一种适用于酒类灌装生产线的检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及啤酒生产技术领域，具体涉及一种酒类生产线的检测系统。一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，采用设置于灌装流水线上的检测装置对灌装后的啤酒瓶瓶体进行检测后剔除装料不足后液位不达标的不良产品，检测装置包括用于瓶内检测液位的液位检测装置、用于检测瓶盖气密性的密封检测装置、用于对瓶身、瓶颈、瓶身与瓶底连接处和瓶底进行检测的瓶体检测装置。由于采用上述技术方案，本发明相比较传统酒类灌装生产流水线的检测方式提高了检测精度，避免了人工检测工序中存在的误检，提升了检测质量，有效压缩检测间隔时间，提高了生产线的工作效率。
【专利说明】
一种适用于酒类灌装生产线的检测系统
技术领域
[0001]本发明涉及啤酒生产技术领域，具体涉及一种酒类生产线的检测系统。
【背景技术】
[0002]啤酒是是时下最受欢迎的酒类饮品之一，具有庞大的消耗基础，因此为了满足市场需求，啤酒生产线的效率必须达到很高。
[0003]国内传统的质检设备、方法和生产线的落后等原因，导致生产线的效率较低，无法满足市场需求。为了节省制造成本并控制环境问题，酒瓶常常被回收后再次使用，在重新灌装啤酒前，酒瓶会经过清洗和消毒，但是清洗和消毒的过程并不能确保完全将烟头或滋生并附着于瓶体内壁的霉斑清除干净，这样的瓶体在灌装后，烟头会漂浮于液面，而霉斑会随着啤酒液体的浸润而脱落并沉积于瓶底，这样的产品流入市场会影响人体健康，需要从生产线上剔除；灌装作业完成后，还会发生灌液不达标的情况，即瓶内的液位低于标准灌装的高度，这类产品也属于次品而需要从生产线上剔除；灌装作业完成后对于瓶体进行的封盖作业由于瓶盖质量、瓶口破损或者封盖设备问题而导致瓶体气密性不达标，这类产品进行仓储和运输过程中会使瓶内液体变质而无法使用，因此气密性不达标的产品也需要从生产线上剔除。
[0004]国内对于酒类灌装生产线上包括瓶内液位、液面漂浮物、瓶底沉淀物和瓶盖气密性的检测方法一般采用人工检查，以目测为主，这样的检测方式相对自动化灌装的生产线而言是落后和低效的。这一现状制约了生产线的效率。人工检测存在漏检、误检等情况，随着检测人员的疲劳程度增加，错误率也会随之升高。而且，人工检测的效率较低，远无法跟上啤酒自动灌装设备的额定能力，从而导致整个生产线的效率得不到提升。次品流入市场，会影响消费者的健康，从而对企业造成巨大的信誉损失和经济损失。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，解决以上技术问题。
[0006]本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0007]一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，采用设置于灌装流水线上的检测装置对灌装后的啤酒瓶瓶体进行检测后剔除不良产品，其特征在于，检测装置包括一用于对瓶颈部位、瓶身部位、瓶身与瓶底连接部位和瓶底部位进行检测的瓶体检测装置，所述瓶体检测装置包括瓶体检测相机、瓶身旋转装置，其中，瓶身旋转装置为一通过夹持瓶体后使其在被移载过程中绕着自身对称中心线旋转一定角度的输送装置，其前端连接前道流水线输送机，其后端连接后道流水线输送机；
[0008]瓶体检测相机包括用于对瓶身部位检测的第一瓶体检测相机、用于对瓶颈部位检测的第二瓶体检测相机、用于对瓶身和瓶底连接处检测的第三瓶体检测相机和对瓶底部位检测的第四瓶体检测相机，其中，第一瓶体检测相机通过对瓶身部位采样分析来判断是否有霉斑，第二瓶体检测相机通过对瓶颈部位采样分析来判断瓶颈部位是否有霉斑或者瓶内液位面处是否有漂浮物，第三瓶体检测相机通过对瓶身与瓶底连接处采样分析来判断该部位是否存在霉斑，第四瓶体检测相机通过对瓶底采样分析来判断是否有霉斑和沉淀物；
[0009]与瓶身旋转装置连接的前、后道流水线输送机上分别设有一第一检测工位和第二检测工位，两个检测工位的任一侧均设有一第一瓶体检测相机和一第二瓶体检测相机，且第二瓶体检测相机的设置位置高于第一瓶体检测相机；
[0010]瓶身旋转装置包括位于瓶体两侧且同向输送的两个输送面，两个输送面将来自流水线输送机的瓶体夹持后进行移载，两个输送面的输送速度不同，从而在输送面与瓶体接触点形成切向的速度差，使夹持并移载中的瓶体因速度差而产生转动，通过对两个输送面的速度分别调整后获得特定的速度差，使得在输送面的移载长度范围内实现让瓶体旋转特定角度的效果，由于瓶体在流水线输送过程中，是以积放的形式堆积在一起移载的，因此相邻瓶体接触的部位难以进行采样后判断瓶体状况，通过使瓶体在移载中旋转一定角度的方式将瓶体遮蔽的部分露出，配合位于与瓶身旋转装置连接的前后道流水线输送机上的检测工位，实现了对瓶体周身360度范围的采样和检查，消除了检查盲区；
[0011]瓶身旋转装置的任一输送面均由位于同侧且水平设置的上下两根夹持皮带组成，两根夹持皮带相互平行，任一夹持皮带的宽度为25mm?35mm，优选30mm，两根夹持皮带的上下间距为30mm?60mm，优选50mm，下层的夹持皮带距离瓶底20mm?50mm，优选距离30mm ；
[0012]瓶身旋转装置的输送段中设有用于对瓶身与瓶底连接处进行检查的第三检测工位和用于对瓶底检测的第四检测工位，两个检测工位间隔一定距离，第三瓶体检测相机包括两台分别位于第三检测工位两侧的相机，以便对瓶底与瓶身的连接处进行360度范围内的检测，第四瓶体检测相机设置于第四检测工位的一侧。
[0013]本发明在作业过程中，瓶体先被输送至位于与瓶身旋转装置连接的前道流水线输送机的第一检测工位上进行第一次瓶身检测和第一次瓶颈检测，然后瓶体继续移载并进入瓶身旋转装置的输送段中，被瓶身旋转装置的两个输送面夹持着进行以自身对称中心线为旋转轴的旋转式移载，过程中行经第三检测工位时，由两台第三瓶体检测相机采样后对瓶身与瓶底连接处进行全面检测，继续移载至第四检测工位处，由第四瓶体检测相机对瓶底检测，最后在持续一定水平移载距离后，瓶体被转过一定度角后被输送到与瓶身旋转装置连接的后道流水线输送机上的第二检测工位处进行第二次瓶身检测和第二次瓶颈检测，以便在消除了检测盲区的情况下对瓶身和瓶颈进行全面的检查。
[0014]本发明通过调整瓶身旋转装置的两个输送带的输送速度，使得其速度差满足使瓶体在两个瓶身检测工位之间的移送距离内转过任一角度，配合瓶身检测的要求，可以使瓶体在两个瓶身检测工位之间的输送距离内转过90度或者270度，以便确保相机可以采集到瓶身周身360度范围内的样本。
[0015]本发明通过设置位于瓶身旋转装置内的检测工位、与瓶身旋转装置连接的前后道输送机上的检测工位，可以快速高效地完成酒类生产线上积放式输送的瓶体的瓶身、瓶颈、瓶身与瓶底连接处的周身360度范围内的全局检测，且不会由于前后瓶体紧靠在一起而造成检测盲区使得检查结果出现疏漏。
[0016]所述瓶身旋转装置的输送速度最高1.5m/s，本发明中，为了确保瓶身转过90度，可根据流水线输送机的移载速度来调整瓶身旋转装置的输送带的速度，并始终保持瓶体周长四分之一或四分之三的路程差。
[0017]任一瓶体检测相机和与其对应的检测工位之间均设有反光组合镜，用于形成光路后使相机能够采样到瓶身周身大于180度范围的区域，配合瓶身旋转装置将瓶体旋转一定角度后，可以避免对瓶体积放移送过程中由于瓶体相互紧贴而造成的检测盲区的漏检，对应任一检测工位均设有补光灯来增加背景光强度，以便提高成像质量，对瓶身和瓶颈处检测的检测工位，其补光灯设置于相机的对侧，对瓶身与瓶底连接处进行检测的补光灯设置于两条夹持皮带之间，任一检测工位的补光灯配合的设有一背光板；
[0018]任一检测相机的镜头始终朝下，防止灰尘落入镜头导致成像质量下降，相机镜头与反光组合镜之间设有一折返镜，用于将反光组合镜的出射光引导至相机镜头；
[0019]反光组合镜、瓶体上的被检测部位、折返镜三者中心位于同一直线，设定为瓶身检测线，任一反光组合镜均由两组以瓶身检测线为对称轴对称设置的反光镜组组成，任一反光镜组均由两块镜面相对放置的反光镜组成，其中靠近瓶身检测线的反光镜为内侧反光镜，与其相对的为外侧反光镜，外侧反光镜与瓶身检测线的夹角为20度?30度，外侧反光镜的靠近瓶体的一端到瓶身检测线的垂直距离为90mm?150mm，优选110mm。
[0020]本发明通过设置反光组合镜，配合补光灯实现了对瓶体周身180度以上范围内的采样和成像，且成像清晰，再配合瓶身旋转装置，即完成对瓶体周身360度范围内的检查，采样过程无检测盲区。
[0021]与第一瓶体检测相机对应的反光组合镜的镜面的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为260mm?350mm，与第三瓶体检测相机对应的反光组合镜的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为80mm?150mm，与第二瓶体检测相机对应的反光组合镜的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为120mm?200mm，与第四瓶体检测相机对应的反光组合镜的边长为 10mm ?150mm。
[0022]根据检测位置的不同，反光组合镜与检测相机的布局作相应调整，使反光组合镜的镜面始终与瓶身检测线垂直，以便其形成的光路导向相机镜头，相机镜头始终面朝下，瓶身检测线与水平面的夹角以及瓶体检测部位、反光组合镜、折返镜三者的高度位置分布情况根据检测部位的不同而呈现如下关系:
[0023]I)当进行瓶身检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为O度，即与水平面平行，则此时瓶体、反光组合镜和折返镜三者位于同一水平高度；
[0024]2)当进行瓶身与瓶底连接处的检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为40度，此时折返镜处于最下层，瓶体处于最上层；
[0025]3)当进行瓶颈检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为53度，此时折返镜处于最上层，瓶体处于最下层。
[0026]第一、第二检测工位对应的背光板优选采用长方形结构，上下为长度，左右为宽度，其长度为280mm?400mm，优选350mm，宽度为280mm?350mm，优选300mm，以便确保照亮整个瓶身；第三检测工位对应的背光板优选采用长方形结构，上下为长度，左右为宽度，其长度为80mm?150mm，优选100mm，宽度为280mm?300mm，优选300mm。
[0027]任一瓶体检测相机均为面阵相机，其感光单元采用CCD相机或者CMOS，分辨率为960像素X 1024像素?2048像素X 2048像素，优选分辨率为960像素X 2048像素，帧率为 50fps ?210fps，优选为 155fpSo
[0028]所述检测装置包括用于瓶内检测液位的液位检测装置，液位检测装置包括架设于灌装流水线输送机左侧的液位检测支架上的线阵相机，所述线阵相机通过升降组件设置于所述液位检测支架上，且通过通信电缆连接用于处理相机图像数据的上位机，相机镜头正对面的灌装流水线的输送机载物面上设有液位检测工位。通过设置液位检测装置和液位检测工位，对流水线上的瓶体进行瓶内液位检测，以便检查出装料不足的产品后便于剔除，防止其流入市场。
[0029]所述线阵相机的图像传感器采用CXD或者CMOS，分辨率为100像素?2048像素，优选分辨率为256像素?512像素，帧率为500FPS?2500FPS，优选帧率为1300FPS，曝光时间为20微秒?500微秒，优选曝光时间为55微秒。
[0030]所述线阵相机的镜头与液位检测工位相距200mm?1200mm，优选300mm。
[0031]本发明通过采用线阵相机对移动中的瓶体进行液位拍照采样，在确保测量精度的情况下能够有效缩短检测时间间隔，有助于提高整个流水线的作业效率。
[0032]所述液位检测工位的右侧设有一竖直放置的液位检测用背光板，其反光面面朝线阵相机镜头，液位检测用背光板的反光面与液位检测工位间距15mm?160mm，优选间距25mm。通过液位检测用背光板和线阵相机构建的背照式打光采样结构能够提高相机照片明暗的对比度，减少噪音，帮助相机更好对焦，提高了成像质量。
[0033]所述液位检测用背光板优选采用长方形结构，上下为长度，左右为宽度，其长度为200mm?350mm，优选300mm，宽度为10Omm?200mm，优选155mm，以便确保反光区域可以将整个瓶体覆盖。
[0034]所述液位检测工位上设有检测瓶体是否到达检测工位的接近开关，其信号输出端连接上位机，所述接近开关采用对射式光电开关、反射式接近开关或者行程开关。本发明工作时，瓶体到达检测工位后，接近开关传送到位信号给上位机，上位机由此判断瓶体到位，并启动相机进行拍照采样。
[0035]还包括一用于检测瓶盖气密性的密封检测装置，其中，密封检测装置包括架设于灌装流水线输送机左侧的密封检测支架上的激振信号收发装置，其信号输入输出端通过通信电缆连接所述上位机，所述激振信号收发装置通过信号发生部发出激振脉冲信号敲击瓶盖后使其产生特定声学特征，并以信号接收部接收该声学特征后传输给上位机进行分析处理，以此判断瓶盖端的密封性，所述信号发生部的信号出射面与所述信号接收部的接收面均面朝正下方设置于流水线输送机上的密封检测工位。
[0036]所述密封检测支架上设有一可在支架上作升降运动的夹持部，所述激振信号收发装置通过所述夹持部设置于所述密封检测支架上，以便调整信号发射和接收面与密封检测工位上瓶体的瓶盖之间的距离，以便对应各种高度规格的产品；所述信号发生部的信号出射面与瓶盖的距离为5mm?50mm，优选1mm ;所述信号接收部的信号接收面与瓶盖的距离为 2mm-30mm,优选 5mm。
[0037]所述信号接收部采用拾音器，拾音器为圆柱状结构，上端面为信号输出端，下端面为信号接收面，所述信号发生部为一电磁铁，电磁铁为圆筒状，拾音器设置于电磁铁圆筒状结构的中空内腔部位，电磁铁在通电与断电瞬间产生巨大的磁通变化，与瓶盖相互作用，使其产生声学震动，通过拾音器接收后传输给上位机来分析振动信号，以此判断瓶盖的密封性是否完好。
[0038]所述拾音器的输出信号线为单屏蔽镀银同轴电缆。拾音器信号输出线的直径为
1.8mm ?4.5mm,优选 2.5mm。
[0039]电磁铁的铁芯内径为7.5mm?9.0mm，壁厚3mm?9mm，优选6mm，以便确保电磁铁通断电时磁力变化足够快。
[0040]电磁铁的铁芯外壁采用纯铜线材绕制而成一具有一定厚度的线圈绕组，绕组线径为0.42mm?0.65mm,优选0.55mm ;线圈绕组内径20mm?30mm，优选25mm，外径35mm?55mm,优选50mm ;线圈高度35mm?55mm，优选45mm，且线圈高度小于铁芯高度。
[0041]所述绕组的通电持续时间为5ms?200ms，优选8ms。
[0042]本发明中，实验用的瓶盖为马口铁盖时，实测当电磁铁通电时间在10毫秒，占空比0.25时，不会导致磁铁发热，产生的吸力足够强，瓶盖发出的声音也足够响。
[0043]本发明通过设计电磁铁产生电磁脉冲配合拾音器来实现对瓶盖的声学检测，瓶盖受激后发出的声音与瓶内压强存在对应关系，封装合格的啤酒瓶瓶体的马口铁瓶盖受激发出的声音频率在7200Hz左右，一旦瓶体漏气，则声音频率将低于7200Hz，以此作为上位机判断基准。不同的声学特征可以辨识不同封装情况下各种瓶盖的状况，以此来判断瓶盖的密封性。
[0044]所述电磁铁通过一直流控制电路连接电源取电，所述直流控制电路控制脉冲电压的产生和消失，所述直流控制电路的输入端连接上位机，以便通过上位机控制直流控制电路的输出。
[0045]所述拾音器通过数据采集卡连接上位机。
[0046]所述数据采集卡优选采用NI4472或者NI4474数据采集卡。
[0047]所述灌装流水线的输送机设有一剔除口，用于将检测失败的瓶体输出，避免流入后续生产线和市场。
[0048]有益效果:由于采用上述技术方案，本发明相比较传统酒类灌装生产流水线的检测方式具有如下优点:
[0049]I)采用机器视觉拍照的方法对罐装啤酒进行检测，相比于人工目视法，具有成本低廉，检测速度快，结果稳定，效率搞的优点；
[0050]2)采用线阵相机采样后提高了采样精度，提升了检出率，有效压缩了液位检测间隔时间，提高了生产线的工作效率；
[0051]3)通过设计新型电磁铁配合高效数据采集卡，实现了对于灌装后的瓶体密封性的检测，高效稳定，检测速度高达180000瓶/小时，检测精度远高于人工作业，可以替代传统人工检测作业方式；
[0052]4)通过机器视觉拍照方式代替人工传统目视检测，采用面阵相机配合导光装置和补光装置实现了瓶底检测的自动化和高效化，避免了人工检测工序中存在的误检，提升了检测质量。
【附图说明】
[0053]图1为本发明的整体布局示意图；
[0054]图2为本发明的液位检测装置的俯视图；
[0055]图3为图2的主视图；
[0056]图4为本发明的密封检测装置的俯视图；
[0057]图5为图4的主视图；
[0058]图6为本发明的瓶体检测装置的俯视图；
[0059]图7为图6的一种局部示意图；
[0060]图8为图6的反光组合镜布局不意图。
【具体实施方式】
[0061]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
[0062]参照图1，一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，采用设置于灌装流水线上的检测装置对灌装后的啤酒瓶瓶体进行检测后剔除不良产品，检测装置包括用于检测瓶内液位的液位检测装置、用于检测瓶盖气密性的密封检测装置、用于检测瓶底沉积物的瓶底检测装置和用于对瓶身、瓶颈、瓶身和瓶底连接处、瓶底进行全面检测的瓶体检测装置。液位检测装置对应液位检测工位11，密封检测装置对应密封检测工位21，瓶底检测装置对应瓶底检测工位31，瓶体检测装置包括检测工位41、42、43和31，检测工位41和42对应于瓶身和瓶颈检测，检测工位43对应于瓶身与瓶底连接处检测，检测工位31对应于瓶底检测。灌装流水线的输送机设有剔除口 9，用于将检测失败的瓶体输出，避免流入后续生产线和市场。
[0063]参照图2、图3，液位检测装置包括架设于灌装流水线输送机左侧的液位检测支架102上的线阵相机101，线阵相机通过一升降组件设置于液位检测支架102上，且通过通信电缆连接用于处理相机图像数据的上位机，相机101的镜头正对面的灌装流水线的输送机载物面上设有液位检测工位11。相机101的镜头与液位检测工位11相距200mm?1200mm，优选300mm。液位检测工位11的右侧设有一竖直放置的背光板103，背光板103的反光面面朝线阵相机101的镜头，背光板103的反光面与液位检测工位11间距15mm?160mm，优选间距25mm。通过背光板103和线阵相机101构建的背照式打光采样结构能够提高相机照片明暗的对比度，减少噪音，帮助相机更好对焦，提高了成像质量。背光板103优选采用长方形结构，上下为长度，左右为宽度，其长度为200mm?350mm，优选300mm，宽度为10mm?200_，优选155_，以便确保反光区域可以将整个瓶体覆盖。液位检测工位11上设有检测瓶体是否到达检测工位的接近开关104，其信号输出端连接上位机，接近开关104采用对射式光电开关、反射式接近开关或者行程开关。本发明工作时，瓶体到达检测工位后，接近开关传送到位信号给上位机，上位机由此判断瓶体到位，并启动相机进行拍照采样。通过设置液位检测装置和液位检测工位，对流水线上的瓶体进行瓶内液位检测，以便检查出装料不足的产品后便于剔除，防止其流入市场。
[0064]线阵相机101的图像传感器采用CXD或者CMOS，分辨率为100像素?2048像素，优选分辨率为256像素?512像素，帧率为500FPS?2500FPS，优选帧率为1300FPS，曝光时间为20微秒?500微秒，优选曝光时间为55微秒。
[0065]参照图4、图5，密封检测装置包括架设于灌装流水线输送机左侧的密封检测支架201上的激振信号收发装置，激振信号收发装置通过设置在支架201上可作升降运动的夹持部固定，其信号输入输出端通过通信电缆连接上位机，激振信号收发装置的信号发生部的信号出射面与信号接收部的接收面均面朝正下方设置于流水线输送机上的密封检测工位21。信号发生部的信号出射面与瓶盖的距离为5mm?50mm，优选1mm ;信号接收部的信号接收面与瓶盖的距离为2mm-30mm，优选5mm。
[0066]激振信号收发装置的信号接收部采用拾音器202，拾音器202为圆柱状结构，上端面为信号输出端，下端面为信号接收面，信号发生部为一电磁铁203，电磁铁203为圆筒状，拾音器202设置于电磁铁203的圆筒状结构的中空内腔部位，电磁铁203在通电与断电瞬间产生巨大的磁通变化，与瓶盖相互作用，使其产生声学震动，通过拾音器202接收后传输给上位机来分析振动信号，以此判断瓶盖的密封性是否完好。拾音器202的输出信号线2021为单屏蔽镀银同轴电缆，直径为1.8mm?4.5mm，优选2.5mm。电磁铁203的铁芯内径为7.5mm?9.0mm，壁厚3mm?9mm，优选6mm，以便确保电磁铁通断电时磁力变化足够快。电磁铁203的铁芯外壁采用纯铜线材绕制而成一具有一定厚度的线圈绕组，绕组线径为
0.42mm?0.65mm,优选0.55mm ;线圈绕组内径20mm?30mm，优选25mm，外径35mm?55mm，优选50mm ;线圈高度35mm?55mm，优选45mm，且线圈高度小于铁芯高度。绕组的通电持续时间为5ms?200ms，优选8ms。本发明中，实验用的瓶盖为马口铁盖时，实测当电磁铁通电时间在10毫秒，占空比0.25时，不会导致磁铁发热，产生的吸力足够强，瓶盖发出的声音也足够响。电磁铁203通过一直流控制电路连接电源取电，直流控制电路控制脉冲电压的产生和消失，直流控制电路的输入端连接上位机，以便通过上位机控制直流控制电路的输出。拾音器202通过数据采集卡连接上位机。数据采集卡优选采用NI4472或者NI4474数据采集卡。
[0067]本发明通过设计电磁铁产生电磁脉冲配合拾音器来实现对瓶盖的声学检测，瓶盖受激后发出的声音与瓶内压强存在对应关系，封装合格的啤酒瓶瓶体的马口铁瓶盖受激发出的声音频率在7200Hz左右，一旦瓶体漏气，则声音频率将低于7200Hz，以此作为上位机判断基准。不同的声学特征可以辨识不同封装情况下各种瓶盖的状况，以此来判断瓶盖的密封性。
[0068]参照图6、图7，瓶体检测装置包括瓶体检测相机、瓶身旋转装置，其中，瓶身旋转装置为一通过夹持瓶体后实现瓶体在移载过程中绕着自身对称中心线为转轴转过一定角度的输送装置，其前端连接前道流水线输送机401，其后端连接后道流水线输送机402 ;瓶体检测相机包括用于对瓶身部位检测的第一瓶体检测相机、用于对瓶颈处检测的第二瓶体检测相机、用于对瓶身和瓶底交接处检测的第三瓶体检测相机，用于对瓶底检测的第四瓶体检测相机。任一瓶体检测相机均为面阵相机，其感光单元采用CCD相机或者CMOS，分辨率为960像素X 1024像素?2048像素X 2048像素，优选分辨率为960像素X 2048像素，帧率为50fps?210fps，优选为155fps ;与瓶身旋转装置连接的前后道流水线输送机上设有用于对瓶身和瓶颈部位进行检查的检测工位41和42，工位41和42中的任一个的左侧或者右侧各自均设有一第一瓶体检测相机和一第二瓶体检测相机，其中，第二瓶体检测相机的设置位置高于第一瓶体检测相机；
[0069]瓶身旋转装置包括位于瓶体两侧且同向输送的两个输送面4041和4042，两个输送面将来自流水线输送机的瓶体夹持后进行移载，两个输送面的输送速度不同，从而在输送面与瓶体接触点形成切向的速度差，使夹持并移载中的瓶体因速度差而产生转动，通过对两个输送面的速度分别调整后获得特定的速度差，使得在输送面的移载长度范围内实现让瓶体旋转特定角度的效果，由于瓶体在流水线输送过程中，是以积放的形式堆积在一起移载的，因此相邻瓶体接触的部位难以进行采样后判断瓶体状况，通过使瓶体在移载中旋转一定角度的方式将瓶体遮蔽的部分露出，配合位于与瓶身旋转装置连接的前后道流水线输送机上的检测工位41和42，实现了对瓶体周身360度范围的采样和检查，消除了检查盲区。输送面4041和4042均由位于同侧且水平设置的上下两根夹持皮带4051和4052组成，两根夹持皮带相互平行，任一夹持皮带的宽度为25mm?35mm，优选30mm，两根夹持皮带的上下间距为30mm?60mm，优选50mm，夹持皮带4052距离瓶底20mm?50mm，优选距离30mmo瓶身旋转装置的输送速度低于1.5m/s，本发明中，为了确保瓶身转过90度，可根据流水线输送机的移载速度来调整瓶身旋转装置的输送带的速度，使两个输送面始终保持瓶身周长的1/4或3/4的路程差。
[0070]瓶身旋转装置的输送段中设有用于对瓶身与瓶底连接处进行检查的检测工位43，第三瓶体检测相机包括两台分别位于检测工位43两侧的相机，以便对瓶底与瓶身的连接处进行360度范围内的检测，第四瓶体检测相机位于第四检测工位的一侧。
[0071]参照图8，任一瓶体检测相机和与其对应的检测工位之间均设有反光组合镜，用于形成光路后使相机能够采样到瓶身周身大于180度范围的区域，配合瓶身旋转装置将瓶体旋转一定角度后，可以避免对瓶体积放移送过程中由于瓶体相互紧贴而造成的检测盲区的漏检，对应任一检测工位均设有补光灯来增加背景光强度，以便提高成像质量，对瓶身和瓶颈处检测的检测工位，其补光灯设置于相机的对侧，对瓶身与瓶底连接处进行检测的补光灯设置于两条夹持皮带之间，任一检测工位的补光灯配合地设有一背光板；任一检测相机的镜头始终朝下，防止灰尘落入镜头导致成像质量下降，相机镜头与反光组合镜之间设有一折返镜，用于将反光组合镜的出射光引导至相机镜头；
[0072]反光组合镜、瓶体上的被检测部位、折返镜三者中心位于同一直线，设定为瓶身检测线，任一反光组合镜均由两组以瓶身检测线为对称轴对称设置的反光镜组组成，任一反光镜组均由两块镜面相对放置的反光镜组成，其中靠近瓶身检测线的反光镜为内侧反光镜，与其相对的为外侧反光镜，外侧反光镜与瓶身检测线的夹角为20度?30度，外侧反光镜的靠近瓶体的一端到瓶身检测线的垂直距离为90mm?150mm，优选IlOmm ;通过设置反光组合镜，配合补光灯实现了对瓶体周身180度以上范围内的采样和成像，且成像清晰，再配合瓶身旋转装置，即完成对瓶体周身360度范围内的检查，采样过程无检测盲区。与第一瓶体检测相机对应的反光组合镜的镜面的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为260mm?350mm，与第三瓶体检测相机对应的反光组合镜的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为80mm?150mm，与第二瓶体检测相机对应的反光组合镜的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为120mm?200mm，与第四瓶体检测相机对应的反光组合镜的边长为10mm?150mm。
[0073]根据检测位置的不同，反光组合镜与检测相机的布局作相应调整，使反光组合镜的镜面始终与瓶身检测线垂直，以便其形成的光路导向相机镜头，相机镜头始终面朝下，瓶身检测线与水平面的夹角以及瓶体检测部位、反光组合镜、折返镜三者的高度位置分布情况根据检测部位的不同而呈现如下关系:
[0074]I)当进行瓶身检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为O度，即与水平面平行，则此时瓶体、反光组合镜和折返镜三者位于同一水平高度；
[0075]2)当进行瓶身与瓶底连接处的检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为40度，此时折返镜处于最下层，瓶体处于最上层；
[0076]3)当进行瓶颈检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为53度，此时折返镜处于最上层，瓶体处于最下层。
[0077]检测工位41、42对应的背光板优选采用长方形结构，上下为长度，左右为宽度，其长度为280mm?400mm，优选350mm，宽度为280mm?350mm，优选300mm，以便确保照亮整个瓶身；检测工位43对应的背光板优选采用长方形结构，上下为长度，左右为宽度，其长度为80mm ?150mm，优选 100mm，宽度为 280mm ?300mm，优选 300mm。
[0078]本发明在作业过程中，瓶体先被输送至位于与瓶身旋转装置连接的前道流水线输送机的检测工位41上进行第一次瓶身检测和第一次瓶颈检测，然后瓶体继续移载并进入瓶身旋转装置的输送段中，被瓶身旋转装置的两个输送面4041、4042夹持着进行以自身对称中心线为旋转轴的旋转式移载，过程中行经检测工位43时，由两台第三瓶体检测相机采样后对瓶身与瓶底连接处进行全面检测，继续移载至检测工位31处，由第四瓶体检测相机对瓶底检测，最后在持续一定水平移载距离后，瓶体被转过一定度角后被输送到与瓶身旋转装置连接的后道流水线输送机上的检测工位42处进行第二次瓶身检测和第二次瓶颈检测，以便在消除了检测盲区的情况下对瓶身和瓶颈进行全面的检查。通过调整瓶身旋转装置的两个输送带的输送速度，使得其速度差满足使瓶体在两个瓶身检测工位之间的移送距离内转过任一角度，配合瓶身检测的要求，可以使瓶体在两个瓶身检测工位之间的输送距离内转过90度或者270度，以便确保相机可以采集到瓶身周身360度范围内的样本。通过设置位于瓶身旋转装置内的检测工位43和31、与瓶身旋转装置连接的前后道输送机上的检测工位41、42，可以快速高效地完成酒类生产线上积放式输送的瓶体的瓶身、瓶颈、瓶身与瓶底连接处的周身360度范围内的全局检测，且不会由于前后瓶体紧靠在一起而造成检测盲区使得检查结果出现疏漏。
[0079]本发明按照如上配置各个检测工位，经过多个检测步骤后，使得生产线的产品质量得到了控制，相对于传统的人工检测，本发明的各个检测装置不仅检测精度高，检测速度快，而且实现了自动化，减轻了人力负担。
[0080]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求?；さ谋痉⒚鞣段?。本发明要求?；し段в伤降娜ɡ笫榧捌涞刃锝缍?。
【主权项】
1.一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，采用设置于灌装流水线上的检测装置对灌装后的啤酒瓶瓶体进行检测后剔除不良产品，其特征在于，检测装置包括一用于对瓶颈部位、瓶身部位、瓶身与瓶底连接部位和瓶底部位进行检测的瓶体检测装置，所述瓶体检测装置包括瓶体检测相机、瓶身旋转装置，其中，瓶身旋转装置为一通过夹持瓶体后使其在被移载过程中绕着自身对称中心线旋转一定角度的输送装置，其前端连接前道流水线输送机，其后端连接后道流水线输送机； 瓶体检测相机包括用于对瓶身部位检测的第一瓶体检测相机、用于对瓶颈部位检测的第二瓶体检测相机、用于对瓶身和瓶底连接处检测的第三瓶体检测相机和对瓶底部位检测的第四瓶体检测相机，其中，第一瓶体检测相机通过对瓶身部位采样分析来判断是否有霉斑，第二瓶体检测相机通过对瓶颈部位采样分析来判断瓶颈部位是否有霉斑或者瓶内液位面处是否有漂浮物，第三瓶体检测相机通过对瓶身与瓶底连接处采样分析来判断该部位是否存在霉斑，第四瓶体检测相机通过对瓶底采样分析来判断是否有霉斑和沉淀物； 与瓶身旋转装置连接的前、后道流水线输送机上分别设有一第一检测工位和第二检测工位，两个检测工位的任一侧均设有一第一瓶体检测相机和一第二瓶体检测相机，且第二瓶体检测相机的设置位置高于第一瓶体检测相机； 瓶身旋转装置包括位于瓶体两侧且同向输送的两个输送面，两个输送面将来自流水线输送机的瓶体夹持后进行移载，两个输送面的输送速度不同； 瓶身旋转装置的任一输送面均由位于同侧且水平设置的上下两根夹持皮带组成，两根夹持皮带相互平行，任一夹持皮带的宽度为25mm?35mm，两根夹持皮带的上下间距为30mm?60mm，下层的夹持皮带距离瓶底20mm?50mm ； 瓶身旋转装置的输送段中设有用于对瓶身与瓶底连接处进行检查的第三检测工位和用于对瓶底检测的第四检测工位，两个检测工位间隔一定距离，第三瓶体检测相机包括两台分别位于第三检测工位两侧的相机，第四瓶体检测相机设置于第四检测工位的一侧。2.根据权利要求1所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，所述瓶身旋转装置的输送速度最高1.5m/s，且根据流水线输送机的移载速度来调整瓶身旋转装置的输送带的速度，并始终保持瓶体周长四分之一或四分之三的路程差。3.根据权利要求1所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，任一瓶体检测相机和与其对应的检测工位之间均设有用于形成光路后使相机能够采样到瓶身周身大于180度范围的区域的反光组合镜； 对应任一检测工位均设有补光灯来增加背景光强度，第一和第二检测工位的补光灯设置于对应的相机的对侧，第三检测工位的补光灯设置于两条夹持皮带之间； 任一检测工位的补光灯配合的设有一背光板。4.根据权利要求3所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，任一检测相机的镜头始终朝下，相机镜头与反光组合镜之间设有一用于将反光组合镜的出射光引导至相机镜头的折返镜； 反光组合镜、瓶体上的被检测部位、折返镜三者中心位于同一直线，设定为瓶身检测线，任一反光组合镜均由两组以瓶身检测线为对称轴对称设置的反光镜组组成，任一反光镜组均由两块镜面相对放置的反光镜组成，其中靠近瓶身检测线的反光镜为内侧反光镜，与其相对的为外侧反光镜，外侧反光镜与瓶身检测线的夹角为20度?30度，外侧反光镜的靠近瓶体的一端到瓶身检测线的垂直距离为90mm?150mm ; 与第一瓶体检测相机对应的反光组合镜的镜面的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为260mm?350mm，与第三瓶体检测相机对应的反光组合镜的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为80mm?150mm，与第二瓶体检测相机对应的反光组合镜的左右宽度为10mm?150mm，上下高度为120mm?200mm，与第四瓶体检测相机对应的反光组合镜的边长为 10mm ?150mm。5.根据权利要求4所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，根据检测位置的不同，反光组合镜与检测相机的布局作相应调整，使反光组合镜的镜面始终与瓶身检测线垂直，以便其形成的光路导向相机镜头，相机镜头始终面朝下，瓶身检测线与水平面的夹角以及瓶体检测部位、反光组合镜、折返镜三者的高度位置分布情况根据检测部位的不同而呈现如下关系: 1)当进行瓶身检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为O度，即与水平面平行，则此时瓶体、反光组合镜和折返镜三者位于同一水平高度； 2)当进行瓶身与瓶底连接处的检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为40度，此时折返镜处于最下层，瓶体处于最上层； 3)当进行瓶颈检测时，瓶身检测线与水平面的夹角为53度，此时折返镜处于最上层，瓶体处于最下层。6.根据权利要求1至5任一项所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，所述检测装置包括用于瓶内检测液位的液位检测装置，液位检测装置包括架设于灌装流水线输送机左侧的液位检测支架上的线阵相机，所述线阵相机通过升降组件设置于所述液位检测支架上，且通过通信电缆连接用于处理相机图像数据的上位机，相机镜头正对面的灌装流水线的输送机载物面上设有液位检测工位； 所述线阵相机的图像传感器采用CCD或者CMOS，分辨率为100像素?2048像素，帧率为500FPS?2500FPS，曝光时间为20微秒?500微秒； 所述线阵相机的镜头与液位检测工位相距200mm?1200mm ； 所述液位检测工位的右侧设有一竖直放置的液位检测用背光板，所述液位检测用背光板的反光面面朝线阵相机镜头，液位检测用背光板的反光面与液位检测工位间距15_?1BOmm ； 所述液位检测用背光板采用长方形结构，上下为长度，左右为宽度，其长度为200mm?350mm,宽度为 10mm ?200mm ； 所述液位检测工位上设有检测瓶体是否到达检测工位的接近开关，其信号输出端连接上位机，所述接近开关采用对射式光电开关、反射式接近开关或者行程开关。7.根据权利要求1至5任一项所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，检测装置包括一用于检测瓶盖气密性的密封检测装置，密封检测装置包括架设于灌装流水线输送机左侧的密封检测支架上的激振信号收发装置，其信号输入输出端通过通信电缆连接所述上位机，所述信号发生部的信号出射面与所述信号接收部的接收面均面朝正下方设置于流水线输送机上的密封检测工位； 所述密封检测支架上设有一可在支架上作升降运动的夹持部，所述激振信号收发装置通过所述夹持部设置于所述密封检测支架上； 所述信号发生部的信号出射面与瓶盖的距离为5mm?50mm，所述信号接收部的信号接收面与瓶盖的距离为2mm-30mm。8.根据权利要求7所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，所述信号接收部采用拾音器，拾音器为圆柱状结构，上端面为信号输出端，输出信号线为单屏蔽镀银同轴电缆，线径1.8mm?4.5mm，下端面为信号接收面； 所述信号发生部为设置于拾音器外壁的电磁铁，电磁铁的内部铁芯为圆筒状结构，拾音器插入其圆筒状结构的中空内腔部位，铁芯的内径为7.5mm?9.0mm，壁厚3mm?9mm，铁芯外壁采用纯铜的线材绕制有一定厚度的线圈绕组，绕组线径0.42mm?0.65mm，线圈绕组的内径20mm?30mm，外径35mm?55mm ;线圈的高度35mm?55mm，且线圈的高度小于铁芯的高度； 所述绕组的通电持续时间为5ms?200ms。9.根据权利要求8所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，所述电磁铁通过一直流控制电路连接电源取电，所述直流控制电路控制脉冲电压的产生和消失，所述直流控制电路的输入端连接上位机； 所述拾音器通过数据采集卡连接上位机。10.根据权利要求1所述的一种适用于酒类灌装生产线的检测系统，其特征在于，所述灌装流水线输送机上设有用于将检测失败的瓶体输出的剔除口。
【文档编号】B65B57/04GK105857766SQ201510033562
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月22日
【发明人】梁明亮, 冯磊, 冯锋, 冯一锋, 王彪
【申请人】上海交哲光电科技有限公司