刻质量，在步骤C中，激光标刻机4进行标刻期间，传送带2是停止运动的。则自第一个瓜果被喷洒保鲜液时，第二个瓜果就同步被标刻，使得激光标刻机4和喷头5可以同时工作，提高效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种适于不同瓜果的间歇式激光标刻装置，其特征在于，包括：间歇式运动的传送带，所述传送带上设有多个定位孔；传送带的下方依次设有检测模块、激光标刻机和喷头；所述激光标刻机具有标刻头，标刻头与喷头的方向均向上；瓜果放置于定位孔上在传动带的作用下向前运动，瓜果底部被激光标刻机标刻后又被喷头喷洒保鲜液；所述传送带为弹性传送带，所述间歇式激光标刻装置还包括控制系统，检测模块、激光标刻机和喷头均与控制系统相连通，控制系统控制传送带运动，所述标刻头的中轴线与定位孔的中轴线重合；相邻的定位孔的直径相同或者相邻的定位孔直径不同，所述喷头的中轴线与定位孔的中轴线重合，所述检测模块为光敏器件。

2.一种利用权利要求1所述的间歇式激光标刻装置在瓜果表面进行激光标刻的方法，其特征在于，步骤如下：

A、将瓜果放置于定位孔上；

B、传送带启动，瓜果向一侧运动，传送带的传输方式为间歇式，间歇时间即为激光标刻水果所需的时间T1，运输时间为传输带走过相邻两个定位孔的距离所需的时间T2；

C、检测模块将瓜果存在信号传递给控制系统，则经过T2的时间后，控制系统控制激光标刻机进行标刻，标刻时间为T1，标刻面为水果的下表面；

D、瓜果传送至下一工位被喷头喷洒保鲜液，同时激光标刻机进行第二个瓜果标刻，自第一个瓜果被喷洒保鲜液时，第二个瓜果就同步被标刻，使得激光标刻机和喷头可以同时工作；

E、重复步骤C和D，直至所有瓜果被标刻完成。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤C中，激光标刻机进行标刻期间，传送带停止运动。