譚景輝

(李錦記(新會)食品有限公司，廣東 江門 529100)

0 引言

在大批量自動化生產(chǎn)線上，往往一條生產(chǎn)線生產(chǎn)多個品種調(diào)味品，每個品種產(chǎn)品對應(yīng)標(biāo)簽也不同，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)會存在少量標(biāo)簽印刷不良，或者由于人為因素導(dǎo)致同種產(chǎn)品標(biāo)簽混有少量其他品種標(biāo)簽，以及貼標(biāo)簽機(jī)漏貼標(biāo)簽等問題存在。為了保證每瓶調(diào)味品都有準(zhǔn)確的身份信息，標(biāo)簽必須100%對應(yīng)產(chǎn)品信息，標(biāo)簽印刷不良或漏貼標(biāo)簽的為不合格產(chǎn)品，瓶身標(biāo)簽不合格是不允許出廠流入市場的，因此需要一臺標(biāo)簽檢測機(jī)在線檢測和剔除不合格產(chǎn)品，保證出廠前產(chǎn)品100%通過檢測合格。

1 瓶身標(biāo)簽檢測機(jī)的設(shè)計和應(yīng)用

本設(shè)計通過對調(diào)味品所使用的標(biāo)簽進(jìn)行對比和分析，不同品種產(chǎn)品標(biāo)簽使用的顏色是有差別的，在標(biāo)簽識別上采用顏色傳感器來區(qū)分不同品種調(diào)味品所使用的標(biāo)簽。

標(biāo)簽檢測機(jī)構(gòu)造(見圖1)由顏色傳感器、光電檢測開關(guān)、機(jī)架、高度調(diào)節(jié)支架、氣缸剔除機(jī)構(gòu)、PLC控制電路組成。其核心檢測元件RGB顏色傳感器對相似顏色和色調(diào)的檢測可靠性較高，它是通過三基色光源測量標(biāo)簽顏色的反射率來實現(xiàn)顏色檢測，并能準(zhǔn)確區(qū)別相似的顏色，甚至相同顏色的不同色調(diào)；光電開關(guān)用來檢測進(jìn)入標(biāo)簽檢測機(jī)的瓶子，通過調(diào)節(jié)支架方便調(diào)整傳感器位置以達(dá)到檢測最佳效果；控制電路用來接收檢測信號和輸出控制；剔除機(jī)構(gòu)是由一個雙作用氣缸和彈性擋板組成，用來剔除不合格產(chǎn)品；電路控制系統(tǒng)采用PLC控制，通過觸摸屏可以進(jìn)行人機(jī)互換信息，監(jiān)控PLC系統(tǒng)運行情況及設(shè)備故障。

2 光電傳感器的工作原理

光電開關(guān)選用擴(kuò)散反射型光電開關(guān)，它的檢測頭上裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前面沒有反光板。在正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光，收光器是找不到的，當(dāng)有檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，經(jīng)過內(nèi)部轉(zhuǎn)換從而輸出一個開關(guān)信號。

1-控制電箱；2-機(jī)架；3-檢測傳感器調(diào)節(jié)支架；4-擴(kuò)散反射型光電開關(guān)；5-擴(kuò)散反射型光電開關(guān)；6-氣缸剔除機(jī)構(gòu)；7-顏色傳感器。

3 RGB顏色傳感器的工作原理及特性

顏色傳感器又叫色差傳感器或色彩傳感器，它是通過三基色光源測量標(biāo)簽顏色的反射率來實現(xiàn)顏色檢測，并能準(zhǔn)確區(qū)分相似的顏色，甚至相同顏色的不同色調(diào)。其特性(見圖2)有8通道存儲信號，同時檢測4種顏色，采用三基色光源，精確識別目標(biāo)，液體、固態(tài)顏色都能精確分辯，其寬范圍檢測精準(zhǔn)識別色差精準(zhǔn)識別相差2～3個度的任何目標(biāo)物，不受材質(zhì)形狀限制，不受被測材料振動影響，不受位置傾斜度和表面光澤的影響。

圖2 顏色傳感器的特性

4 剔除機(jī)構(gòu)的工作原理

剔除機(jī)構(gòu)選用雙作用氣缸，其工作原理是:通過活塞兩側(cè)交替供氣，使活塞桿在1個或2個方向輸出力。氣缸活塞桿裝有一彈性材料制成擋板，可保護(hù)瓶身如PE瓶、PET瓶和玻璃瓶產(chǎn)品，氣缸前后安裝有磁性開關(guān)，通過信號反饋PLC，PLC確定其位置狀態(tài)，剔除氣缸動作速度可根據(jù)瓶身重量來調(diào)節(jié)壓縮空氣供氣壓力。

5 標(biāo)簽檢測機(jī)的工作原理

通過選用顏色傳感器、光電開關(guān)、氣缸剔除機(jī)構(gòu)及PLC控制電路共同組成標(biāo)簽檢測機(jī)。其標(biāo)簽檢測流程如圖3所示，當(dāng)有瓶子進(jìn)入標(biāo)簽檢測機(jī)入口，光電開關(guān)檢測到瓶子時，輸出信號給PLC，PLC對其鎖定，到達(dá)顏色傳感器位置時，顏色傳感器通過掃描目標(biāo)瓶身標(biāo)簽，接收瓶身標(biāo)簽的反射光并根據(jù)接收光的顏色與其存儲的顏色對比，顏色一致時，經(jīng)內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換輸出信號給PLC，PLC對其瓶子解鎖，并復(fù)位電路系統(tǒng)，瓶子可以通過剔除機(jī)構(gòu)到下一個工序，同時第2個瓶進(jìn)入標(biāo)簽檢測機(jī)進(jìn)行檢測，當(dāng)瓶身無標(biāo)簽或標(biāo)簽顏色與顏色傳感器存儲顏色不一致時，則無信號輸出，PLC在規(guī)定時間內(nèi)沒有接收到顏色傳感器的反饋信號，則不給予解鎖繼續(xù)鎖定，當(dāng)目標(biāo)瓶到達(dá)光電開關(guān)，光電開關(guān)檢測到瓶子時，輸出信號給PLC，PLC繼電器輸出控制電磁閥，電磁閥驅(qū)動氣缸彈出將目標(biāo)瓶快速剔除，同時氣缸復(fù)位縮回，控制電路也同時復(fù)位，標(biāo)簽檢測機(jī)又可以對第3個瓶檢測。不合格產(chǎn)品被剔除出運輸帶，保證通過檢測的產(chǎn)品100%合格。電路控制系統(tǒng)采用PLC控制，通過觸摸屏可以進(jìn)行人機(jī)互換信息，清楚顯示出檢測產(chǎn)品數(shù)量和不合格產(chǎn)品數(shù)量值，以便品控人員及時跟進(jìn)和處理。

圖3 瓶身標(biāo)簽檢測流程圖

6 結(jié)語

本文通過顏色傳感器和光電開關(guān)及PLC控制技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計出一種調(diào)味品瓶身標(biāo)簽檢測機(jī)，不僅可實現(xiàn)PE瓶、PET瓶、玻璃瓶等瓶身標(biāo)簽檢測，還可以減輕工人勞動強(qiáng)度，提高產(chǎn)品檢測率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。隨著新技術(shù)、新材料的不斷涌現(xiàn)，標(biāo)簽檢測技術(shù)將會更先進(jìn)，檢測速度更快速，檢測內(nèi)容更全面，進(jìn)而給企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。