CN106614988A - 一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及食品安全追溯领域，特别是一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法。一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法，在生猪屠宰自动流水线上对片猪肉进行在线式激光灼刻，其特征在于：使片猪肉以一个恒定的速度在横向运动，在灼刻标识时，采用具有动态矢量式打标方式的激光灼刻控制板卡控制激光束在纵向移动，同时通过自动修正所要灼刻的图形，对所述恒定的速度进行补偿，本发明利用倾斜的片猪肉重力的水平分力在输送机上的反作用力托住片猪肉，使片猪肉在倾斜的输送机上运行速度与屠宰生产流水线同步恒定，确保片猪肉在线激光灼刻的标识不变形、不失真。

Description

一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法

技术领域

本发明涉及食品安全追溯领域，特别是一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法。

背景技术

在生猪生产、屠宰、流通、监管领域，因为技术手段的落后，私屠乱宰、注水猪、病死猪、瘦肉精等现象层出不穷，猪肉市场监管中“一猪多宰”、倒票、假票等问题时有发生，问题猪肉严重危害人民群众的身体健康。特别是延续了几十年不变的蓝色证章制度，“动检章”和“质检章”不清晰，造假手段极为简单，且印章污染了猪肉表皮，大大降低了猪皮的价值，企业还要为此支付蓝章的耗材和人工费用。这种传统方式，缺乏有效的稽查手段，不能实现生产流通的全程监控。问题猪肉上了老百姓餐桌，严重危害了人民群众的身体健康和生命安全！

从中国国情出发的产品可追溯系统林林总总，大多数已趋向成熟。但生猪屠宰行业信息化建设起步较晚，同时又因猪肉这一特殊性质的商品，目前还没有切实有效手段来复制或移植其它行业的可追溯信息化管理系统。刚刚起步的信息化追溯体系，追溯信息载体大多使用RFID电子标签、扎带标签、挂牌、贴标等方式，在流通过程中，会有脱落、遗失、损毁，导致信息链的脱节而无从追溯，进而引发食品安全问题。当前的市场变化使得现行传统的生产、检疫、监管的手段和方式需要提高，亟待一种新技术、新措施、新产品、新系统，可以应用于生猪养殖、生产、屠宰、流通、消费的全过程。

鉴于猪肉生产流通中所出现的种种问题，为贯彻落实《食品安全法》、《农产品质量安全法》、《生猪屠宰管理条例》等法律法规，在中央财政支持下，商务部自2010年起，对有条件的城市进行“肉类蔬菜流通追溯体系建设”试点工作，以解决肉类蔬菜流通来源追溯难、去向查证难等问题，提高肉类蔬菜流通的组织化、信息化水平，增强食品安全保障能力。为此，商务部在试点工作的基础上，颁发了《SB/T10570-2010片猪肉激光灼刻标识码印应用规范》，拟在指导行业的发展及技术进步。

发明内容

本发明涉及食品安全追溯领域，特别是一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法。

片猪肉激光灼刻是用激光束在片猪的表皮灼刻上永久的标记。由于猪皮的成分主要是有机物，CO₂激光器的波长较长，易于被有机物吸收，可立刻将材料气化，没有挂渣，效果比较理想。CO₂激光器在片猪皮上进行激光灼刻，时间短、标记码清晰完整，而其他种类的激光器对猪肉皮的灼刻不能达到应有的效果，经过试验，最终决定采用CO₂激光器作为猪肉标识灼刻的主要工具。本发明选用全金属CO₂气体激光器，具有功率大、速度快、寿命长的优点。激光器的合理选择，为高速灼刻打下了良好的基础，经试验，每灼刻一组20位阿拉伯数字组成的追溯码，灼刻仅需1秒。

一种片猪肉在线激光灼刻的方法是在不影响生产的前提下，在屠宰流水线上对片猪肉进行动态在线激光灼刻，有别于传统激光灼刻设备只能对静止的片猪肉进行灼刻。片猪肉在线激光灼刻是使片猪肉与生产流水线同步运行，不需人工调整，全自动在线灼刻出屠宰企业代码、肉检、动检代码、生产日期，追溯码等所需标记的字符。从而减少了用工成本，提高了生产的效率。。

本发明适用于生猪屠宰自动流水线上对片猪肉进行在线式激光灼刻，在线式激光灼刻是区别于静态打标的一种灼刻方式，该方式是在与流水线同步的情况下，通过自动修正所要灼刻的图形，在运动的流水线上实现实时动态灼刻的一种灼刻方式。

激光灼刻分为扫描式激光灼刻和矢量式激光灼刻两种。扫描式激光灼刻是激光束在整个像场中按照一定的顺序进行扫描，即可达到灼刻的目的，这种灼刻适合于对复杂图形的加工。而矢量灼刻是激光束沿着灼刻字符的坐标快速的移动，就可以简单的使用灼刻和跳转两个命令实现字符的灼刻，它适合于对简单的字符图形进行快速的灼刻。本发明涉及的是在生猪屠宰自动流水线对片猪肉进行企业代码、生产批批次、生产日期等标识的激光飞行灼刻，灼刻标识较为简单，一般是数字和字母字符，所以采用的是矢量灼刻技术。

在矢量灼刻技术中，基本命令是跳转命令和灼刻命令。这些命令都要求相应矢量的X、Y坐标参数，每一矢量都从当前的输出位置开始(也就是前一矢量的终点)。第一个执行矢量的起点是像场的中心。跳转命令引起振镜的快速移动，将激光束跳转到新的位置。在执行跳转命令期间，要在激光飞行灼刻应用软件中设置跳转速度，激光束保持关闭。灼刻命令是使激光束沿着目标矢量按用户设定的灼刻速度移动，执行灼刻命令时，激光束自动打开，在工件上产生灼刻标记。

若要在生猪屠宰自动流水线输送机上的运动的片猪肉上用激光灼刻出和静止时一样的文字或图像，使片猪肉在输送机上进行动态在线激光灼刻的标识清晰、不变形，必须要对片猪肉在输送机上因运动产生的位移变化进行补偿。片猪肉是沿X轴单方向的输送机匀速运动的，在补偿飞行变形时，可以不需要测速装置，只要采用电路或者软件的方法产生一个匀速的模拟信号，用这个信号对振镜进行补偿。片猪肉在线激光灼刻的方法中所选激光灼刻控制板卡必须能够控制激光振镜在纵向y方向移动的同时要对片猪肉在输送机上运行速度Vx进行补偿，具有动态矢量灼刻的功能。

当片猪肉水沿X轴单方向的输送机匀速运动时，如按照静态情况进行激光灼刻，标识就会产生变形。要想在片猪肉表面激光灼刻出一个正圆在片猪肉静止时，只要给控制y方向的振镜驱动器一个信号，使其偏转一定的角度，就可激光灼刻出一个正圆。若对片猪肉进行动态激光灼刻，输送机上的片猪肉运动速度很高，而激光灼刻速度并不很高时，标识变形就极为明显，这时激光灼刻出一个底部向左偏移的椭圆。为了修正这一变形，要将x方向的振镜转动一定角度来弥补片猪肉运动造成的变形。只要将输送机的速度信号输入系统，激光灼刻出一个底部向右偏移的椭圆，其倾斜方向与变形标识的偏移椭圆方向相反。当片猪肉运动产生的位移偏差时，具有动态矢量式打标方式的激光灼刻控制板卡将会通过实时修正，将其位移偏差叠加到当前要输出点的相应坐标上，及时对像场中输出点的坐标进行修正，就可以激光灼刻出一个正圆。

动态矢量式激光灼刻控制板卡实时修正的方法是：在激光灼刻控制板卡内设置了一个单独的计数器。当启动飞行灼刻时，该计数器复位到0，开始对X轴方向的编码器的编码脉冲进行计数，而激光束在像场中输出点的X轴坐标将以10μs为间隔根据计数器中的计数值对X坐标进行补偿修正，当达到在软件中设定的延时参数时，软件自动启动灼刻命令，开始进行灼刻作业。

激光飞行打标软件对输送机上片猪肉的位移坐标的补偿是以位/计数定义的。当采用编码器对生产线的输送机进行监测时，编码器每输出一组脉冲，输送机移过的位移将是一定的，也就是说，动态矢量式激光灼刻控制板卡中计数器的单位应该是毫米/计数(mm/count)，因此还必须在软件中输入一个校正因子，它的单位是位/毫米(bits/mm)，这个校正因子必须用实验的方法来确定。这样一来，如果将编码器增加的脉冲数与软件中输入的校正因子相乘就得到了所应补偿的坐标位移。

由于工件运动产生的位移偏差时，动态矢量式激光灼刻控制板卡会及时的将其位移偏差叠加到当前要输出点的相应坐标上，这个动作每10μs执行一次，随时对像场中输出点的坐标进行修正，相对于机械运动的振镜来说，它的速度还是快的多，因此不会影响灼刻效果。

系统对坐标补偿的大小变化与输送机运动的速度成正比，但这也只是根据编码器的发出的脉冲的多少来反馈。

为保证片猪肉在线激光灼刻的标识不变形、不失真，除了采用具有动态矢量式打标方式的激光灼刻控制板卡外，还要求片猪肉在输送机上运行速度Vx恒定。由于片猪肉大小不一，在生产流水线上晃动情况不一定，会影响到片猪肉横向运动的速度Vx。本发明利用倾斜的片猪肉重力P的水平分力Px在输送机上的反作用力Px’托住片猪肉，使片猪肉自动斜靠在倾斜的输送机上，倾斜的输送机(输送机可以是链板传动或皮带传动、网链传动、链条传动)可以使片猪肉在输送机上运行速度Vx与屠宰生产流水线同步恒定，确保片猪肉在线激光灼刻的标识不变形、不失真。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

附图1是片猪肉移动状况的飞行灼刻修正示意图

图中1是物体静止状况下的灼刻效果，2是物体向右运行没有修正时的灼刻效果，3是没有物体时修正振镜在X方向转动的角度的灼刻效果，4是经过实时修正后灼刻出的效果。

附图2是片猪肉在线激光灼刻的方法的结构示意图。

图中5是激光振镜、6是倾斜的输送机、7是具有动态矢量式打标方式的激光灼刻控制板卡、8是倾斜的输送机对片猪肉重力P的水平分力Px的反作用力Px’、9是倾斜的输送机对片猪肉重力P的垂直分力Py的反作用力Py’、10是片猪肉重力P在倾斜的输送机上的垂直分力Py、11是片猪肉在倾斜的输送机上的重力P、12是片猪肉重力P在倾斜的输送机上的水平分力Px。

附图3是片猪肉在线激光灼刻的方法的运行速度示意图。

具体实施方式

对照附图1：要想在片猪肉表面激光灼刻出一个正圆在片猪肉静止时，只要给控制y方向的振镜驱动器一个信号，使其偏转一定的角度，就可激光灼刻出一个正圆1。若对片猪肉进行动态激光灼刻，输送机上的片猪肉运动速度5很高，而激光灼刻速度并不很高时，标识变形就极为明显，这时激光灼刻出一个底部向左偏移的椭圆2。为了修正这一变形，要将x方向的振镜转动一定角度来弥补片猪肉运动造成的变形，只要将输送机的速度Vx信号输入系统，激光灼刻出一个底部向右偏移的椭圆3，其倾斜方向与变形标识的偏移椭圆方向相反。当片猪肉运动产生的位移偏差时，具有动态矢量式打标方式的激光灼刻控制板卡将会通过实时修正，将其位移偏差叠加到当前要输出点的相应坐标上，及时对像场中输出点的坐标进行修正，就可以激光灼刻出一个正圆4。

对照附图2，其结构是包括：激光振镜5、倾斜的输送机6、具有动态矢量式打标方式的激光灼刻控制板卡7、倾斜的输送机对片猪肉重力P11的水平分力Px12的反作用力Px’8、倾斜的输送机对片猪肉重力P11的垂直分力Py10的反作用力Py’9、片猪肉重力P11在倾斜的输送机上的垂直分力Py10、片猪肉在倾斜的输送机上的重力P11、片猪肉重力P11在倾斜的输送机上的水平分力Px12。

对照附图3，其标识是包括：生产流水线的速度Ax。

为弥补片猪肉X方向运动造成的变形如2，具有动态矢量式打标方式的激光灼刻控制板卡7控制激光振镜5在纵向y方向移动，同时对生产流水线的速度Vx进行补偿如3，实现片猪肉在线激光灼刻的标识4。

利用倾斜的片猪肉重力P11的水平分力Px12在倾斜的输送机6上的反作用力Px’8托住片猪肉，使片猪肉自动斜靠在倾斜的输送机6上，倾斜的输送机7可以使片猪肉横向运动的速度Vx与屠宰生产流水线速度同步恒定，确保片猪肉在线激光灼刻的标识不变形、不失真。

片猪肉在线激光灼刻的方法是矢量灼刻技术。片猪肉在线激光灼刻是使片猪肉与生产流水线同步运行，不需人工调整，全自动在线灼刻出屠宰企业代码、肉检、动检代码、生产日期，追溯码等所需标记的字符。从而减少了用工成本，提高了生产的效率。

Claims (5)

1.一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法，在生猪屠宰自动流水线上对片猪肉进行在线式激光灼刻，其特征在于：使片猪肉以一个恒定的速度Vx在横向x方向运动，在灼刻标识时，采用具有动态矢量式打标方式的激光灼刻控制板卡控制激光束在纵向y方向移动，同时通过自动修正所要灼刻的图形，对所述恒定的速度Vx进行补偿。

2.如权利要求1所述的一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法，其特征在于：所述恒定的速度Vx与所述生产流水线的速度一致，在灼刻标识时，所述激光灼刻控制板卡控制激光振镜在纵向y方向移动，同时产生一个匀速的模拟信号，对横向x方向运动的所述恒定的速度Vx进行补偿。

3.如权利要求1-2所述的一种用于片猪肉在线激光灼刻方法，其特征在于：利用倾斜的片猪肉重力P的水平分力Px在输送链上的反作用力Px’托住片猪肉，使片猪肉自动斜靠在倾斜的输送链上，使片猪肉横向运动的速度与屠宰生产流水线同步恒定，确保片猪肉在线激光灼刻的标识不变形、不失真。

4.如权利要求1-3所述的一种用于片猪肉在线激光灼刻方法，其特征在于：所述激光灼刻控制板卡实时修正的方法是，在所述激光灼刻控制板卡内设置一个单独的计数器，当启动飞行灼刻时，该计数器复位到0，开始对横向x方向的编码器的编码脉冲进行计数，而激光束在像场中输出点的X轴坐标将以10μs为间隔根据计数器中的计数值对X坐标进行补偿修正，当达到在预先设定的延时参数时，自动启动灼刻命令进行灼刻。

5.如权利要求1-4所述的一种用于片猪肉在线激光灼刻的方法，其特征在于：所述输送链是链板传动、皮带传动、网链传动或链条传动。