CN105217096B - 一种满箱检测方法及检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种满箱检测方法及检测设备，该方法包括：包装箱的前端挡住光电开关时，触发旋转编码器；旋转编码器实时计算出包装箱的第一列瓶子到达光电传感器的时间，此时开始检测；旋转编码实时计算出包装箱的后端或包装箱中的最后一列瓶子离开光电传感器的时间，此时结束检测，获得检测信号；根据检测信号判断包装箱是否满箱，如果是则为合格产品，如果否则为不合格产品。该设备包括：安装于包装箱的输送装置上的检测装置，其包括：检测单元和处理单元；检测单元包括：光电开关、光电传感器及旋转编码器；处理单元用于对检测信号进行处理。本发明的满箱检测方法及检测设备检测准确率高，可以适用于多种不同规格的包装箱和瓶子。

Description

一种满箱检测方法及检测设备

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种满箱检测方法及检测设备。

背景技术

随着近几年包装行业的不断发展，包装设备像装箱机、纸箱包装机、热塑膜包装机已经在食品饮料生产线上广泛应用，随着这些设备的使用，现场也出现了一些相关的问题，比如在装箱过程中经常会有数量不足的情况出现，这类不合格的产品流通到市场上对消费者和生产厂商都会产生消极的影响，满箱检测就是针对这一问题出现的一种检测技术，该技术应用于实际生产线中，对规范食品饮料的包装封箱有着积极的作用。

在生产现场，判断是否满箱通常采用的是安排专职人员用肉眼来进行判断，其存在很大的缺点，不能增加了额外的人员投入，增加了生产成本；而且在高速生产线上，采用人工判断会存在很大的误判率：一方面人眼长时间专注容易造成视觉疲劳，影响满箱检测效果；另一方面人眼反应能力有限在速度较快的生产线上，容易误判断。另外，利用人工检测无法判断密封箱是否缺瓶。

随着包装检测技术的不断发展，目前国内外也出现了一些利用传感器来自动检测是否满箱的设备，其是利用高低电平检测的原理，其是通过统计在测量范围内的脉冲个数来判断瓶子的数量，脉冲个数小于预设值就判断为不合格箱子。这种检测方法虽然实现了自动化检测，解决了人眼检测的不足，但是其也存在一定的缺陷：在包装箱运行过程中，瓶子会出现抖动，不容易定位，容易出现多脉冲，此时即使包装箱中存在缺瓶，其也会判断为满箱，误检率比较高。

针对上述缺点，急需提供一种新型的自动化满箱检测技术，以提高检测的准确率。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种满箱检测方法及检测设备，其是通过测量脉冲宽度的方式来检测，检测准确率高，解决了现有满箱检测的误检率高的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种满箱检测方法，其包括以下步骤：

S11：包装箱的前端挡住光电开关时，触发旋转编码器；

S12：所述旋转编码器实时计算出所述包装箱的第一列瓶子到达光电传感器的时间，此时开始检测；

S13：所述旋转编码实时计算出所述包装箱的后端或包装箱中的最后一列瓶子离开光电传感器的时间，此时结束检测，获得检测信号；

S14：根据所述检测信号判断所述包装箱是否满箱，如果是则为合格产品，如果否则为不合格产品。

现有的满箱检测设备的开始测量位置和结束测量位置与箱子尺寸有关，箱子边缘进入时触发光电传感器开始测量，箱子边缘离开时触发光电传感器结束测量，其一旦安装完成，开始测量位置和结束测量位置就确定了，当更换包装箱和瓶子规格时，就不再适用，不容易切换；本发明的满箱检测设备开始测量和结束测量的时间是由旋转编码器实时计算出的，当更换包装箱和瓶子规格时，只需对旋转编码器的计算长度进行设置即可，容易切换，适应性强。

较佳地，所述步骤S14进一步包括：

S141：将检测信号分为若干测量窗口，所述测量窗口的位置与所述包装箱满箱时的瓶子的位置相对应；

S142：测量位于所述测量窗口中的检测信号的脉冲宽度，判断是否所有所述测量窗口中的检测信号的脉冲宽度都大于预设脉冲宽度，如果是则为合格产品；如果否则为不合格产品。

较佳地，所述步骤S12进一步为：旋转编码器根据预先设定的参数实时计算出包装箱的第一列瓶子到达光电光电传感器的时间，此时开始检测；

所述步骤S13进一步为：所述旋转编码器根据预先设定的参数实时计算出包装箱的后端或包装箱中的最后一列瓶子离开光电传感器的时间，此时结束检测，获得检测信号；

进一步地，所述旋转编码器的参数包括多套。

较佳地，所述步骤S11还包括：当包装箱的前端进入检测区域时，为所述包装箱建立电子数据表，所述电子数据表的行数和列数与所述包装箱中的瓶子的行数和列数相对应；进一步地，

所述步骤S14进一包括：

S14：根据检测信号判断与包装箱中的与电子数据表相对应的位置是否有瓶子，将结果保存在所述电子数据表中。

较佳地，所述步骤S14之后还包括：对所述不合格产品进行自动剔除。

本发明还提供一种满箱检测设备，其包括：检测装置，所述检测装置安装于包装箱的输送装置上，其中：

所述检测装置包括：检测单元和处理单元；

所述检测单元包括：光电开关、光电传感器以及旋转编码器，所述光电传感器设置与所述光电开关的后端；所述光电开关用于当所述包装箱的前端进入检测区域时，触发所述旋转编码器；所述旋转编码器用于实时计算包装箱中的第一列瓶子到达光电传感器的时间，此时开始检测，还用于实时计算包装箱中的最后一列瓶子离开光电传感器的时间，此时结束检测；所述光电传感器用于发射脉冲信号，获得检测信号；

所述处理单元用于对所述检测信号进行处理，判断所述包装箱是否满箱。

较佳地，所述处理单元包括：测量窗口划分单元、脉冲宽度测量单元以及运算判断单元；

所述测量窗口划分单元用于将所述检测信号划分为若干测量窗口，所述测量窗口的位置与所述包装箱满箱时的瓶子的位置相对应；

所述脉冲宽度测量单元用于测量所述测量宽口中的所述脉冲的宽度；

所述运算判断单元用于计算是否所有所述脉冲的宽度都大于预设脉冲长度，如果是则判断为合格产品，如果否则判断为不合格产品。

较佳地，所述处理单元还包括电子数据表建立单元，用于为所述包装箱建立电子数据表，所述电子数据表的行数和列数与所述包装箱中瓶子的行数和列数相同。

较佳地，所述检测设备还包括剔除装置，用于对所述不合格产品进行剔除。

较佳地，所述处理单元还包括：故障信息保存单元、通讯单元以及显示单元；其中：故障信息保存单元用于对处理单元出现的故障进行存储，方便维修人员查看维修；通过通讯单元可以实现设备软件的升级、数据备份，还可以将故障信息导出；显示单元可以显示检测信号、判断结果，还可以显示故障信息，方便维修人员进行维修。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

（1）本发明提供的满箱检测方法及检测设备的光电传感器的开始检测和结束检测的时间是根据旋转编码器来实时计算得出，当更换包装箱或瓶子的尺寸时，不需对设备进行任何改变，只需对旋转编码器的计算长度进行设定即可，适应性强，可以适应不同规格的包装箱和瓶子；

（2）本发明对检测信号进行处理的方法为对检测信号设定测量窗口，测量窗口之外的信号对检测没有影响，且采用测量信号在测量窗口中的脉冲宽度的方法来判断该位置是否有瓶子，即使测量窗口中有多个吗，脉冲也不会对检测造成影响，即瓶子晃动对检测的影响小，抗干扰能力强；

（3）本发明的满箱检测方法及检测设备采用非接触测量，检测速度快。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的实施例1的满箱检测设备的结构示意图；

图2为本发明的实施例1的满箱检测设备的检测示意图；

图3为本发明的实施例1的满箱检测方法的流程图；

图4a为现有的满箱检测设备的包装箱进入检测区域的示意图；

图4b为现有的满箱检测设备的包装箱通过检测区域的示意图；

图4c为现有的满箱检测设备的包装箱离开检测区域的示意图；

图5为本发明的实施例2的满箱检测设备的处理单元的结构示意图；

图6为本发明的实施例2的检测信号处理方法的流程图；

图7为现有的满箱检测设备的检测信号的示意图；

图8为本发明的实施例2的满箱检测设备的检测信号的示意图。

标号说明：1-检测单元，2-处理单元；

11-光电开关，12-光电传感器，13-旋转编码器；

111-第一光电开关，112-第二光电开关；

21-测量区域划分单元，22-脉冲宽度测量单元，23-运算判断单元。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

结合图1-图3，对本发明的检测设备及其检测方法进行详细描述，如图1所示为检测设备的结构示意图，其包括：检测装置，安装于包装箱的输送装置上，包括：检测单元1和处理单元2。其中：检测单元包括：光电开关11、光电传感器12以及旋转编码器13，光电传感器12的数量与包装箱中瓶子的排数相同，每一排对应一个光电传感器12，本实施例的光电开关11只需一个，光电传感器12位于光电开关11的后端，两者之间的距离预先设定为L，其是根据包装箱的边缘和第一列瓶子之间的距离来设定的；旋转编码器13装在电机轴上。本实施例的检测设备的检测示意图如图2所示，其工作过程为：当包装箱的前端挡住光电开关11时，光电开关11被触发，其触发旋转编码器开始实时检测计算包装箱的位置，旋转编码器根据预先设定的距离L和包装箱的行进速度，实时计算出第一列瓶子到达光电传感器12的时间，此时开启光电传感器12，开始检测；然后旋转编码器接着实时计算走过包装箱的长度M所需的时间，此时关闭光电传感器12，结束检测，获得检测信号。处理单元2用于对检测单元1所获得的检测信号进行处理，判断包装箱是否满箱，满箱即为合格产品，缺瓶则为不合格产品。

本实施例的满箱检测设备的检测方法流程图如图3所示，包括以下步骤：

S11：包装箱的前端挡住光电开关时，光电开关被触发，进而触发旋转编码器；

S12：旋转编码器被触发后，根据预先设定的包装箱的边缘和第一列瓶子之间的距离L以及包装箱行进的速度，实时计算出包装箱的第一列瓶子到达光电传感器的时间，此时开始检测；

S13：包装箱继续行进，旋转编码器根据包装箱的长度M实时计算出包装箱的后端离开光电传感器的时间，此时结束检测，获得检测信号；

S14：根据检测信号判断包装箱是否满箱，如果是则为合格产品，如果否则为不合格产品。

不同实施例中，步骤S13也可以为：包装箱继续行进，旋转编码器实时计算出包装箱中的最后一列瓶子离开光电传感器的时间，此时结束检测，获得检测信号。

较佳实施例中，旋转编码器的参数（包装箱的边缘和第一列瓶子之间的距离L、包装箱的尺寸M以及包装箱行进的速度）包括多套，可以根据实际需要进行选择，可以适应生产线上不同的产品。多套参数可以保存在非易失性随机访问存储器（NVRAM）中，其速度快，具有数据掉电保存的能力，可靠性高；也可以保存在闪存（flash）中，其容量大。

现有的自动化满箱检测设备是利用高低电平检测的原理，其包括两个光电开关，分别为第一光电开关111和第二光电开关112，其工作原理如图4所示。下面结合图4对其原理进行详细描述，包装箱从左至右运动，当包装箱的前端进入检测区域时，左侧的第一光电开关111被挡住，第一光电开关111被触发，如图4a所示；箱子继续向右运动，第二光电开关112被挡住时，第二光电开关112被触发，此时光电传感器12正好对准第一列瓶子，此时测量开始，如图4b所示；箱子继续向右运动，当左侧的第一光电开关111被放开时，此时光电传感器12正好对准最后一列瓶子，此时测量结束，获得检测信号。现有的满箱检测设备，包装箱的尺寸以及瓶子的尺寸一旦确定，两个瓶子之间的距离也就确定了，此时第一光电开关111和第二光电开关112的位置就唯一确定了，即开始测量的位置和结束测量的位置都与包装箱的尺寸有关，当更换箱型或瓶型时，原先的光电开关11的位置就不再适用，需要对其重新设定，更换非常不便。因此，现有的满箱检测设备很难适应不同的箱型。

采用本实施例的满箱检测设备则不存在上述问题，其只设置一个光电开关11，当此光电开关11被挡住，即被触发，旋转编码器开始实时检测包装箱的位置，计算包装箱中的第一列箱子到达光电传感器12的时间，此时开始测量；然后计算走过包装箱长度的时间，此时结束测量，其开始测量的位置和结束测量的位置是通过旋转编码器实时计算出的，不受箱型和瓶型的限制，当更换箱型或瓶型时，适应性强，即使是纸箱和周转箱混线生产也可以可靠检测。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上，对检测信号的处理单元及处理方法进行了改进，该处理单元2的结构示意图如图5所示，其包括：测量区域划分单元21，脉冲宽度测量单元22以及运算判断单元23，测量区域划分单元21用于将检测信号划分为若干测量窗口，测量窗口的位置与包装箱满箱时的瓶子的位置相对应；脉冲宽度测量单元22用于测量测量宽口中的脉冲的宽度；运算判断单元23用于计算是否脉冲宽度都大于预设脉冲长度，如果是则判断为合格产品，如果否则判断为不合格产品。

本实施例的处理单元的处理方法的流程图如图6所示，其包括以下步骤：

S141：将检测信号分为若干测量窗口，所述测量窗口的位置与所述包装箱满箱时的瓶子的位置相对应；

S142：测量位于所述测量窗口中的检测信号的脉冲宽度，判断是否所有所述测量窗口中的检测信号的脉冲宽度都大于预设脉冲宽度，如果是则为合格产品；如果否则为不合格产品。

现有的满箱检测设备对检测信号进行处理时是通过统计测量范围内的检测信号的脉冲数目并和预设值进行比较，如果脉冲数目小于预设值，就判断为缺瓶，即为不合格产品。这种方法检测非常不可靠，瓶子的晃动对检测影响非常大，如图7所示为其检测信号图，从图中可看出一个包装箱中的四个瓶子在通过检测区域后得到如图所示的波形，不考虑包装箱边缘的影响，光电传感器被触发了六次，也就是说检测设备认为有六个瓶子存在，这样即使是缺了两个瓶子，检测设备也会认为瓶子数目是足够的，进而将不合格产品认定为了合格产品，误判率比较高。

采用本实施例的检测设备解决了现有检测设备所存在的上述问题，瓶子晃动对检测的影响非常小，检测可靠性高。一个包装箱中的四个瓶子通过本实施例的检测设备后得到如图8所示的波形，不计算包装箱边缘的影响，光电传感器12触发了六次，设备仍然可以可靠检测，原因为：（1）本实施例的检测设备是根据预设的包装箱满箱时的瓶子位置将检测信号划分为若干个测量窗口Y，只计算处于瓶子中心位置的四个测量窗口Y中的信号，测量窗口Y以外的信号对检测没有影响：（2）在测量窗口Y中也不是采用数脉冲的方式，而是采用测量该测量窗口Y中的信号的脉冲宽度来检测此处是否存在瓶子，当脉冲宽度大于预设脉冲宽度时即判断此处存在瓶子，这样即使测量窗口Y内有多个脉冲也不会对检测造成影响。因此，基于上述两种原因，本实施例的检测设备大大提高了瓶子晃动情况下检测的可靠性。

较佳实施例中，处理单元2还包括电子数据表建立单元，用于当包装箱经过检测区域时，为每一个包装箱建立对应的电子数据表，方便识别，电子数据表的行数和列数与包装箱中的瓶子的行数和列数相同，每一格对应一个瓶子，该处是否有瓶子的信息存储在电子数据表中；进一步地，检测设备还包括剔除装置，其安装在输送装置上，位于检测装置的后端，其用于自动将不合格的产品剔除出去。

较佳实施例中，处理单元2还包括：故障信息保存单元、通讯单元以及显示单元；当检测设备出现故障时，将故障信息保存在故障信息单元中，方便工作人员快速的找到故障原因，及时排除故障；通过通讯单元可以实现设备软件的升级、数据备份，还可以将故障信息导出；显示单元可以显示检测信号、判断结果，还可以显示故障信息，方便工作人员查看、检修。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种满箱检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11：包装箱的前端挡住光电开关时，触发旋转编码器；

S12：所述旋转编码器实时计算出所述包装箱的第一列瓶子到达光电传感器的时间，此时开始检测；

S13：所述旋转编码器实时计算出所述包装箱的后端或包装箱中的最后一列瓶子离开光电传感器的时间，此时结束检测，获得检测信号；

S14：根据所述检测信号判断包装箱是否满箱，如果是则为合格产品，如果否则为不合格产品；

所述步骤S14进一步包括：

S141：将检测信号分为若干测量窗口，所述测量窗口的位置与所述包装箱满箱时的瓶子的位置相对应；

S142：测量位于所述测量窗口中的检测信号的脉冲宽度，判断是否所有所述测量窗口中的检测信号的脉冲宽度都大于预设脉冲宽度，如果是则为合格产品；如果否则为不合格产品。

2.根据权利要求1所述的满箱检测方法，其特征在于，所述步骤S12进一步为：所述旋转编码器根据预先设定的参数实时计算出包装箱的第一列瓶子到达光电传感器的时间，此时开始检测；

所述步骤S13进一步为：所述旋转编码器根据预先设定的参数实时计算出包装箱的后端或包装箱中的最后一列瓶子离开光电传感器的时间，此时结束检测，获得检测信号；

进一步地，所述旋转编码器的参数包括多套。

3.根据权利要求1所述的满箱检测方法，其特征在于，所述步骤S11还包括：当包装箱的前端进入检测区域时，为所述包装箱建立电子数据表，所述电子数据表的行数和列数与所述包装箱中的瓶子的行数和列数相对应；进一步地，

所述步骤S14进一步包括：

根据检测信号判断与包装箱中的与电子数据表相对应的位置是否有瓶子，将结果保存在所述电子数据表中。

4.根据权利要求1所述的满箱检测方法，其特征在于，所述步骤S14之后还包括：对所述不合格产品进行自动剔除。

5.一种满箱检测设备，其特征在于，包括：检测装置，所述检测装置安装于包装箱的输送装置上，其中：

所述检测装置包括：检测单元和处理单元；

所述检测单元包括：光电开关、光电传感器以及旋转编码器，所述光电传感器设置于所述光电开关的后端；所述光电开关用于当所述包装箱的前端进入检测区域时，触发所述旋转编码器；所述旋转编码器用于实时计算包装箱中的第一列瓶子到达光电传感器的时间，此时开始检测，还用于实时计算包装箱中的最后一列瓶子离开光电传感器的时间，此时结束检测；所述光电传感器用于发射脉冲信号，获得检测信号；

所述处理单元用于对所述检测信号进行处理，判断所述包装箱是否满箱；

所述处理单元包括：测量窗口划分单元、脉冲宽度测量单元以及运算判断单元；

所述测量窗口划分单元用于将所述检测信号划分为若干测量窗口，所述测量窗口的位置与所述包装箱满箱时的瓶子的位置相对应；

所述脉冲宽度测量单元用于测量所述测量窗口中的检测信号的脉冲宽度；

所述运算判断单元用于计算是否所有所述测量窗口中的检测信号的脉冲宽度都大于预设脉冲宽度，如果是则判断为合格产品，如果否则判断为不合格产品。

6.根据权利要求5所述的满箱检测设备，其特征在于，所述处理单元还包括电子数据表建立单元，用于为所述包装箱建立电子数据表，所述电子数据表的行数和列数与所述包装箱中瓶子的行数和列数相同。

7.根据权利要求5所述的满箱检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括剔除装置，用于对所述不合格产品进行剔除。

8.根据权利要求5至7任一项所述的满箱检测设备，其特征在于，所述处理单元还包括：故障信息保存单元、通讯单元以及显示单元。