专利名称：标签检测系统及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种能够在酒、饮料等行业的高速生产线上检验标签存在的标签检测 系统及其检测方法。
背景技术：
近年来我国酒产业发展迅速，各类酒产量持续飙升。伴随产量的增加，对生产线速 度和产品质量也提高了要求，不仅是酒的质量，尤其是外观包装的质量也会对产品品牌和 公司信誉产生很大影响。随着国外灌装机、空瓶检测机、贴标机等引入，带动了我国国产包 装生产业的发展，生产现场也出现了一些相关问题，如贴标机漏标现象。为了解决这一问题，国内生产厂家主要采用国外贴标机，由于国外产品价格及维 护费用较高，一方面增加了厂家投入成本，另一方面也限制了其在中小型企业的推广使用。 因此，中小型企业以及采用无标签检测功能贴标机的厂家需要专门安排人员进行人工检 测，费时费力，且对提高生产线速度有很大限制，不能保证出厂产品质量。另外人工检验效 率低、检验人员易疲劳难以保证检测质量，尤其在高速生产线上，检验人员无法对速度高达 3-4万瓶每小时的所有瓶子进行全面的认真检查，导致部分漏贴标签的瓶子流入市场，影响 了企业形象。
在国内公开的相似专利中，专利号为01267575. X只是在贴标签前，采用传感器检测标 签纸卷上的标签的长度是否与瓶子的直径大小相匹配，防止将标签贴到不匹配的瓶子上， 而专利号为01267572. 5的专利是检测在贴标签前，标签纸卷上是否有漏掉的标签，他们都 不能检测贴标机贴完后，是否真的已经将标签贴到瓶子上，且后者的排除装置只能将数量 有限的瓶子拨到承槽内，需有专人看管并将其捡走，且容易对瓶子造成擦伤和磨损，影响产 品质量，且不能在保证完全不倒瓶的情况下剔除到回收链道，以便重新贴标，从而不能保证 整个回收工序的完全自动化。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种可有效降低生产成本，提高产 品质量和生产速度，避免漏贴标签的瓶子流入市场，影响企业形象的标签检测系统及其检 测方法，该系统不仅可以检测高速生产线上瓶子标签的存在，而且能准确地将缺失标签的 瓶子剔除出去，并有效地防止倒瓶现象。为实现上述目的，本实用性采用如下技术方案
一种标签检测系统，它包括在生产线链道上沿瓶流方向依次设置的检测单元、剔除单 元以及剔除确认单元，在生产线运行链道侧还设有控制装置，检测单元、剔除单元以及剔除 确认单元均与控制装置中的控制器连接，与剔除单元相应的生产线运行链道还与瓶子回收 链道连接。所述检测单元包括定位传感器、正面标签检测传感器、背面标签检测传感器以及 旋转编码器，它们均与控制器连接，其中正面标签检测传感器和背面标签检测传感器以彼此正对的方式安装于生产线运行链道两侧的支架上，且向下倾斜设定角度，定位传感器也 通过支架安装在生产线运行链道一侧；定位传感器和正面标签检测传感器、背面标签检测 传感器之间的距离与一个瓶子的直径相匹配，旋转编码器安装在生产线运行链道电机轴上，其中所述各检测传感器采用光电传感器或是光电图像采集装置。所述剔除单元为剔除器，所述剔除确认单元为剔除确认传感器，它们均与控制器连接。所述控制装置包括控制箱，在控制箱正面设有文本显示器、检测启动按钮和检测停止按钮，它们与控制箱内的控制器连接；同时，控制器还分别与检测运行指示灯、检测停 止指示灯和报警指示灯连接，其中所述控制器为PLC可编程控制器或工控机或PC机，所述 文本显示器为CRT或液晶显示装置。它的检测步骤为
stepl 按下启动按钮，控制器启动检测并初始化；
step2 首先瓶子触发定位传感器，对生产线上的瓶子进行分组检测，然后高速计数器 通过计数旋转编码器器的脉冲数对瓶子进行定位；
step3 当瓶子经过检测传感器时进行标签检测，并存储检测结果到控制器存储区的对 应存储单元；
step4 当瓶子到达剔除器沿瓶来方向的边沿时，控制器判断当前瓶是否合格，若不合 格则将其剔除，若合格则继续滑行；
step5 当瓶子经过剔除确认传感器时，确认不合格的瓶子是否准确剔除，若没有准确 剔除则通过报警指示灯进行报警。在所述的st印5中，当由于检测传感器损坏或者是其他原因造成连续剔除瓶过多 时，也会进行声光报警。本发明的标签检测系统，主要包括控制箱、检测单元、剔除单元、剔除确认单元和 人机交互单元，检测单元包括两个检测传感器，一个定位传感器和一个旋转编码器，剔除单 元包括一个剔除器，剔除确认单元由一个确认传感器组成，另外，控制箱里有控制器、检测 运行指示灯、检测停止指示灯、报警灯和文本显示器。在生产链道上，沿瓶流方向依次为检 测单元，剔除单元和剔除确认单元，控制箱固定于生产线链道一侧或是检测单元的支架上 即可，旋转编码器安装在链道电机轴上。检测过程如下
瓶流到来时，采用两个检测光电开关检测瓶子两面标签的缺失与否，并用旋转编码器 对瓶子进行精确定位，通过控制器采集并存储检测和位置信息，当到达剔除器位置时，判断 当前瓶是否合格，若不合格控制器控制剔除器将缺失标签的瓶子准确剔除。如果由于机械 或其他原因造成缺失标签的瓶子未剔除，控制器将采集确认光电的信息，通过报警灯进行 报警。在运行检测的同时，通过文本显示器对检测过程进行人机交互，可以设置参数，实时 显示检测和报警信息。本发明的有益效果是，可以检测高速生产线上瓶子标签存在的同时，能够将缺失 标签的瓶子准确剔除，不倒瓶，硬件简单，功能比较齐全，运行稳定可靠，克服了人工检测的 缺点，降低了生产成本，提高了生产线的自动化水平。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明 图1是本发明的系统组成示意图2是标签检测系统的软件流程图； 图3是标签检测系统实施例的安装示意图中1.控制器，2.检测启动按钮，3.检测停止按钮，4.定位传感器，5.正面标签检测 传感器，6.背面标签检测传感器，7.剔除确认传感器，8.剔除器，9.检测运行指示灯，10.检 测停止指示灯，11.报警指示灯，12.文本显示器，13.瓶子回收链道，14.瓶流方向，15.生产 线运行链道，16.旋转编码器，17.控制箱。
具体实施例方式在图1中，检测启动按钮2、检测停止按钮3、定位传感器4、正面标签检测传感器 5、背面标签检测传感器6、剔除确认传感器7和旋转编码器16分别连接到控制器1的输入 端，剔除器8、检测运行指示灯9、检测停止指示灯10和报警指示灯11分别连接到控制器1 的输出端，文本显示器12通过电缆连接到控制器1的通信端口上。控制器1安装在控制箱 17内部，文本显示器12、检测启动按钮2和检测停止按钮3安装在控制箱17外部。图3中，正面标签检测传感器5和背面标签检测传感器6正对着安装于生产线运 行链道15两侧，定位传感器4和正面标签检测传感器5、背面标签检测传感器6之间的距离 不能太大，以一个瓶子刚经过定位传感器4，正在接受正面标签检测传感器5和背面标签检 测传感器6的检测时，下一个相邻瓶还没有触发定位传感器4为准。旋转编码器16安装在 电机转动轴上，用来对瓶子的位置进行精确定位。图2中，组检测瓶数最大值为系统安装固定后，定位传感器4与剔除确认传感器7 之间最多可摆放的瓶子数目，因为生产线上瓶子数量多，不可能对所有的瓶子的信息进行 存储，而瓶子的检测信息只在检测区域到剔除确认之间有效，故采用分组检测。系统运行 时，正标、背标检测之后经过一段距离才到达剔除位置，如何准确定位是实现准确剔除的关 键，编码器与输送带同步转动，能反映输送带移动的相对距离，而系统安装固定后酒瓶从开 始触发到剔除之间的距离固定，安装在链道电机轴上的旋转编码器16计数的脉冲就固定， 因此通过计数旋转编码器16的输出脉冲，可以实现准确定位和剔除。因此，结合旋转编码 器16对生产线上的瓶子分组进行检测、存储和剔除，当检测瓶数达到组检测瓶数最大值以 后，系统重新从零开始计数。首先是设置正面标签检测传感器5和背面标签检测传感器6，使其当检测到瓶子 有无标签时输出的信号相反，即检测传感器的学习过程。如图2所示，系统上电后，按下检 测启动按钮2，控制器1启动检测并初始化，检测运行指示灯9亮。瓶子沿瓶流方向14首 先触发定位传感器4，利用组检测计数器对进入检测区域的瓶子进行计数，即对其进行编 号，如果组检测计数器计数到最大值，则将其清零，重新对后来的瓶子计数编号，否则启动 高速计数器对旋转编码器16的脉冲数进行计数，读取瓶子的位置信息即脉冲数，根据计数 方向，利用瓶子的编号将其加上或减去定位传感器到剔除器8的距离对应脉冲数存储到到 位置存储区对应的存储单元，从而对其进行精确定位。经过正面标签检测传感器5和背面 标签检测传感器6时依次检测正标和背标，利用前面设置的瓶子的编号设置控制器1的对应的检测信息存储单元。不断读取对旋转编码器脉冲数的计数，并与存储的位置信息比较， 看当前瓶是否到达剔除器8位置，当瓶子到达剔除器8沿瓶来方向的边沿时，通过内部计 数器对瓶子进行计数编号读取前面存储的对应的检测信息，控制器1判断当前瓶是否合格 (正标、背标都存在为合格，否则为不合格)，若不合格则剔除器8打开，瓶子沿剔除器滑行， 将其剔除到相邻的瓶子回收链道13后，剔除器收回，瓶子经过剔除确认传感器7时确认不 合格的瓶子是否准确剔除，若没有准确剔除则通过报警指示灯11进行报警，当由于检测传感器损坏或者是其他原因造成连续剔除瓶过多时也会进行声光报警。可以使用文本显示器12与控制器1进行人机交互，实时显示检测瓶总数、不合格 瓶总数等检测统计结果，并可以对控制器进行剔除器距离脉冲数、最大连续剔除瓶数等参 数设置，查阅报警信息和确认报警。上述控制器可以采用各种PLC可编程控制器、工控机、PC机等各种微处理器，上述 文本显示器也可以采用CRT、液晶等其他显示装置。上述正面标签检测传感器(5)和背面标签检测传感器(6)可以采用光电传感器或 是其他光学图像采集处理装置，其中光学图像采集装置包括各种工用摄像机和光电转换器 件，还包括镜头和光源，该装置通过采集瓶子图像并处理后将结果送给控制器(1)，判断是 否合格。
权利要求
一种标签检测系统，其特征是，它包括在生产线链道上沿瓶流方向依次设置的检测单元、剔除单元以及剔除确认单元，在生产线运行链道侧还设有控制装置，检测单元、剔除单元以及剔除确认单元均与控制装置中的控制器连接，与剔除单元相应的生产线运行链道还与瓶子回收链道连接。
2.如权利要求1所述的标签检测系统，其特征是，所述检测单元包括定位传感器、正面 标签检测传感器、背面标签检测传感器以及旋转编码器，它们均与控制器连接，其中正面标 签检测传感器和背面标签检测传感器以彼此正对的方式安装于生产线运行链道两侧的支 架上，且向下倾斜设定角度，定位传感器也通过支架安装在生产线运行链道一侧；定位传感 器和正面标签检测传感器、背面标签检测传感器之间的距离与一个瓶子的直径相匹配，旋 转编码器安装在生产线运行链道电机轴上，其中所述各检测传感器采用光电传感器或是光 电图像采集装置。
3.如权利要求1所述的标签检测系统，其特征是，所述剔除单元为剔除器，所述剔除确 认单元为剔除确认传感器，它们均与控制器连接。
4.如权利要求1或2或3所述的标签检测系统，其特征是，所述控制装置包括控制箱， 在控制箱正面设有文本显示器、检测启动按钮和检测停止按钮，它们与控制箱内的控制器 连接；同时，控制器还分别与检测运行指示灯、检测停止指示灯和报警指示灯连接，其中所 述控制器为PLC可编程控制器或工控机或PC机，所述文本显示器为CRT或液晶显示装置。
5.一种采用权利要求1所述的标签检测系统的检测方法，其特征是，它的步骤为stepl 按下启动按钮，控制器启动检测并初始化；step2:首先瓶子触发定位传感器，对生产线上的瓶子进行分组检测，然后高速计数器 通过计数旋转编码器器的脉冲数对瓶子进行定位；step3 当瓶子经过检测传感器时进行标签检测，并存储检测结果到控制器存储区的对 应存储单元；step4:当瓶子到达剔除器沿瓶来方向的边沿时，控制器判断当前瓶是否合格，若不合 格则将其剔除，若合格则继续滑行；step5 当瓶子经过剔除确认传感器时，确认不合格的瓶子是否准确剔除，若没有准确 剔除则通过报警指示灯进行报警。
6.如权利要求5所述的标签检测系统的检测方法，其特征是，在所述的step5中，当由 于检测传感器损坏或者是其他原因造成连续剔除瓶过多时，也会进行声光报警。
全文摘要
本发明涉及一种标签检测系统及其检测方法。它可有效降低生产成本，提高产品质量和生产速度，避免漏贴标签的瓶子流入市场，影响企业形象，该系统不仅可以检测高速生产线上瓶子标签的存在，而且能准确地将缺失标签的瓶子剔除出去，并有效地防止倒瓶现象。其结构为它包括在生产线链道上沿瓶流方向依次设置的检测单元、剔除单元以及剔除确认单元，在生产线运行链道侧还设有控制装置，检测单元、剔除单元以及剔除确认单元均与控制装置中的控制器连接，与剔除单元相应的生产线运行链道还与瓶子回收链道连接。
文档编号B65C9/40GK101844633SQ20101017212
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者何小虎, 李光亮, 王会泉, 郑鹏飞, 马思乐 申请人:山东大学