摘要：在啤酒生產(chǎn)過程中傳統(tǒng)的人工檢測(cè)已不能跟上高速的生產(chǎn)線，基于機(jī)器視覺、自動(dòng)化控制的空瓶檢測(cè)機(jī)（EBI）實(shí)現(xiàn)了對(duì)空瓶的檢測(cè)。設(shè)計(jì)一套基于貝加萊PCC控制系統(tǒng)的空瓶檢測(cè)機(jī)控制方案，來實(shí)現(xiàn)對(duì)空瓶檢測(cè)機(jī)的自動(dòng)化控制。
關(guān)鍵字：空瓶檢測(cè)機(jī)、貝加萊、EBI、PCC、檢測(cè)
Abstract：The process of beer production in the traditional manual detection can not keep up with the high-speed production line, based on machine vision, automatic control of the EBI to achieve inspector on the bottles. The detection of aircraft control system was designed with B & R PCC, empty bottles inspector to achieve automation and control plane.
Key words：empty bottle inspector;B﹠R;EBI;PCC;detection
一、 空瓶檢測(cè)機(jī)（EBI）設(shè)計(jì)概要
1.1空瓶檢測(cè)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域
中國制造業(yè)的高速發(fā)展給工廠自動(dòng)化帶來前所未有的機(jī)遇。工廠的管理者已深刻地體會(huì)到一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備不僅能帶來更高的效率，并且能更大限度地降低成本。隨著市場競爭的加劇，啤酒飲料制造企業(yè)越來越清楚地認(rèn)識(shí)到，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，是決定企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營成敗的關(guān)鍵。隨著在線檢測(cè)技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，可以預(yù)計(jì)，它啤酒飲料食品制造企業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用 。中國啤酒集團(tuán)的公司，例如：燕京啤酒集團(tuán)公司、青島啤酒集團(tuán)公司、華潤啤酒集團(tuán)公司、深圳金威公司、珠江啤酒集團(tuán)公司等等。隨著生產(chǎn)線速度的提高，質(zhì)量品質(zhì)的提升，這些集團(tuán)公司也已經(jīng)把驗(yàn)瓶機(jī)等檢測(cè)設(shè)備，列為生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備。
目前國內(nèi)啤酒飲料行業(yè)配備的空瓶檢測(cè)機(jī)在線檢測(cè)設(shè)備微乎其微，這僅有的一些空瓶檢測(cè)設(shè)備絕大部分依賴于進(jìn)口。目前空瓶檢測(cè)機(jī)的品牌比較少，表現(xiàn)為高度集中，有德國的HEUFT、KRONES、MIHO，美國的飛達(dá)，日本的KTS，德國品牌壟斷著市場的絕大部分份額。國外空瓶檢測(cè)機(jī)的特點(diǎn)：適應(yīng)性差、價(jià)格高昂及維護(hù)費(fèi)用讓廠家倍感頭痛。迫切的需要國內(nèi)研發(fā)類似設(shè)備來填補(bǔ)這片空白。
1.2驗(yàn)瓶機(jī)的設(shè)計(jì)原理
驗(yàn)瓶機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)啤酒瓶進(jìn)行全方位的檢測(cè)，將檢測(cè)的結(jié)果信號(hào)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析匯總，控制單段式或多段式剔除器將不合格的瓶子剔除。檢測(cè)系統(tǒng)分六大檢測(cè)模塊：進(jìn)瓶檢測(cè)模塊、側(cè)壁檢測(cè)模塊1、瓶口檢測(cè)模塊、瓶底檢測(cè)模塊、側(cè)壁檢測(cè)模塊2、殘留液檢測(cè)模塊。如圖1所示：
圖 1 EBI功能分布圖
各模塊的檢測(cè)功能：
1進(jìn)瓶檢測(cè)模塊：檢測(cè)異型瓶或嚴(yán)重破損瓶，防止其進(jìn)入空瓶檢測(cè)機(jī)系統(tǒng)而對(duì)機(jī)器造成損害。
2側(cè)壁檢測(cè)模塊1：檢測(cè)瓶壁是否有污斑或者嚴(yán)重破損。
3瓶口檢測(cè)模塊：主要檢測(cè)瓶口是否存在破損或污斑。
4瓶底檢測(cè)模塊：主要檢測(cè)瓶底是否存在污斑。
5側(cè)壁檢測(cè)模塊2：瓶子通過夾瓶皮帶旋轉(zhuǎn)90度，進(jìn)行第二次側(cè)壁檢測(cè)，保證了瓶壁檢測(cè)無死點(diǎn)。
6殘留液檢測(cè)模塊：主要檢測(cè)瓶中是否有殘留的液體存在。
視覺檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理是：
通過特殊設(shè)計(jì)的LED光源打光，CCD相機(jī)拍照，將拍取的照片信息送到圖像處理器系統(tǒng)，圖像處理器對(duì)照片進(jìn)行處理分析，判定拍取的照片是否合格，并將合格信號(hào)送出給控制系統(tǒng)。
殘留液檢測(cè)的工作原理是：
采用高頻發(fā)射器發(fā)出高頻信號(hào)，有殘留液的瓶子經(jīng)過此檢測(cè)模塊時(shí)，引起高頻信號(hào)波動(dòng)，通過判定信號(hào)的波動(dòng)，將判定的不合格瓶子的信息送達(dá)控制系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)的功能是：
控制系統(tǒng)跟蹤無壓力控制鏈道上的瓶子，并收集圖像處理的信息，進(jìn)行匯總分析，將結(jié)果賦予瓶子，當(dāng)瓶子到達(dá)剔除器的時(shí)候?qū)⒉缓细衿诽蕹？刂葡到y(tǒng)要求使用性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、功能更強(qiáng)、調(diào)試維護(hù)更方便，貝加萊（B﹠R）的PCC控制系統(tǒng)兼具以上優(yōu)點(diǎn)從而被作為系統(tǒng)的底層控制單元，其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)十分明顯。
1.3 機(jī)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初衷
隨著技術(shù)的發(fā)展，啤酒企業(yè)生產(chǎn)線速度在不斷的提高，由原來的18000瓶/小時(shí)提升到28000瓶/小時(shí)、36000瓶/小時(shí)、42000瓶/小時(shí)。像美國飛達(dá)等旋轉(zhuǎn)式的EBI已無法達(dá)到速度要求，直線式的EBI應(yīng)運(yùn)而生。
二、 性能和功能要求
2.1 機(jī)器的性能要求
現(xiàn)國內(nèi)啤酒生產(chǎn)線普遍的速度要求為28000瓶/小時(shí)或者36000瓶/小時(shí)，生產(chǎn)速度的提升，需要用直線式的EBI，對(duì)控制系統(tǒng)提出了新的要求，接收處理信號(hào)的能力要提升；需要借助編碼器對(duì)瓶子進(jìn)行全程的跟蹤定位，所以要求控制系統(tǒng)讀取編碼器的值必須迅速而且準(zhǔn)確。西門子及歐姆龍的PLC進(jìn)行控制發(fā)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性比較差，使用梯形圖編程對(duì)這樣的控制程序編寫比較復(fù)雜。面對(duì)這些特殊的控制要求貝加萊PCC的優(yōu)勢(shì)凸顯出來，其可以使用C等高級(jí)語言編程，其中的TPU功能可以解決信號(hào)接收滯后及讀取編碼器不夠及時(shí)的問題，另外可輕易的利用PVI通訊借助工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)VB程序的通訊。
