CN110376658A - 一种吸管包装带检错装置及检错方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种吸管包装带检错装置，包括机台、包装带悬挂整理机构、牵引机构。检错装置采用可编程控制器为控制系统。牵引机构由主动辊组和从动辊组组成，从动辊组包括编码器。机台安装对射式光电传感检测装置，包括至少两对由光源发送器、信号接收器组成的检测对，和检测电路组成，安装在定位辊与导向辊之间。编码器、对射式光电传感检测装置的信号输出端与可编程控制器连接。对射式光电传感检测装置采用可见光或激光之一种的光源发送器和信号接收器。本发明并包括一种吸管包装带检错的方法，包括采用检错装置的信息采集程序、逻辑判断程序、处理驱动程序和再检确认程序。本发明适用性广，具有定位准确、消除误动作现象、漏检率极低的特点。
Description
技术领域
本发明属于包装机械产品领域，特别是对透明薄膜封装的吸管带进行包装质量检验的机械装置和采用该装置的检验方法。
背景技术
吸管产品采用透明薄膜进行双面封装，形成吸管带是最为常见的包装方式，保证吸管在存贮、运输等使用前全流程的卫生、安全。行业生产中吸管带的包装量巨大，单机达到每天几十万支。高速度粘膜包装中漏管、叠管和倒置等错置、漏装的包装质量问题经常出现，需要进行质量检验和修复。目前行业内普遍采用人工挑错的作业方式，耗时耗力、效率低下，且采用人工修复依靠工人的细致手工，质量稳定性极差、效果参差不齐。随着劳动力环境的变化，检验成本大幅度提高，而质量得不到提升的矛盾日益明显。业内尝试在吸管包装机械上对吸管带直接检验是否存在漏管，提出的方案在实践应用都存在较多问题，比如采用接近开关可以检出叠管的现象，对其它错漏则没有反应；采用板片压实吸管带，以微动开关的通断状态来检验错漏，机械部件极易损耗，造成大量的误动作，设备维修情况多发，检验效果都差强人意；采用光电检测装置的方案，仅仅只能满足检出错漏，对高速传动的吸管带，需要快速反应的工作情况，经常出现误动作、混乱失效的情况，甚至停机、停产。上述情况都会使这些检验装置形同虚设，起不到应有的作用。目前，稳定性好的针对封装吸管带的专门检验装置还是行业空白，是急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸管包装带检错装置，克服现有检验装置稳定性差、错检率高的不足。检验装置能够满足至少与吸管包装设备相同的传送速度，在每分钟800至1200支过检量的情况下，保持识别准确、稳定。同时，检验装置采用工业可编程控制器作为工控系统，可扩展组合、操控包装带裁切修复机构进行错漏包装带的修复工艺。本发明还包括采用吸管包装带检错装置进行检验的检错方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是，一种吸管包装带检错装置，包括机台、包装带悬挂整理机构、牵引机构。机台安装主控电路板系统，包括可编程控制器(PLC)，检错装置采用可编程控制器(PLC)为控制系统。牵引机构由主动辊组和从动辊组组成，主动辊组包括牵引辊和导向辊，牵引辊连接牵引电机。从动辊组包括定位辊、导向辊和编码器，定位辊连接安装编码器，连接伺服电机。机台安装对射式光电传感检测装置，检测装置安装在定位辊与导向辊之间。包装带从定位辊进入后穿过对射式光电传感检测装置的检测空间，从导向辊向后延续，进入牵引辊。编码器、对射式光电传感检测装置的信号输出端与可编程控制器(PLC)连接。
本发明的牵引辊和定位辊可以相邻地分别安装一个压紧辊，来进一步调整和定位吸管带进入的准确。牵引辊和定位辊辊体的表面均匀雕刻吸管嵌槽，其距离与吸管带上吸管的间距一致，按照处理的吸管款式进行调换安装到机台上。工作过程中每根吸管对应嵌入到嵌槽中，吸管带被压紧辊牵引和/或调整而贴紧在牵引辊和定位辊上。本发明采用对射式光电传感检测装置可实现非接触的检测，传感器能长期使用不损耗，没有机械装置易损和需频繁维护、更换的问题。这种检测装置以光线穿透吸管带与否作为响应的判断信号，分辨率高，可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。同时具有响应时间短、对检测物体的限制少的特点。由于吸管带检验的量大、管间间距小，要求反应时间极短，目前采用其它机械式、光电式装置的检测机构，由于响应时间长，往往不能及时检测出所有的吸管或空置，于是漏检率高，甚至出现响应混乱、失效的情况，稳定性差。本发明的设置由于采用高灵敏、高稳定的检测结构，能够满足每分钟800至1200支过检量的要求，检验效果大大优于目前其它检验方案。可编程控制器(PLC)采用软件和磁耦隔离电路进行逻辑判断、调整，代替机械或电子模式的开关、继电系统，开关切换没有迟延时间，灵敏度高；单片机的稳定性好，使用寿命长；低成本，维护方便。为操作和仪器设置的方便，通常与可编程控制器连接一个操作面板，作为控制参数设置、显示的结构。
优选的是上述结构的吸管包装带检错装置，对射式光电传感检测装置包括至少两对由光源发送器、信号接收器组成的检测对，和检测电路组成。
每对配对的光源发送器和信号接收器之间形成信号检测组合，安装时中间留出间隔，作为检测空间，供吸管带从其中穿过。光源发送器发出的光线在穿过吸管带的膜层后被信号接收器接收，检测对没有信号输出。当吸管经过时，光线受到阻挡，信号接收器不能接收到，便触发产生反馈，向可编程控制器(PLC)发出启动信号。可编程控制器同时向编码器发出启动信号，以测量两根吸管之间的距离。当检测到的两根吸管之间的距离与系统设置的距离超过设定的偏差值，可编程控制器启动裁切修复程序，由修复机构进行修复。本发明采用两对以上的检测对并行布置，可以设置分别照射吸管的两个及以上的部位。这样，分开吸管带上两根吸管的不同部位之间的距离参数，通过同时对两个不同部位检测对所响应的逻辑判断结果进行响应，就能够检测出叠管、倒置、偏离等不合格包装的状态，防止检错结果的遗漏，极大地提高检测精确度。
上述结构的吸管包装带检错装置，对射式光电传感检测装置的检测对采用可见光或激光之一种的光源发送器和信号接收器。
对于通常管径的吸管带，可见红光、激光均可以选择使用，都可以达到检测精度要求。对于管径特小的热饮吸管带，则优选使用激光光源，以保证检测光斑的尺寸与吸管大小匹配，能够正确地触发信号接收器动作。
一种吸管包装带检错的方法，包括信息采集程序、逻辑判断程序、处理驱动程序和再检确认程序。信息采集程序包括可编程控制器(PLC)从对射式光电传感检测装置的信号端接收的脉冲开关信号，和从编码器接收的位移信号。当对射式光电传感检测装置的光源发送器的检测光线受到吸管的阻挡，信号接收器接收不到时，向可编程控制器发出启动信号。直到下一根吸管经过传感器检测装置，编码器重新启动，同时向可编程控制器发送位移值。逻辑判断程序由可编程控制器进行比较计算，将编码器每一个启动周期的位移值与其贮存的吸管距离参数进行比较，符合要求则判断为真，不符合要求则判断为假，并触发处理程序。处理程序由可编程控制器向牵引电机发出停止和传送信号，使吸管带缺损部分被传送到修复机构进行修复。再检确认程序由可编程控制器在接收到修复机构的确认信号后向伺服电机发出启动信息，使伺服电机启动，拉动吸管带回倒，将修复部分回倒到定位辊位置停止，并重新开始检错工作流程。
上述的吸管带检错技术流程，是运用本发明吸管包装带检错装置的工作过程。对射式光电传感检测装置的信号作为工作循环的触发因子，编码器的位移量值作为比较因子，经过可编程控制器的处理，与人工设置的吸管带参数进行比较、逻辑分析，正确检出吸管带的包装错、漏情况。经过实践测试，这种方法具有快速、准确率高的优点，能够在每分钟800至1200支过检量的情况下保持长期工作。对射式光电传感检测装置、编码器、伺服电机与可编程控制器以数字信号直接传送，并做出指令，使判断过程和对硬件设备的操控都具有较高的精度，因此，连续重复动作，不会增加结构的损耗，具有维持设备高稳定性的特点。
本发明以可编程控制器为主控机，对射式光电传感检测装置、编码器为检出和识别信号的供给系统，牵引电机、伺服电机、多个辊组组成机械传动系统，构成以软件为支撑，硬件有机结合的吸管带检错装置。有针对性地优化结构组合，辊组、牵引电机、伺服电机、对射式光电传感检测装置互相配合、关联，使操作流程实现高稳定性，检测效率得到大幅提高；装置的检错方法结合硬件结构的特点，根据各组件的信号信息进行比较、逻辑判断，再触发动作信号，反应快速、准确、工作效率实现大幅度提高。解决了吸管包装领域检验工作需要大量人工劳动，效率低下的问题，也克服了部分包装机械的检验机构结构不合理，检验速度跟不上包装速度，结果错漏多的缺陷。本发明能够检测采用透明膜纸封装的各种规格型号的吸管包装带，对漏管、叠管、倒置、错位等包装错误问题都能够准确检出，且在每分钟800至1200支过检量的情况下保持长期稳定工作。具有定位准确、消除误动作现象、漏检率极低的特点。
附图说明
图1是实施例吸管包装带质量检验机的立体图。
图2是实施例背面结构图
图3是实施例检测装置安装结构图。
具体实施方式
下面结合参考附图来说明本发明的一种优选实施例。
如附图1，一种吸管包装带包装质量检验和修复机，在机台1的台面固定安装竖向面板2，作为功能结构组件的安装基板。机台的内部安装主控电路板，以可编程控制器(PLC)作为设备的控制系统，主控电路板与各功能组件电连接，包括对射式光电传感检测装置、编码器、牵引电机、伺服电机等。主控电路板并连接机台前部的输入系统3，本实施例采用电子触摸屏。
机台及基板安装由挂架40、传动辊轮41等组成的吸管带悬挂整理机构4，检错装置包括牵引机构5和对射式光电传感检测装置6。牵引机构由主动辊组和从动辊组组成，主动辊组包括牵引辊20、导向辊21、牵引电机22，从动辊组包括定位辊23、导向辊21和编码器24，定位辊连接编码器，通过皮带轮连接伺服电机25。如附图2所示。开始检验工作前，将吸管带7的相邻吸管之间的距离参数和允许偏差的数值从输入系统3填写和调整并确认，使可编程控制器(PLC)读取参数后，作为控制系统对设备进行程序控制的定量依据。把表面雕刻有与需检吸管形状相同的嵌槽26的牵引辊20和定位辊23安装到基板上，使工作过程中吸管带上各吸管始终嵌套在辊件嵌槽的位置上。在悬挂整理机构4上安装吸管带，各导向辊和挂架作为引导和整理结构，使牵引辊20在牵引电机的带动下转动后，能够拉动吸管带5通过机台上的各功能装置。
在主动辊组与从动辊组之间，设置对射式光电传感检测装置6。参见附图3所示。包括固定在基板2上的检测通道，由两片竖向安装的传感器座板60组成，传感器座板之间形成2厘米的间隔，吸管带从间隔之间通过。一侧的传感器座板安装三个激光源发送器61，另一侧的传感器座板安装三个光信号接收器62，分别与三个激光源发送器正对。激光源发送器、光信号接收器与主控电路板电连接，可编程控制器(PLC)接收光信号接收器传送的信号，作为逻辑判断的依据。本实施例的三个激光源光电传感检测对的位置呈平行布，分别对应照射在通过检测通道的吸管的管头、管身和管尾三个部位。这样，从输入系统3填写并经可编程控制器读取的相邻吸管之间的距离参数，被用于与三个激光源光电传感检测对所获得参数进行比较和逻辑计算，并由主控制电路赋予其它功能组件各种动作指令。参数正常即维持工作进程；参数有异，则再与编码器的距离信息进行比对，以确认漏管、倒管、叠管等包装错误状态，由主控制电路系统向牵引电机、伺服电机发出停机/缓进、倒回等传送动作，进行修复程序、再检测程序。
检测装置安装结构的另一侧参见附图2，定位辊23的转轴安装编码器24，并通过皮带与伺服电机25连接传动。设备正常运转时，由牵引电机22的运转带动牵引辊20转动，拉动吸管带5不断向前传送，同时导向辊将吸管带压紧在牵引辊上，拉紧吸管带并防止脱离。另一端，定位辊23嵌套住各吸管并由导向辊21压紧。这样，吸管带5就在主动辊组和从动辊组之间形成紧绷状态，并从对射式光电传感检测装置的间隔之间穿过，进行检测。当检测到错漏包装时，由可编程控制器发出指令，牵引电机22转入慢速运转，将吸管带的错漏包装部分带动到裁剪修复机构8的位置，进行裁剪和热合修复。随后，伺服电机25启动，拉动吸管带反向运动，将修复部分重新带到定位辊23的位置。此时，伺服电机停机，牵引电机启动，再进入正常的检测流程。同时，也对修复后的吸管带错漏部分进行检测，以保证修复的完成。
本实施例的检测流程方法，以主控制电路和可编程控制器为控制系统，各功能组件的反馈信号由可编程控制器接收，可编程控制器由主程序软件按照程序方法的要求向各功能组件发出指令，作出不同的功能动作。机台前部的触摸屏输入系统3直接输入不同规格吸管带的参数，主程序软件按照设备处理的不同吸管带的规格调整各种要求参数，并嵌套到程序方法中。改变设备处理的吸管带规格，只需通过修改输入系统、可编程控制器的参数，更换辊组的辊轮来实现。本实施例综合运用硬件组合，并采用可编程控制语言，适用不同规格、尺寸的吸管带，经试验，检测的过检量达到每分钟800至1200支，检测效率高、错检率低。
以上，参照附图说明了本发明的优选实施方式，但不表示仅限于实施例的结构。凡属于本发明权利要求所表述的技术范畴内的各种修改、等同替换和增加，比如对射式光电传感检测装置的检测对采用可见光光源，等等，当然也属于本发明所阐述的技术范围。
Claims (4)
1.一种吸管包装带检错装置，包括机台、包装带悬挂整理机构、牵引机构，机台安装主控电路板系统，包括可编程控制器(PLC)，其特征是，检错装置采用可编程控制器(PLC)为控制系统；
牵引机构由主动辊组和从动辊组组成，主动辊组包括牵引辊和导向辊，牵引辊连接牵引电机；从动辊组包括定位辊、导向辊和编码器，定位辊连接安装编码器，连接伺服电机；
机台安装对射式光电传感检测装置，检测装置安装在定位辊与导向辊之间；包装带从定位辊进入后穿过对射式光电传感检测装置的检测空间，从导向辊向后延续，进入牵引辊；
编码器、对射式光电传感检测装置的信号输出端与可编程控制器(PLC)连接。
2.根据权利要求1所述的吸管包装带检错装置，其特征是，所述的对射式光电传感检测装置包括至少两对由光源发送器、信号接收器组成的检测对，和检测电路组成。
3.根据权利要求1或2之一所述的吸管包装带检错装置，其特征是，所述的对射式光电传感检测装置的检测对采用可见光或激光之一种的光源发送器和信号接收器。
4.一种吸管包装带检错的方法，包括信息采集程序、逻辑判断程序、处理驱动程序和再检确认程序；
信息采集程序包括可编程控制器(PLC)从对射式光电传感检测装置的信号端接收的脉冲开关信号，和从编码器接收的位移信号；当对射式光电传感检测装置的光源发送器的检测光线受到吸管的阻挡，信号接收器接收不到时，向可编程控制器发出启动信号，直到下一根吸管经过传感器检测装置，编码器重新启动，同时向可编程控制器发送位移值；
逻辑判断程序由可编程控制器进行比较计算，将编码器每一个启动周期的位移值与其贮存的吸管距离参数进行比较，符合要求则判断为真，不符合要求则判断为假，并触发处理程序；
处理程序由可编程控制器向牵引电机发出停止和传送信号，使吸管带缺损部分被传送到修复机构进行修复；
再检确认程序由可编程控制器在接收到修复机构的确认信号后向伺服电机发出启动信息，使伺服电机启动，拉动吸管带回倒，将修复部分回倒到定位辊位置停止，并重新开始检错工作流程。
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| Title |
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| 陶跃珍;王东;: "啤酒瓶自动检测系统的设计", 机械, no. 10, pages 59 - 61 * |
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