生产线上瓶盖通过数计量装置及方法.pdf

本发明属于食品包装行业技术领域，涉及一种生产线上瓶盖通过数计量装置及方法，该装置包括星轮计数机构、吹气装置、三个传感器和主控制器，其中，星轮计数机构的星轮的每个轮齿半径稍大于瓶盖半径，轮齿深度稍小于瓶盖半径，用于随着瓶盖输送线体的运动带过瓶盖；吹气装置固定在星轮计数机构的上游，用于顺着瓶盖输送线体的运动方向吹气；主控制器根据计算星轮旋转过的轮齿数对瓶盖通过数进行计量，并根据三个传感器输入的感知信号调节星轮旋转速度和吹气气压的大小，协调瓶盖通过速度并对瓶盖通过数进行矫正。本发明实现了高速生产线上瓶盖通过数的计量和计数矫正。具有计量精确、结构简单、实施容易的优点。

权利要求书一种生产线上瓶盖通过数计量装置，用于计量由瓶盖输送线体上的瓶盖通过数，其特征在于，包括星轮计数机构（2）、吹气装置（7）、第一传感器（4）、第二传感器(5)、第三传感器(6)和主控制器，其中，
星轮计数机构包括由伺服驱动电机（11）驱动的星轮（3），所述星轮（3）的每个轮齿半径稍大于瓶盖半径，轮齿深度稍小于瓶盖半径，用于随着瓶盖输送线体的运动带过瓶盖；
吹气装置（7）固定在星轮计数机构的上游，用于顺着瓶盖输送线体的运动方向吹气，根据主控制器输出的信号控制输送到星轮计数机构位置处的瓶盖的速度；
所述的第一、第二和第三传感器分别固定在瓶盖输送线体的不同位置上，用于感知是否存在瓶盖，第一传感器（4）固定在星轮与瓶盖相接触位置的附近，第二传感器（5）固定在吹气装置（7）与星轮计数机构（2）之间，第三传感器（6）固定在吹气装置的上游；三个传感器感知的信号被送入主控制器；三个传感器感知的是否存在瓶盖的信号被送入主控制器，主控制器根据计算星轮旋转过的轮齿数对瓶盖通过数进行计量，并根据三个传感器输入的感知信号调节星轮旋转速度和吹气气压的大小，协调瓶盖通过速度并对瓶盖通过数进行矫正。
根据权利要求1所述的生产线上瓶盖通过数计量装置，其特征在于，所述的吹气装置包括通过管道相连的吹气喷嘴和电‑气比例阀，电‑气比例阀受主控制器的控制。
一种采用权利要求1所述的生产线上瓶盖通过数计量方法，该方法包括以下三个方面：
星轮旋转速度与线体上瓶盖运行速度自适应匹配：根据所述的三个传感器的感知信号，一方面，由主控制器在调节星轮旋转伺服电机驱动脉冲频率实现星轮旋转速度的控制；另一方面，主控制器还通过电气比例阀控制吹气气压的大小实现线体上瓶盖的运行速度的控制；若第三传感器感知不到瓶盖存在，通过控制伺服驱动电机使星轮转速降低，通过控制吹气装置吹气气压实现瓶盖运行速度的调节，使得整个计量系统执行减速的动作；当第二传感器感知不到瓶盖存在时，通过主控制器控制伺服驱动电机使星轮停止转动。
星轮计数方法：通过计算星轮旋转过的轮齿数对瓶盖通过数进行计量；
传感器计数矫正：利用第一传感器感知轮齿间是否有瓶盖，当星轮旋转一个轮齿角度，但该传感器计数为空，此时真实瓶盖通过数应该在星轮计数结果上减1。

说明书生产线上瓶盖通过数计量装置及方法
技术领域
本发明属于食品包装行业技术领域，涉及一种瓶盖计量装置。
技术背景
高速生产线上的瓶盖通过数的计量，通常有两种方式：
一、称重的方式，其原理如下：
其中G1为装箱完毕后的总重量，G2为空箱子的重量，G0为每个瓶盖的重量，n为箱内瓶盖数。
该种计量方法需要假定每个瓶盖的重量一致，且称重装置其精度要足够高。但通常情况下，由于瓶盖自身重量的误差以及称重装置的误差导致该方法计量出来的瓶盖数具有较大偏差。
二、利用传感器计数的方法
利用传感器计数的方法是假定瓶盖通过安装在特定位置的传感器时，当有物体通过传感器时，传感器产生高电平信号，当没有物体通过时传感器产生一个低电平信号，通过监控传感器产生的电平信号的变化从而实现计量的目的。
该种计量方法由于传感器在高速生长线上经常发生误触发，尤其是当物体一个紧挨一个连续通过时，其得到的计量数偏差较大。
发明内容
本发明的目的克服现有技术的上述不足，提供一种能够实现高速生产线上瓶盖通过数的精确计量的装置和方法，为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种生产线上瓶盖通过数计量装置，用于计量由瓶盖输送线体上的瓶盖通过数，其特征在于，包括星轮计数机构（2）、吹气装置（7）、第一传感器（4）、第二传感器(5)、第三传感器(6)和主控制器，其中，星轮计数机构包括由伺服驱动电机（11）驱动的星轮（3），所述星轮（3）的每个轮齿半径稍大于瓶盖半径，轮齿深度稍小于瓶盖半径，用于随着瓶盖输送线体的运动带过瓶盖；
吹气装置（7）固定在星轮计数机构的上游，用于顺着瓶盖输送线体的运动方向吹气，根据主控制器输出的信号控制输送到星轮计数机构位置处的瓶盖的速度；
所述的第一、第二和第三传感器分别固定在瓶盖输送线体的不同位置上，用于感知是否存在瓶盖，第一传感器（4）固定在星轮与瓶盖相接触位置的附近，第二传感器（5）固定在吹气装置（7）与星轮计数机构（2）之间，第三传感器（6）固定在吹气装置的上游；三个传感器感知的信号被送入主控制器；
三个传感器感知的是否存在瓶盖的信号被送入主控制器，主控制器根据计算星轮旋转过的轮齿数对瓶盖通过数进行计量，并根据三个传感器输入的感知信号调节星轮旋转速度和吹气气压的大小，协调瓶盖通过速度并对瓶盖通过数进行矫正。
作为优选实施方式，吹气装置包括通过管道相连的吹气喷嘴和电气比例阀，电气比例阀受主控制器的控制。
本发明同时提供一种采用所述的生产线上瓶盖通过数计量方法，该方法包括以下三个方面：
星轮旋转速度与线体上瓶盖运行速度自适应匹配：根据所述的三个传感器的感知信号，一方面，由主控制器在调节星轮旋转伺服电机驱动脉冲频率实现星轮旋转速度的控制；另一方面，主控制器还通过电气比例阀控制吹气气压的大小实现线体上瓶盖的运行速度的控制；若第三传感器感知不到瓶盖存在，通过控制伺服驱动电机使星轮转速降低，通过控制吹气装置吹气气压实现瓶盖运行速度的调节，使得整个计量系统执行减速的动作；当第二传感器感知不到瓶盖存在时，通过主控制器控制伺服驱动电机使星轮停止转动。
星轮计数方法：通过计算星轮旋转过的轮齿数对瓶盖通过数进行计量；
传感器计数矫正：利用第一传感器感知轮齿间是否有瓶盖，当星轮旋转一个轮齿角度，但该传感器计数为空，此时真实瓶盖通过数应该在星轮计数结果上减1。
本发明在瓶盖输送线体上增加了星轮计数机构、通过电气比例阀控制的吹气装置及几个传感器，利用星轮计数结果与传感器计数结果相融合的方法实现了高速生产线上瓶盖通过数的计量和计数矫正。具有计量精确、结构简单、实施容易的优点。
附图说明
图1（a）为本发明的高速生产线上瓶盖通过数计量装置外观示意图。（b）为本发明的高速生产线上瓶盖通过数计量装置原理示意图。
图2为星轮计数机构整体结构分解图。
图3为星轮示意图。
图4为控制信号连接示意图。
标号说明：1瓶盖高速输送线体；2星轮计数机构；3星轮；4传感器1；5传感器2；6传感器3；7吹气装置；8瓶盖；9瓶盖压板；10电—气比例阀；11伺服驱动电机；12星轮计数机构安装板；13星轮安装孔；14轮齿。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
参见图1，本发明的高速生产线上瓶盖通过数计量装置，用于计量由瓶盖输送线体1上的瓶盖通过数，主要包括星轮计数机构2、吹气装置7、第一传感器4、第二传感器(5)、第三传感器(6)和主控制器（设置在主控柜里）。三个传感器用于感知相应部位是否有瓶盖，本实施例中，采用光电传感器。
参见图2和图3，星轮计数机构主要包括伺服驱动电机、星轮3、星轮安装板12。星轮3通过安装板12固定在线体1的正下方，每个轮齿半径稍大于瓶盖半径，轮齿深度稍小于瓶盖半径，用于随着瓶盖输送线体的运动带过瓶盖；星轮3厚度约为2mm，轮齿14均匀分布在星轮3上，轮齿14的半径稍大于瓶盖8的半径，轮齿14的深度稍小于瓶盖8的半径。假设瓶盖8在瓶盖高速输送线体1上高速向左运动，由于有瓶盖压板9使得瓶盖在垂直方向上没有跳动。
吹气装置7主要包括吹气喷嘴和电气比例阀，吹气喷嘴固定在星轮计数机构的上游，用于顺着瓶盖输送线体的运动方向吹气，主控制器通过控制电气比例阀控制气压大小，从而控制输送到星轮计数机构位置处的瓶盖的速度。
需要对瓶盖通过数进行计量时，如图4所示，由主控柜控制伺服电机驱动使得伺服电机11旋转，伺服电机旋转带动星轮3转动；如图4所示，通过主控机柜控制电—气比例阀10来控制吹气装置7吹出气体的压力，从而控制线体1上面瓶盖8的运行速度；当瓶盖8在线体1上的运行速度等于或稍大于星轮3外沿的线速度时，星轮每旋转一个轮齿角度，星轮轮齿之间通过一个瓶盖。
假定星轮旋转一圈所需的伺服电机驱动脉冲数为n10，旋转一个轮齿角度所需伺服电机脉冲驱动数为n00，则星轮旋转一圈得到的瓶盖通过数为n1：