CN106240947A - 一种带有封口检测功能的自动化包装线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有封口检测功能的自动化包装线，涉及卤制品包装领域，包括包装装箱线和机器人码垛线，所述包装装箱线至少为一条，所述包装装箱线包括依次相连的多头秤、气调包装机、并线机、封口检测机、金属检测机和贴标机，所述包装装箱线还包括并列设置的气调盒输送线和周转箱来料输送线，所述气调盒输送线与所述贴标机相连，所述包装装箱线还包括自动扫码机、机器人装箱手、以及依次相连的外箱贴标机、封箱机和捆扎机，所述自动扫码机设置在所述气调盒输送线上，所述外箱贴标机与周转箱来料输送线相连；所述机器人码垛线与所述捆扎机相连。本发明的包装线自动化程度极高，且能够有效提高企业生产效率。

Description

一种带有封口检测功能的自动化包装线

技术领域

本发明涉及卤制品包装领域，具体涉及一种带有封口检测功能的自动化包装线。

背景技术

卤制品以其独特的风味和口感，深受大众喜爱，为了让卤制品保存更长的时间，通常将制作好的卤制品按照预先设定的目标重量包装后进行销售。目前，采用气调包装盒包装卤制品，由于能够较好地保持卤制品原有的口感、色泽、形状及营养，同时防止卤制品在存储、运输和销售环节受到污染，达到较长的保鲜期，已经越来越受到消费者的青睐和企业的喜爱。

对于上述卤制品气调包装的方式，在实际的包装操作过程中，对于气调包装盒中卤制品分装、密封、装箱等工序操作要求较高，且卤制品的分装、气调包装盒的密封检测、气调包装盒的贴标以及装箱等诸多工序均还采用人工操作的方式进行，其自动化程度较低，效率低下，并且操作人员的劳动强度大，整个包装成本过高，不能很好的满足企业和市场的需求，进而影响整个企业的绩效。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种带有封口检测功能的自动化包装线，自动化程度极高，且能够有效提高企业生产效率。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：包括：

包装装箱线，所述包装装箱线至少为一条，所述包装装箱线包括依次相连的多头秤、气调包装机、并线机、封口检测机、金属检测机和贴标机，所述包装装箱线还包括并列设置的气调盒输送线和周转箱来料输送线，所述气调盒输送线与所述贴标机相连，所述包装装箱线还包括自动扫码机、机器人装箱手、以及依次相连的外箱贴标机、封箱机和捆扎机，所述自动扫码机设置在所述气调盒输送线上，所述机器人装箱手固定在所述气调盒输送线和周转箱来料输送线上方，所述机器人装箱手包括多个机械手臂，所述机械手臂用于将从所述气调盒输送线抓取的气调盒放置在所述周转箱来料输送线上，所述外箱贴标机与周转箱来料输送线相连；

机器人码垛线，所述机器人码垛线与所述捆扎机相连。

在上述技术方案的基础上，所述多头秤包括依次相连的振动筛、提升机和分装设备，所述分装设备位于所述气调包装机的上方，所述振动筛包括筛箱和振动幅度可调范围为1～10mm以及振动频率可调范围为5～50Hz的振动电机，所述振动电机与所述筛箱连接。

在上述技术方案的基础上，所述并线机包括：

输入装置，其包括输送带组，所述输送带组包括至少2个并列的输送带，并且所述输送带相互独立运转；

输出装置，其包括传送带和底座，所述传送带设于所述底座上，所述传送带和底座均设于所述输送带组的出口端；

导向组件，其固定在所述底座上，并位于所述传送带的上方。

在上述技术方案的基础上，所述封口检测机包括：

柜体，所述柜体的中部设有传送装置，且所述传送装置贯穿柜体相对的两侧面，所述传送装置由多个平行且呈间隔设置的传送带组组成，相邻两传送带组间形成间隙；

多个摄像头，所述摄像头分布于不同的间隙中，且所述摄像头的镜头均朝上设置；

图像处理器，其位于所述柜体内部，所述图像处理器与每个摄像头均相连。

在上述技术方案的基础上，所述机械手臂包括固定端和活动端，所述活动端的末端设有吸盘。

在上述技术方案的基础上，所述码垛机器人包括码垛线和码垛机械手臂，所述码垛机械手臂将所述周转箱来料输送线末端的周转箱堆码在所述码垛线上。

在上述技术方案的基础上，所述并线机包括至少2个并列的输送带，且所述输送带相互独立运转。

在上述技术方案的基础上，所述贴标机包括重量感应器和贴标头。

在上述技术方案的基础上，所述周转箱来料输送线用于运输外箱，所述外箱为纸箱或塑料箱。

在上述技术方案的基础上，所述机器人码垛线包括：

输送装置，所述输送装置用于输送外箱；

机器人，所述输送装置设置于所述机器人工作半径内，所述机器人工作半径内还设有码垛工位和一空托盘工位，所述机器人用于将托盘从空托盘工位移动至码垛工位。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)整条包装线为全自动化包装线，极大减少了操作人员的数量，降低了工作人员的强度，提高了工作效率，多头秤将卤制品均匀分放到各个气调包装盒中，然后气调包装机对气调包装盒进行密封，接着对密封好的气调包装盒进行密封性检测和金属检测，并在气调包装盒自动贴上含有重量、生产日期等信息的标签，随后自动进行装箱和码垛，其自动化程度极高，极大地提高了包装车间的包装效率。

(2)采用两条并列设置的包装装箱线对气调包装盒进行包装装箱，使得包装效率提高一倍。

(3)封口检测机内采用6个不同方位的摄像头采集气调包装盒密封处的图像，然后对气调包装盒的密封性进行分析判断，提高了检测准确性，保证装箱的气调包装盒均为完全密封的盒体，进一步保证了卤制品的质量和口感。

附图说明

图1为本发明一种带有封口检测功能的自动化包装线的结构示意图；

图2为多头秤的结构示意图；

图3为并线机的结构示意图；

图4为封口检测机的俯视图；

图5为机器人码垛线的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明提供一种带有封口检测功能的自动化包装线，用于在气调包装盒中放置卤制品，并完成气调包装盒的密封以及装箱，该自动化包装线包括机器人码垛线14和至少一条包装装箱线，机器人码垛线14设置在包装装箱线的末端，用于对装有多个气调包装盒的外箱进行码垛并转存，因机器人码垛线14的工作效率较高，故包装装箱线一般设为两条，且两条包装装箱线并列设置，每条包装装箱线的末端与机器人码垛线14相连，从而提高整个自动化包装线的包装效率。

包装装箱线包括依次相连的多头秤1、气调包装机2、并线机3、封口检测机4、金属检测机5和贴标机6。

参见图2所示，多头秤1包括依次相连的振动筛101、提升机102和分装设备103，分装设备103位于气调包装机2的上方，振动筛101包括筛箱和振动幅度可调范围为1～10mm以及振动频率可调范围为5～50Hz的振动电机，所述振动电机与筛箱连接，分装设备103包括从上到下依次排列的散料转盘104、存料斗105、称重斗106和落料滑槽107，存料斗105、称重斗106和落料滑槽107的数量均为多个，多头秤1还包括转轴和角加速度可调范围为0.1π～1πrad/s²以及正反转频率可调范围为0.5～2Hz的电动机，电动机通过转轴与散料转盘104连接，振动筛101通过较小的振动幅度和较高的振动频率将卤制品匀速且均匀地投入到提升机102上，提升机102将卤制品提升并按需投入散料转盘104上，振动电机的振动幅度较小，但是振动频率较高，能够充分地分散卤制品，避免卤制品之间粘连，使落入不同称重斗106内的卤制品的重量差别较小，更容易经过组合若干个称重斗106内的卤制品以获得最接近目标重量值散料转盘104在电动机的驱动下反复正反转，利用离心力将卤制品均匀地分散至散料转盘104周边的散料滑槽107，通过散料滑槽落入存料斗105内，存料斗105根据所需卤制品的重量将相应重量的卤制品投入称重斗106，存料斗105与称重斗106均各有十六个，通过控制系统组合计算，将数个称重斗106内卤制品的重量组合成最接近目标重量值的重量，与目标重量值的误差范围为0～5g，称量精度高，随后，这数个称重斗106内的卤制品被投入落料滑槽107，散料滑槽107共八个，卤制品最后再落入到气调包装盒中。

气调包装机2对气调包装盒进行密封，从而使得卤制品能够保存更长的时间，且能保证卤制品的风味和口感。密封好后的气调包装盒进入到并线机3中，并线机3用于将从气调包装机2并列出来的多条气调包装盒合并成一列，参见图3所示，并线机3包括输入装置301、输出装置302和导向组件303。输入装置301包括输送带组和驱动装置312，输送带组包括至少2个并列的输送带，并且输送带相互独立运转。一般地，输送带组包括并列的第一输送带331、第二输送带332和第三输送带333，每一输送带均设有一电动机。3条输送带既可以实现所有的输送带同步输送，也可以依照需求运行和停止。

并线机3还包括控制元件，控制元件控制每条输送带的运行，输出装置302包括传送带321和底座322，传送带321设于底座322上，传送带321和底座322均设于输送带组的出口端。输出装置302还包括另一电动机和传动部件，传动部件分别与该电动机和传送带321连接。该电动机通过传动部件驱动传送带321运转。导向组件303固定在底座322上，并位于传送带321的上方。导向组件303包括罩体334和两个挡板331，罩体334与传送带321表面之间形成一内部空间335，罩体334的垂直于传送带321的传送方向的两个侧面分别设有侧开口336，侧开口336与内部空间335连通，两个挡板331设于内部空间335两侧，且两个挡板331形成开口逐渐减小的导引区间。挡板331包括靠近输送带组的固定端以及远离输送带组的变形端，罩体334上设有通槽338，通槽338上固定有螺栓332，螺栓332穿过通槽338，且变形端弹性抵持于螺栓332上。通槽338具有一定长度，螺栓332位置可调地固定于通槽338上。挡板331变形端的位置可以方便地通过螺栓332进行调整，以适应不同尺寸的气调包装盒的输送，而且整个导向组件303均固定不动，有效地避免了气调包装盒卡住的问题。罩体334的上表面还设有上开口337，方便操作人员调整两个挡板331的变形端的位置，以及在生产过程中监控气调包装盒的传送状况。

并线机3的工作原理为：首先三条输送带同时运行，将并列的三列气调包装盒同时输送至输送带组311的出口端，然后第一输送带331运行，第二输送带332和第三输送带333停止。待第一输送带331上的所有气调包装盒输送至传送带321上，并进入导向组件303中两个挡板331形成的开口逐渐减小的导引区间后，第二输送带332开始运行，同时第三输送带333保持停止状态；待第二输送带332上的所有气调包装盒进入导向组件303的导引区间后，第三输送带333开始运行，依次将气调包装盒通过导向组件303传送至下一个工序，形成单列的气调包装盒。

接着单列的气调包装盒进入封口检测机4，参见图4所示，封口检测机4包括：柜体401，柜体401的中部设有传送装置402，且传送装置402贯穿柜体401相对的两侧面，即柜体401中部的左右两侧为连通状态，传送装置402位于其中，且传送装置402的两端分别向柜体401外伸出，方便与包装线中的其它设备对接。传送装置402由多个平行且呈间隔设置的传送带组403组成，相邻两传送带组403间形成间隙(405)，每个传送带组403包括主动轮、从动轮和传送带，传送带张紧于主动轮和从动轮上，且每个传送带组403的主动轮和从动轮均位于同一水平线上，各个传送带组403间同步同向运行，本发明的封口检测机4还包括图像处理器和多个摄像头404，图像处理器与每个摄像头404均相连，摄像头404分布于不同的间隙405中，且所述摄像头404的镜头均朝上设置，具体的，摄像头404均位于柜体401内部的相邻两传送带组403间形成的间隙405中，摄像头404为六个，且六个摄像头404呈环形布置，当气调包装盒经过六个摄像头404形成的环形的中心时，六个摄像头404对气调包装盒的下方进行拍照，得到气调包装盒下方六个不同角度的照片，并将得到的照片发送给图像处理器。

图像处理器对六幅图片进行灰阶处理，得到六幅灰阶图像，然后对灰阶图像中密封边框区域进行对焦处理，接着，图像处理器分别对已经对焦处理的六幅灰阶图像的像素点的分布情况进行分析，假若密封边框已完全密封，则摄像头404拍摄到的密封边框处的图像仅会为一种颜色，进行灰阶处理后，其灰阶图像中的像素点会呈均匀分布状态，因此，若灰阶图像中的像素点均匀分布，则判定该幅灰阶图像对应的气调包装盒密封边框处已完全密封；若灰阶图像中像素点为非均匀分布状态，则判定该幅灰阶图像对应的气调包装盒密封边框处未完全密封；同时，若六幅密封边框的灰阶图像中的像素点均均匀分布，则判定气调包装盒已完全密封；若六幅密封边框的灰阶图像中至少有一幅密封边框的灰阶图像像素点为非均匀分布状态，则判定气调包装盒未完全密封，并将未完全密封的气调包装盒剔除出包装线。因为，当密封边框上某些区域混入气泡或油渍后，受光的折射的影响，摄像头4在对该区域进行拍照时，会得到颜色不同的图像，即该区域不会呈现纯色，当对图像进行灰阶处理，得到灰阶图像时，该区域相较于密封边框其它完全密封区域会呈现像素点非均匀分布的状态，通过对图像进行灰阶处理，采用像素分布是否均匀分布的判定方式，极大地提高了判定的准确性，使得对气调包装盒密封性的检测更加准确。

检测合格的完全密封的气调包装盒经过金属检测机5，金属检测机5包括检测探头和剔除臂，检测探头对气调包装盒进行扫描，并将扫描信息发送给金属检测机5的处理系统，处理系统根据扫描信息判断气调包装盒内是否含有金属，若有，则剔除臂剔除含有金属的气调包装盒，接着气调包装盒经过贴标机6，贴标机6包括重量感应器和贴标头，贴标头将含有气调包装盒重量和生产日期等信息的标签贴到气调包装盒上。

包装装箱线还包括并列设置的气调盒输送线7和周转箱来料输送线8，周转箱来料输送线8用于运输外箱，外箱为纸箱或塑料箱，周转箱来料输送线8具体的为链板式输送带输送，链板为塑料材料，摩擦系数较大，因此空载的外箱与链板之间的摩擦力能够确保外箱的稳定输送。气调盒输送线7与贴标机6相连，所述包装装箱线还包括自动扫码机9、机器人装箱手10、以及依次相连的外箱贴标机11、封箱机12和捆扎机13，气调盒输送线7将气调包装盒继续向后运输，同时设置在气调盒输送线7上的自动扫码机9对气调包装盒上标签进行扫描，机器人装箱手10固定在气调盒来料输送线和周转箱来料输送线8上方，机器人装箱手10包括多个机械手臂，机械手臂包括固定端和活动端，活动端的末端设有吸盘，活动端通过吸盘从气调盒输送线7抓取气调盒，放置在周转箱来料输送线8输送的外箱中，每个外箱可装下多个气调包装盒，机械手臂按照设定，将规定个数的气调包装盒放入外箱中，然后外箱经过外箱贴标机11，外箱贴标机11与自动扫码机9电连接，自动扫码机9将每个气调包装盒的重量发送给外箱贴标机11，外箱贴标机11根据外箱内对应的气调包装盒，将外箱所装的多个气调包装盒的总重量形成标签贴到外箱外壁，随后封箱机12和捆扎机13对外箱进行封口和捆扎，接着外箱向后输送，进入机器人码垛线14。

参见图5所示，机器人码垛线14包括输送装置141、夹具146和机器人143，输送装置141用于输送捆扎机13输送过来的外箱，输送装置141设置于机器人143工作半径内，机器人143工作半径内还设有码垛工位144和一空托盘工位145，码垛工位144对称分布于空托盘工位145两侧，机器人143用于将托盘从空托盘工位145移动至码垛工位144；夹具146与机器人143相连，用于分别抓取外箱和空拖盘；

载物托盘的第一夹具161和用于抓取托盘至码垛工位144的第二夹具162一体化设计，第一夹具161为能吸取外箱的吸盘。操作工仅仅需将指定数量托盘整齐码放在空托盘工位145上，空托盘工位145上剩余托盘数量由系统记录储存，方便机器人143确定位置抓取。对于有两条包装装箱线的，则对应的有两个输送装置141，每个输送装置对应一个码垛工位144，每个输送装置141可独立控制运行。

机器人码垛线还包括栅栏147，栅栏147三面围绕机器人码垛系统形成工作区，未设置栅栏147的一面设有托盘通道148，托盘通道148用于托盘进出机器人码垛线14，栅栏147组成防护网，方便人员进出；栅栏147将输送装置141分为内外两个输送部分，位于机器人码垛线14内的为内输送部分，内输送部分和外输送部分间设有挡板感应器和可升降挡板，当栅栏147内侧输送带末端的第三传感器193检测到已有外箱就位，同时挡板感应器感应到外箱进入到内输送部分，则可升降挡板升起，阻挡外箱进入内输送部分，保证栅栏内侧输送带仅有一个外箱，方便机器人抓取。机器人码垛线14还包括第一传感器191和第二传感器192，第一传感器191设置于托盘通道148旁，用于检测是否有外物进入机器人码垛系统，第一传感器191感应到人员进出时，机器人自动停止，防止机械伤人。第二传感器192设置于码垛工位144旁，用于检测码垛工位144上是否有托盘；当第二传感器192感应到码垛工位144上托盘被取走，系统将自动控制机器人利用第二夹具162抓取空托盘工位145上托盘码放在码垛工位144上，以此提高机器人的使用效率，即码箱子又码托盘，而且降低了人工劳动力。

当输送带末端有外箱时，系统自动控制机器人使用第一夹具161将外箱吸起，按照指定的码垛方式堆码在对应的码垛工位144的托盘上；第一夹具161可360度旋转，保证外箱贴标的一面朝外，方便扫码入库。当码垛工位144的托盘上外箱码垛满了，系统灯亮提示操作人员通过托盘通道148进入栅栏147从码垛工位144叉走满载的托盘，机器人从空托盘工位145上抓取托盘放至码垛工位144，开始新的码垛。当空托盘工位145上缺少托盘时，操作人员从系统外搬运若干托盘通过托盘通道148进入栅栏147码垛到空托盘工位145上。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于，包括：

包装装箱线，所述包装装箱线至少为一条，所述包装装箱线包括依次相连的多头秤(1)、气调包装机(2)、并线机(3)、封口检测机(4)、金属检测机(5)和贴标机(6)，所述包装装箱线还包括并列设置的气调盒输送线(7)和周转箱来料输送线(8)，所述气调盒输送线(7)与所述贴标机(6)相连，所述包装装箱线还包括自动扫码机(9)、机器人装箱手(10)、以及依次相连的外箱贴标机(11)、封箱机(12)和捆扎机(13)，所述自动扫码机(9)设置在所述气调盒输送线(7)上，所述机器人装箱手(10)固定在所述气调盒输送线(7)和周转箱来料输送线(8)上方，所述机器人装箱手(10)包括多个机械手臂，所述机械手臂用于将从所述气调盒输送线(7)抓取的气调盒放置在所述周转箱来料输送线(8)上，所述外箱贴标机(11)与周转箱来料输送线(8)相连；

机器人码垛线(14)，所述机器人码垛线(14)与所述捆扎机(13)相连。

2.如权利要求1所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于：所述多头秤(1)包括依次相连的振动筛(101)、提升机(102)和分装设备(103)，所述分装设备(103)位于所述气调包装机(2)的上方，所述振动筛(101)包括筛箱和振动幅度可调范围为1～10mm以及振动频率可调范围为5～50Hz的振动电机，所述振动电机与所述筛箱连接。

3.如权利要求1所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于，所述并线机(3)包括：

输入装置(301)，其包括输送带组，所述输送带组包括至少2个并列的输送带，并且所述输送带相互独立运转；

输出装置(302)，其包括传送带(321)和底座(322)，所述传送带(321)设于所述底座(322)上，所述传送带(321)和底座(322)均设于所述输送带组(311)的出口端；

导向组件(33)，其固定在所述底座(322)上，并位于所述传送带(321)的上方。

4.如权利要求1所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于，所述封口检测机(4)包括：

柜体(401)，所述柜体(401)的中部设有传送装置(402)，且所述传送装置(402)贯穿柜体(401)相对的两侧面，所述传送装置(402)由多个平行且呈间隔设置的传送带组(403)组成，相邻两传送带组(403)间形成间隙(405)；

多个摄像头(404)，所述摄像头(404)分布于不同的间隙(405)中，且所述摄像头(404)的镜头均朝上设置；

图像处理器，其位于所述柜体(401)内部，所述图像处理器与每个摄像头(404)均相连。

5.如权利要求1所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于：所述机械手臂包括固定端和活动端，所述活动端的末端设有吸盘。

6.如权利要求1所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于：所述码垛机器人(14)包括码垛线和码垛机械手臂，所述码垛机械手臂将所述周转箱来料输送线(8)末端的周转箱堆码在所述码垛线上。

7.如权利要求1所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于：所述并线机(3)包括至少2个并列的输送带，且所述输送带相互独立运转。

8.如权利要求1所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于：所述贴标机(6)包括重量感应器和贴标头。

9.如权利要求1所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于：所述周转箱来料输送线(8)用于运输外箱，所述外箱为纸箱或塑料箱。

10.如权利要求9所述的一种带有封口检测功能的自动化包装线，其特征在于，所述机器人码垛线(14)包括：

输送装置(141)，所述输送装置(141)用于输送外箱；

机器人(143)，所述输送装置(141)设置于所述机器人(143)工作半径内，所述机器人(143)工作半径内还设有码垛工位(144)和一空托盘工位(145)，所述机器人(143)用于将托盘从空托盘工位(145)移动至码垛工位(144)。