CN115092479B - 用于灌装设备组件位置监控的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于灌装设备组件位置监控的系统，包括:成型轴、具有第一表面的成型杆、激光传感器，所述激光传感器的位置相对于成型轴固定，所述激光传感器向成型杆的第一表面发射线激光，当成型杆处于第一位置时，所述线激光在所述第一表面沿第一方向形成投影区域，所述激光传感器接受来自所述投影区域的反射激光，产生第一表面的轮廓信号。本系统能够在线监测成型杆的位置。

Description

用于灌装设备组件位置监控的系统和方法

技术领域

本公开的实施例涉及用于灌装设备组件位置监控的系统和方法。

背景技术

灌装系统以成型杆带动成型轴转动，将半成品的包装带动到指定区域进行加工，例如封合、焊接、成型等操作。由于这些成型轴多采用伺服电机带动的步进式的运动方式，由于长期运行或者安装问题，成型杆经常出现逐渐偏离预定加工位置的现象，造成加工失败，从而造成可能的质量问题。现有技术中，经常会发生出现质量问题后再排查成型杆位置是否准确的现象，缺乏一种在线监控成型杆位置的方法和装置。

发明内容

针对现有技术缺乏在线检测形成杆位置的方法，本申请提供了一种利用激光传感器在线检测成型杆位置的装置，包括:成型轴，所述成型轴周期性旋转，旋转平面与第一方向垂直；具有第一表面的成型杆，所述成型杆安装在成型轴上，所述成型杆由成型轴的带动周期性地从第二位置旋转至第一位置；激光传感器，所述激光传感器的位置相对于成型轴固定，所述激光传感器向成型杆的第一表面发射线激光，当成型杆处于第一位置时，所述线激光在所述第一表面沿第一方向形成投影区域，所述激光传感器接受来自所述投影区域的反射激光，产生第一表面的轮廓信号；处理器，所述处理器接受所述轮廓信号并获取预定位置信号，根据所述轮廓信号和预定位置信号，产生机器状态信号。

在一些实施例中，所述投影区域沿第一方向的长度小于所述第一表面沿第一方向的长度。

在一些实施例中，在第一表面所在的平面内，所述线激光沿第一方向上的长度大于所述投影区域沿第一方向的长度。

在一些实施例中，当成型轴位于第一位置时，所述激光传感器沿激光发射方向到第一表面的距离为75mm-125mm。

在一些实施例中，在第一表面所在的平面内，所述线激光在第一方向上的长度为20-40mm。

在一些实施例中，所述线激光平行于旋转平面。

在一些实施例中，所述处理器进一步执行以下步骤：获取目标物体的预定位置信息；获取目标物体某一时刻下的轮廓信息；根据预定位置信息和轮廓信息，确定目标物体是否处于预定位置。

本申请进一步提供了一种目标物体位置监控的方法，其中包括：获取目标物体的预定位置信息；获取目标物体某一时刻下的轮廓信息；根据预定位置信息和轮廓信息，确定目标物体是否处于预定位置；其中，获取目标物体某一时刻下的轮廓信息进一步包括，使用激光传感器向目标物体的第一表面发射线激光，当目标物体处于第一位置时，所述线激光在所述第一表面沿第一方向形成投影区域，所述激光传感器接受来自所述投影区域的反射激光，产生第一表面的轮廓信息。

在一些实施例中，投影区域沿第一方向的长度小于所述第一表面沿第一方向的长度。

在一些实施例中，在第一表面所在的平面内，所述线激光沿第一方向上的长度大于所述投影区域沿第一方向的长度。

采用本申请的技术方案，产生的有益效果如下：

使用线性激光传感器在较低的成本下在线监控成型杆位置。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本说明书一些实施例所示的灌装系统应用场景示意图；

图2示出了图1所示的灌装设备的示意图；

图3示出了图1所示的传感器示意图；

图4至图8示出了图3所示的位置传感器的应用示意图；

图9示出了图3所示的位置传感器的应用示意图；

图10示出本说明书披露的利用激光轮廓扫描仪确定目标物体是否处于预定位置方法的流程图；

图11示出了图3所示的温度和流量传感器的应用示意图；

图12示出了图3所示电能传感器的应用示意图。

实施方式

下面，参照附图详细描述根据本公开的实施例的灌装系统组件定位的设备和方法。为使本实用公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对结合附图提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非上下文另有定义，否则单数形式包括复数形式。在整个说明书中，术语“包括”、“具有”、等在本文中用于指定所述特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合。

另外，即使使用诸如“第一”、“第二”等序数的术语用于描述各种部件，但这些部件并不受这些术语的限制，并且这些术语仅用于区分一个元件与其他元件。

图1是根据本说明书一些实施例所示的灌装系统应用场景示意图。

如图1所示，灌装系统100可以包括灌装设备101、网络102、用户终端103、处理设备104以及存储设备105。

灌装设备101用于生产无菌灌装包装产品106。典型的示例是用于可倾倒食品（例如牛奶，饮料，汤，番茄酱等）的包装，其通过密封片状包装材料制成。包装材料具有多层结构，该多层结构包括纸盒和/或纸制基层，该基层两面覆盖有热密封塑料材料(例如聚乙烯)层。在用于长储存产品的无菌包装的情况下，包装材料还包括阻氧层(例如铝箔, PVA,EVOH等)。灌装设备101可以进一步包括传感器200，用来探测灌装设备101的各个组件的运行参数 (例如温度、气压、流量、速度、设备振动频率等)。

用户终端103可以包括移动设备、平板电脑、笔记本电脑、在线控制终端等或其任意组合。例如，用户终端103可以为设置于灌装设备101的操作面板，包括显示器和输入键盘（例如机械式键盘或者设置于显示器屏幕上的触控式键盘），用户可以在灌装设备101所在现场通过用户终端103操作灌装设备101。在一些实施例中，用户终端103可以通过网络与灌装系统100中的其他组件交互。例如，用户终端103可以为远程设置的移动设备、平板电脑或笔记本电脑，用户可以远程地通过用户终端103控制灌装设备101。用户可以通过用户终端103向灌装设备101发送一种或多种控制灌装设备101的运行参数，例如温度、气压、流量、速度、设备振动频率等。又例如，终端103还可以接收处理设备104的处理结果，在一些实施例中，用户终端103可以是处理设备104的一部分。

处理设备104可以处理从灌装设备101、用户终端103和/或存储设备105获得的数据和/或信息。例如，处理设备104可以对获得的灌装设备101运行参数 (例如温度、气压、流量、速度、设备振动频率等)进行处理以确定灌装设备101的状态。在一些实施例中，处理设备104可以是安装在灌装设备101的可编程逻辑控制器（PLC, Programmable LogicController）。在另一些实施例中，处理设备104可以为用户终端103的处理器（CentralProcessing Unit，CPU）。在一些实施例中，处理设备104可以包括单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的，也可以是分布式的。在一些实施例中，处理设备104可以是本地的或远程的。例如，处理设备104可以通过网络102从灌装设备101、终端103和/或存储设备105访问信息和/或数据。又例如，处理设备104可以直接连接灌装设备101、用户终端103和/或存储设备105以访问信息和/或数据。

存储设备105可以存储运行参数（例如灌装设备101的温度、气压、流量、速度、设备振动频率等）、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备105可以存储从灌装设备101、终端103和/或处理设备104处获得的数据，例如，存储设备105可以存储从灌装设备101获得的灌装设备101运行参数。在一些实施例中，存储设备105可以存储处理设备104执行或使用的数据和/或指令。例如，存储设备105可以存储灌装设备101运行参数。又例如，存储设备105还可以存储优化计算得到的存储灌装设备101运行参数。

网络102可以包括能够使灌装系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，灌装系统100的一个或多个组件(例如，灌装设备101、用户终端103、处理设备104、存储设备105等)可以通过网络102与灌装系统100的一个或多个组件之间交换信息和/或数据。网络102可以为有线连接，也可以为无线连接。

图2示出了说明书一些实施例所示的灌装设备的示意图。

灌装设备101具有一列平行的加工线，例如四或六条加工线，但在图2中仅示出了其中一条加工线。每条加工线分配有包装裁切件形式的包装坯料5的堆叠4，包装坯料的纵向边缘彼此密封并因此形成以折叠在一起预保持的包装套筒。包装坯料5通过输送装置6展开。

用于成型包装2的成型装置3具有成型设备7，成型轴7包括成型杆8。成型轴7周期性、且逐步地逆时针旋转(Y-Z方向所在平面内旋转)，旋转到指定位置后，停留一段时间，再旋转至下一个指定位置。例如，成型轴7转动从而带动成型杆8至成型轴位置I，对应的成型杆8位于接纳站9中，并且包装坯料5被推到成型杆8上。然后，成型轴7在下一个成型轴位置II中进一步旋转到第一成型站10中，其中，包装坯料5从成型杆8突出的端部区域通过加热单元11被热空气加热。在下一成型轴位置III中，包装坯料5的加热的端部区域在第二成型站12中通过压力机13被预折叠，并且在随后的成型轴位置IV或在随后的成型站14中在折叠位置中通过未详细绘出的密封装置紧密地密封为底部。以此方式，获得了单侧封闭的包装2，该包装在随后的成型轴位置V中在转移站15中从成型杆8上移出并转移到循环运输装置14的格子16中，该循环运输装置在所示的并且由此优选的装置1中圆形地引导。在下一个成型轴位置VI中，没有分配给成型杆9的成型站。

包装2以开口端向上的方式在相应的格子16中运输通过无菌室18，该无菌室在所示的并且在这方面优选的填充机1中侧面并且向下封闭，该无菌室包括灭菌区19和填充和密封区20，包装件2在X-Z方向上从左向右运输通过这些区域。

无菌空气通过相应的无菌空气连接处21供应到无菌室18。包装2在第一加工站22中通过预热装置依次通过吹入热的无菌空气而被预热。然后将包装2在另一加工站23中通过灭菌剂，优选使用过氧化氢灭菌，随后在第三加工站24中通过由干燥装置施加无菌空气来干燥包装物2，并且在从灭菌区19到填充和密封区20的过渡区之后在填充出口25下方的填充位置中进入填充站26。在那里，包装2依次以食品填充。然后，通过折叠包装2的上部区域并密封以形成包装件，在最后的加工站28中用封闭装置27封闭已填充的包装2。然后从运输装置17的格子16中取出封闭的包装2。现在空的格子16与运输装置17一起沿成型轴7的方向移动，以便在那里容纳另外的包装2。

在当前情况下，总是有四个包装坯料5在接纳站9中依次被成型轴7的成型杆8接收，该成型轴以恒定的周期继续旋转。在四个包装坯料5被接收之后，成型轴7的成型杆8经过接纳站9，但是没有接收包装坯料5。因此，在转移站15中，也将四个单侧打开的包装2依次接收在运输装置17的格子16上。因此，如果没有包装2的成型杆8经过转移站15，则没有包装2被转移到格子16。然而，此外，也没有格子16通过输送装置17进一步运输到无菌室18中。仅当下一个包装2在转移站15中被转移到格子16时才发生这种情况。由此，总是将四个包装2的组由接纳站15依次运输到无菌室18中。

图3示出了说明书一些实施例所示的传感器的示例性模块图。

传感器200被设置为探测灌装设备101的运行参数，并发送给处理设备104进行处理。传感器运行参数可以包括但不限于位置、流量、压力、速度、温度等。如图3所示，传感器200可以包括位置传感器201、流量传感器202、振动传感器203、温度传感器204和电能传感器205的一种或几种的组合。根据不同监测的需要，不同的传感器可以安装在灌装设备101的不同位置。

位置传感器201可以被设置为探测灌装设备101组件和位置相关的运行状态参数。由于灌装设备101的多数工序需要将目标运输到指定工位停留一段时间进行加工操作后再进入下一个工位，因此在灌装设备101中需要准确的定位确保包装2在每一个工位被正确的加工。例如在成型装置3，如果成型轴7旋转位置不精确，或者成型杆8在安装或使用的过程中产生了偏移，会导致成型杆8无法准确到达成型轴位置，从而使包装坯料5无法被准确加工（例如，无法准确被压力机13预折叠，或者无法在成型站14中被紧密地密封，等等），最终使得包装2产生瑕疵，造成生产质量风险事件（例如，漏包，无法封合等）。位置传感器201可以通过探测和位置相关的运行参数，及时发现可能的生产质量风险事件，准确定位生产质量风险事件产生的原因，而不必等到生产质量风险事件产生后再停机检修。

位置传感器201包括但不限于电容式位移传感器、涡流传感器、超声波换能器、光栅传感器、霍尔效应传感器、感性非接触式位置传感器、激光位置传感器、激光多普勒测振仪、线性可变差动变压器、多轴位移传感器、光电二极管阵列、压电换能器、电位器、接近传感器中的一种或几种的组合。

根据本申请的一个实施例，位置传感器201为激光传感器或激光扫描仪，光源为线性激光，可以被设置为探测成型杆8的位置、格子16的位置。

流量传感器202可以被设置为探测灌装设备101和流量相关的运行状态参数，例如气体流量和液体流量等。如图1所示，灌装设备101的无菌室18需要无菌空气连接处21提供的无菌空气流，流量传感器202可以被设置为监测来自无菌空气连接处21的空气流量。再例如，灌装设备101需要工作站23的灭菌剂，灭菌剂为压缩空气和双氧水的混合物，流量传感器202可以被设置为监测压缩空气和双氧水的流量。

振动传感器203可以被设置为探测灌装设备101组件的和振动相关的运行状态参数，例如振动频等。如图2所示，成型轴7在运行状态中需要持续的定时旋转到指定位置。在一些实施例中，成型轴7由伺服电机带动转动从而实现准确的旋转定位。振动传感器203可以探测成型轴7在旋转过程中，或者旋转启动过程，或者旋转停止过程中产生的振动。传感器200将振动信号发送至处理设备104，处理设备104根据振动的频率是否在预设范围内判断设备是否发生故障或者需要在下次维修时检查，从而确定成型轴7的状态，以方便制定维护计划。又例如，如图2所示，灌装机多处需要压缩空气，在一些实施例中，压缩空气由风机提供，风机的设备状态可以通过振动传感器203测定风机的振动情况来确定。

温度传感器204可以被设置为探测灌装设备101组件的和温度相关的运行状态参数，例如加热器温度等。如图2所示，灌装机多处需要热空气，在一些实施例中，温度传感器204可以测定热空气温度来确定加热器的加热功率。

电能传感器205可以被设置为探测灌装设备101组件的和电能相关的运行状态参数，例如系统电能消耗，电流，电压等。

图4至图8示出了说明书一些实施例所示的位置传感器的应用示意图。其中Z方向为纸盒2和格子16的前进方向，成型杆8绕成型轴7在Y方向和Z方向形成的平面内旋转。301为激光传感器，并且发射线激光302。激光传感器301包含多个激光光源，这些激光光源发射多条位于大致处于同一平面内（例如Z-Y平面内）的激光，这些多条激光构成线激光302。线性激光可以理解为多个激光光源呈线性排列所产生的多个处于同一平面内的激光。

线激光302延激光发射方向在成型杆8朝向激光传感器301的表面801上的投影区域303在Y-X方向上大致为线形，如图4所示，线激光302在成型杆8上的投影长度为L。激光传感器301距离成型杆8的距离为H。激光传感器301接收来自表面801上的激光反射来确定成型杆8的位置。例如根据激光反射时间来确定成型杆8和激光传感器301的相对位置，由于激光传感器301位置相对于成型轴7固定，因此可得知成型杆8的位置。

如图2所示，在灌装设备101工作时，成型轴7转动带动成型杆8到预定位置P1停留一段时间进行加工，P1可以为图2所示的位置I 、II、III或IV。套在成型杆8上的包装坯料5在预定位置P1进行指定加工。在有些情况下，例如伺服电机出现故障，成型轴7长期使用的磨损，或成型杆8的安装误差等原因，成型杆8可能被转动至偏离预定位置P1的误差位置（例如图4至图7所示的P2、P3或P4）停留一段时间进行加工。预定位置P1和误差位置有偏差。如果包装坯料5在误差位置上被加工，可能导致质量风险事件。

在一种实施例中，如图4所示，处理设备104可以根据投影区域303所反射的激光生成某一时刻或某一时间段内成型杆8的轮廓图形306。轮廓图型306反映了投影区域303范围内的表面801的表面轮廓形状和姿态，从而代表了当前时刻或者时间段内成型杆8的位置。

轮廓图形306可以包括预设范围305和实际轮廓304。

预设范围305代表了成型杆8处于预定位置P1时投影区域303应当的位置范围和尺寸。在一些实施例中，预设范围可以以图像的形式显示在轮廓图形306中。在一些实施例中，预设范围可以不显示在轮廓图形306中，处理设备104可以以代表位置和长度的数据表示。

实际轮廓304代表了当前时刻或者时间段内投影区域303的位置和尺寸（例如长度）。通过比较预设范围305和实际轮廓304的差异，可以用来确定成型杆8的位置和姿态。

如图5所示，成型杆8可能转动至误差位置P2被加工。误差位置P2的特点在于误差位置P2和预定位置P1在Y方向和/或Z方向上有分量，在X方向没有分量，即成型杆8仍然在Y-Z平面内旋转，但是没有旋转到预定位置P1。成型杆8在误差位置P2时，处理设备104所生成的轮廓图形306中，误差位置P2对应的实际轮廓401与预定位置P1对应的轮廓307相比，整体上会更接近或更远离激光传感器301。因此，在误差位置P2下，实际轮廓401会整体超过预设范围305的范围。

如图6所示，成型杆8可能转动至误差位置P3被加工。误差位置P3的特点在于误差位置P2和预定位置P1在Y方向和/或X方向上有分量，在Z方向没有分量，也就是说成型杆8因为在X方向上的偏斜，没有在Y-Z平面内旋转。成型杆8在误差位置P2时，处理设备104所生成的轮廓图形306中，误差位置P2对应的轮廓402与预定位置P1对应的轮廓307相比，会比轮廓304在长度上要短。虽然位置上仍处于预设范围305内，但是轮廓长度发生了变化，因判定成型杆8处于误差位置。需要注意的是，在误差位置P3时，轮廓402和轮廓307理论来说是大致重叠，长度有所不同，图中为了示意的方便，两条轮廓线被稍微分开。

如图7所示，成型杆8可能转动至误差位置P4被加工。误差位置P4的特点在于误差位置P4和预定位置P1在X方向和/或Z方向上有分量，在Y方向没有分量，也就是说成型杆8在X-Z所在的平面与预定位置相比发生了旋转。成型杆8在误差位置P4时，处理设备104所生成的轮廓图形306中，误差位置P2对应的轮廓403与预定位置P1对应的轮廓307相比，会和轮廓304相互不平行。

在实际过程中，由于成型杆8的表面可能会有其他机械结构，或者由于机械加工的问题，轮廓图形可能是直线，也可能是规则或不规则的非直线图形。误差位置可能为误差位置P2、P3或P4的任意一种或几种的组合，例如误差位置在X、Y或Z方向与预定位置相比的误差都有分量。

激光传感器301产生的投影区域303可以在X方向横穿成型杆8。在这种情况下所产生的轮廓线可以完整体现横穿成型杆8整体位置。一种方法可以调整激光传感器301相对于成型杆的距离，H越大投影区域303越长。但是距离的增大会降低激光传感器301的扫描精度。另一种方法可以增加线激光302在X方向上的宽度，但是激光传感器的成本会提高。以图6为例，一种实施方法（未在图中示出）为投影区域303在X-Z方向上完全覆盖成型杆8并在两侧超过一定的长度，这样所形成的轮廓相比与307会有位置区别（例如在306中会在左右方向上超出预设范围），而不是通过长度区别，但是由于线激光的宽度增加，增加了成本。

综合以上因素，根据本发明另一个实施例，如图8和图6所示。与图3相比，线激光302没有被成型杆8完全遮挡。具体来说，成型杆8与激光传感器301在Z方向上的距离为第一距离H1，在第一距离H1处线激光302在成型杆8 的表面形成投影区域303。投影区域303的在X方向上的长度为L1。同时，由于线激光302没有被成型杆8完全遮挡，在第一距离H1处线激光302在X-Y平面内形成未遮挡区域341，同时成型杆8在线激光302平面内存在未照射区域342，未遮挡区域和未照射区域本质上在一条直线上。通过未遮挡区域341的激光没有经过成型杆8的反射，因此此处不会产生任何轮廓信息。当成型杆8在X方向上的位置产生偏移时，会使投影区域303的长度增大或者缩小。本实施例的好处为在保证扫描精度的基础上，不需要很宽的线激光光源即可实现对成型杆8的定位，从而降低了成本。同时，线激光302的方向应平行于成型杆8的旋转平面（例如在Y-Z平面内），这样方便定位。

在一个实施例中，处理设备104可以获取激光传感器301的位置信息，判断成型杆8是否处于预定位置内，当处于误差位置时，处理设备104可以调节成型轴7的伺服电机，使成型杆8处于预定位置。

图9示出了说明书一些实施例所示的位置传感器的应用示意图。

根据图1的描述，包装坯料5在成型杆8被加工成包装2的形式后被放置在格子16后依次经过多个工位进行加工。

因此需要对每一个格子16的位置进行监控，以防止由于位置误差导致的加工问题。激光传感器延X方向向格子16发射线性激光902，判断格子16的当前位置D2是否与预设位置D1一致。具体工作原理如图3至图8及其相关说明所示，在此不再赘述。

根据图4至图9所描述描述的激光传感器301的应用，本披露进一步包括一种利用激光传感器确定目标物体是否处于预定位置的方法。目标物体可以是如前所述的成型杆8，或者格子16，也可以是灌装设备101上的其他组件。

在步骤1001，处理设备104可以获取目标物体的预定位置信息。预定位置信息可以为相对位置（例如相对于激光传感器的位置）或者绝对位置的坐标或距离或信号反射时间的数据集合。预定位置信息还可以包括预定位置范围。当目标物体不在预定位置范围内，即被认定为处于误差位置。预定位置信息可以为一个位置位置范围S0。

预定位置信息进一步包括轮廓长度。图3至图9的描述，轮廓的长度跟位置也相关，根据轮廓的长度可以判定目标物体是否出现位置偏差。预定位置信息可以由用户在用户终端103人工设置，也可以由处理设备104根据激光传感器301在某一时刻获得的目标物体的轮廓信息生成。

在步骤1002，处理设备104可以获取某一时刻下目标物体的轮廓信息。激光传感器301可以生成目标物体的轮廓信息并发送至处理设备104。具体的生成过程和生成原理可以参考图4至图9的相关描述。由于线激光302是由多条处于同一平面的多条激光组成。轮廓信息可以理解为根据多个激光发射生成的多个点位置的集合S1，其中S1={L1,L2, L3,……Ln}，Ln为每一个点的一个位置信息多种不同的位置信息。

在步骤1003，处理设备104可以根据预定位置信息和轮廓信息，确定目标物体是否处于预定位置。处理设备104可以比较轮廓信息和预定位置信息的差异确定目标物体是有位置误差。当预定位置信息为预定位置范围时，处理设备104可以确定集合S1的每一个点是否都处在预定位置范围内，当有一个点超出范围时，确定目标物体不处于预定位置。进一步的，处理设备104可以根据集合S1确定L1到Ln的平均值。当平均值与预设范围S0不一致时，处理器可以确定目标物体不处于预定位置。

综上所述，本申请披露了一种用于灌装设备组件及其位置监控的系统，包括，成型轴7，成型轴7周期性旋转，旋转平面Y-Z平面与第一方向X垂直；具有第一表面（例如801）的成型杆8，成型杆8安装在成型轴7上，成型杆8由成型轴7的带动周期性地从第二位置（例如位置I）旋转至第一位置（例如位置II）；激光传感器301，激光传感器301的位置相对于成型轴7固定，激光传感器301向成型杆的第一表面（例如801）发射线激光302，当成型杆处于第一位置时，线激光在所述第一表面沿第一方向形成投影区域303，激光传感器接受来自所述投影区域的反射激光，产生第一表面的轮廓信号（例如304）；处理器（例如处理设备104），接受所述轮廓信号并获取预定位置信号（例如305），根据轮廓信号和预定位置信号，产生机器状态信号（例如成型轴是否处于预定位置）。

进一步的，投影区域沿第一方向X的长度小于所述第一表面（例如801）沿第一方向X的长度。然后，在第一表面所在的平面（例如X-Y）内，线激光302沿第一方向X上的长度大于所述投影区域303沿第一方向X的长度。

在一些实施例中，当成型轴位于第一位置时，激光传感器沿激光发射方向到第一表面的距离H为75mm-125mm。

在一些实施例中，线激光在第一方向X的长度（即图8中303和341的长度，或）为20-40mm。

图11示出了说明书一些实施例所示的温度传感器和流量的应用示意图。图11所述的设备结合图2用来进行无菌区18工段的加工。无菌工段18主要包含空气通路和双氧水通路。其中空气通路至少在21，23，24和28供应压缩空气。双氧水通路向23端供应双氧水。

压缩空气通过压缩空气总口1101进入系统。流量传感器1102用来监控压缩空气总口1101的总空气流量。

来自1101的压缩空气一部分进入无菌空气连接处21，用来对整个无菌区18提供流动的无菌空气，进入气路21的无菌空气可以被过滤用来出去空气中的微生物。流量传感器1103用来测量进入气路21的空气流量。

来自1101的压缩空气一部分经过加热器1105的加热进入加工站24和加工站28。流量传感器1104和1107用来测量进入气路24和28的空气流量。温度传感器1106和1123用来监控被加热空气的温度。加热器1105用来将空气加热至指定温度。

双氧水罐1108向23供应双氧水。流量传感器1120用来测量双氧水的流量，并通过流量控制器1109控制双氧水的流量。来自1101的压缩空气一部分进入工作站23，并于双氧水混合。双氧水和空气的混合物经过加热器1121气化，提供用来杀菌的双氧水蒸汽。温度传感器1122用来监控双氧水蒸汽的温度。

处理设备104可以获取来自流量传感器1102、流量传感器1103、温度传感器1106，判断是否处于预设范围内。当流量处于异常范围时，处理设备104可以控制流量阀改变流量。当温度处于异常范围时，处理设备104可以控制加热器改变加热温度。同时，处理设备104可以通过机器学习等方式，以图11和图2所示的传感器采集的数据为样本，训练模型，获得最适合灌装系统100的运行参数。

图12示出了说明书一些实施例所示的电能传感器的应用示意图。其中总电源1201向整个灌装设备101供电。电能传感器1202可以监控总电源的1201的电压、电源以及灌装设备101的用电量。进一步的，电能传感器1202可以为互感式电能表，套在连接总电源1201和灌装设备101的电缆上。电能传感器1202可以持续监控的电压、电源和用电量等参数。当这些参数超过阈值时，处理设备104可以生成提示信息发送给用户终端103。电能传感器1202可以为耦合式感应电表，缠绕在电缆外部。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种用于灌装设备组件位置监控的系统，包括:

成型轴，所述成型轴周期性旋转，旋转平面与第一方向垂直；

具有第一表面的成型杆，所述成型杆安装在成型轴上，所述成型杆由成型轴的带动周期性地从第二位置旋转至第一位置；

激光传感器，所述激光传感器的位置相对于成型轴固定，所述激光传感器向成型杆的第一表面发射线激光，当成型杆处于第一位置时，所述线激光在所述第一表面沿第一方向形成投影区域，所述激光传感器接受来自所述投影区域的反射激光，产生第一表面的轮廓信号；

处理器，所述处理器接受所述轮廓信号并获取预定位置信号，根据所述轮廓信号和预定位置信号，产生机器状态信号，

其中，所述投影区域沿第一方向的长度小于所述第一表面沿第一方向的长度，

在第一表面所在的平面内，所述线激光沿第一方向上的长度大于所述投影区域沿第一方向的长度，

其中，所述处理器进一步执行以下步骤：

获取目标物体的预定位置信息；

获取目标物体某一时刻下的轮廓信息；

根据预定位置信息和轮廓信息，确定目标物体是否处于预定位置。

2.根据权利要求1所述的用于灌装设备组件位置监控的系统，其中，当成型轴位于第一位置时，所述激光传感器沿激光发射方向到第一表面的距离为75mm-125mm。

3.根据权利要求1所述的用于灌装设备组件位置监控的系统，其中：

在第一表面所在的平面内，所述线激光在第一方向上的长度为20-40mm。

4.根据权利要求1所述的用于灌装设备组件位置监控的系统，其中：

所述线激光平行于旋转平面。

5.一种目标物体位置监控的方法，所述目标物体为具有第一表面的成型杆，所述成型杆安装在成型轴上，所述成型杆由成型轴的带动周期性地从第二位置旋转至第一位置，所述成型轴周期性旋转，旋转平面与第一方向垂直，其中所述方法包括：

获取目标物体的预定位置信息；

获取目标物体某一时刻下的轮廓信息；

根据预定位置信息和轮廓信息，确定目标物体是否处于预定位置；其中，获取目标物体某一时刻下的轮廓信息进一步包括，

使用激光传感器向目标物体的第一表面发射线激光，当目标物体处于第一位置时，所述线激光在所述第一表面沿第一方向形成投影区域，所述激光传感器接受来自所述投影区域的反射激光，产生第一表面的轮廓信息，其中

所述投影区域沿第一方向的长度小于所述第一表面沿第一方向的长度，在第一表面所在的平面内，所述线激光沿第一方向上的长度大于所述投影区域沿第一方向的长度。

Images