乳制品包裝產(chǎn)業(yè)采用回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機提高產(chǎn)量
上海光明乳業(yè)股份有限公司于2019年6月在我司定制了主旋轉(zhuǎn)盤為32工位的定點定位回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機，目前已經(jīng)通過驗證投入生產(chǎn)線。在傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機原則上，一臺被設(shè)計為回轉(zhuǎn)式的現(xiàn)代化貼標(biāo)機的結(jié)構(gòu)主體總是不相同的，這些貼標(biāo)機的貼標(biāo)速度及定點定位指向能力較高，以牛奶灌裝速度和自動化生產(chǎn)線的傳輸速度每小時的玻璃瓶或容器數(shù)量計，原有回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機它們由一個轉(zhuǎn)臺6個工位組成，轉(zhuǎn)臺的外緣上安裝著轉(zhuǎn)盤，在貼標(biāo)期間接納容器定向貼標(biāo)。
上海光明乳業(yè)股份有限公司于2019年6月在我司定制了主旋轉(zhuǎn)盤為32工位的定點定位回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機，目前已經(jīng)通過驗證投入生產(chǎn)線。在傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機原則上，一臺被設(shè)計為回轉(zhuǎn)式的現(xiàn)代化貼標(biāo)機的結(jié)構(gòu)主體總是不相同的，這些貼標(biāo)機的貼標(biāo)速度及定點定位指向能力較高，以牛奶灌裝速度和自動化生產(chǎn)線的傳輸速度每小時的玻璃瓶或容器數(shù)量計，原有回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機它們由一個轉(zhuǎn)臺6個工位組成，轉(zhuǎn)臺的外緣上安裝著轉(zhuǎn)盤，在貼標(biāo)期間接納容器定向貼標(biāo)。
回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機除轉(zhuǎn)臺外，貼標(biāo)機還有讓玻璃瓶、PE瓶等被貼物品通過旋轉(zhuǎn)星輪進(jìn)入貼標(biāo)機和從貼標(biāo)機中出來的輸入-輸出傳送帶，圍繞機器的一個或多個標(biāo)簽分配器將標(biāo)簽由一個輥子或一個長標(biāo)盒送往貼標(biāo)站進(jìn)行精確貼標(biāo)，壓瓶頭從上部將瓶子或容器壓在托瓶轉(zhuǎn)盤上，使其在高速轉(zhuǎn)動時不會跌倒。通常情況下，現(xiàn)代化貼標(biāo)機的托瓶轉(zhuǎn)盤采用分散式伺服驅(qū)動器。
由于托瓶轉(zhuǎn)盤的位置不斷變化，貼標(biāo)機生產(chǎn)廠家不能安裝固定的凸輪，只有使用適時伺服技術(shù)才能確保貼標(biāo)機的高度靈活性。為了準(zhǔn)確定位標(biāo)簽，貼標(biāo)機必須讓待貼標(biāo)容器轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置，為此需要一個機構(gòu)或傳感器來確定標(biāo)簽在瓶子上的準(zhǔn)確位置，它可以是一條接縫或一個標(biāo)記。傳感器識別標(biāo)記，并將信息發(fā)送給上一級的伺服系統(tǒng)，由此實現(xiàn)托瓶轉(zhuǎn)盤的準(zhǔn)確定位。
根據(jù)要求的定位策略
回轉(zhuǎn)貼標(biāo)機解決方案，貼標(biāo)機通過一個機械裝置將待貼標(biāo)容器放到特定位置上，例如通過一個機械凸輪轉(zhuǎn)動待貼標(biāo)的瓶子，直到瓶底部或瓶側(cè)面的一個接縫或標(biāo)記嵌入機械制動裝置為止。
這意味著更換瓶型或其它包裝物時機械成本會很高，因為如果對準(zhǔn)縫發(fā)生變化，對準(zhǔn)單元就必須整個更換，在最壞的情況下甚至還包括機械凸輪。
只有待貼標(biāo)容器的類型基本不變，對靈活性的要求也不太高時，使用機械對準(zhǔn)才有意義。
使用傳感器和光線感應(yīng)器的解決方案
這種貼標(biāo)機根據(jù)需要的位置通過傳感器對準(zhǔn)待貼標(biāo)容器，機器上部的光線感應(yīng)器掃描容器上的接縫或標(biāo)記，然后將其位置發(fā)送給上級控制器。在機器的上部安裝傳感器是必要的，因為托瓶轉(zhuǎn)盤在進(jìn)瓶和出瓶星輪下面運行，而這里并沒有安裝傳感器的空間。實際上傳感器與在自己前面采用固定速度轉(zhuǎn)動的待貼標(biāo)容器一起移動。
如果需要傳感器尋找瓶子上的特定標(biāo)記，就使用帶有數(shù)字輸出的傳感器，它們可以直接與分散式伺服控制器連接，瓶子在傳感器前面轉(zhuǎn)動，傳感器識別標(biāo)記，發(fā)出信號，相連的伺服裝置在固定的平臺內(nèi)達(dá)到零轉(zhuǎn)速，瓶子由此被準(zhǔn)確定位。
如果貼標(biāo)系統(tǒng)根據(jù)瓶子或容器上的標(biāo)記或圖案工作，機器中可以使用帶有模擬輸出的傳感器，它也可以直接與分散式伺服控制器連接，與上述系統(tǒng)類似，托瓶轉(zhuǎn)盤會將待貼標(biāo)容器在隨同旋轉(zhuǎn)的傳感器前面定位展開。
如果傳感器檢測到以模擬信號形式出現(xiàn)的標(biāo)記，伺服裝置會再次回到零轉(zhuǎn)速。與數(shù)字輸出不同的是，為了識別模擬傳感器，分散式伺服驅(qū)動器中的標(biāo)記信息必須是已知的。不過這種方式有一個明顯的缺點：生產(chǎn)開始前，操作者必須對系統(tǒng)中針對相應(yīng)瓶型的所有傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，這需要時間，而且出錯率會升高。
準(zhǔn)確和快速：分散式伺服驅(qū)動器中的圖案
另一種的方式是，直接在伺服驅(qū)動器中確定模擬標(biāo)記信息，由于在分散式伺服驅(qū)動器中凸輪的特征十分分散，系統(tǒng)可以儲存模擬數(shù)據(jù)的信號序列用于曲線數(shù)據(jù)內(nèi)的特定圖案。
更換品種時，用戶只需要一次性創(chuàng)建用于新圖案的數(shù)據(jù)，然后傳遞給系統(tǒng)中的所有分散式伺服驅(qū)動器，這樣就縮短了切換時間，明顯降低了出錯率，從而大幅度節(jié)約了成本。
另一個方面是識別標(biāo)記期間整個系統(tǒng)的時間情況，在此重要的是傳感器直接與分散式伺服驅(qū)動器相連，對于一臺貼標(biāo)能力為36000瓶/每小時的36工位貼標(biāo)機而言，可用于對準(zhǔn)過程的時間大約為225ms。機器在這個時間內(nèi)必須找到標(biāo)記，然后通過分散式伺服驅(qū)動器進(jìn)行準(zhǔn)確定位。
自動化生產(chǎn)線集成攝像系統(tǒng)
現(xiàn)代化全自動貼標(biāo)機可借助攝像系統(tǒng)完成瓶對準(zhǔn)，與傳感器方案不同，攝像系統(tǒng)是固定安裝的，在實踐中多個攝像機與一個進(jìn)行圖像分析的公共攝像機控制器相連。在這里伺服驅(qū)動器也會將轉(zhuǎn)瓶托盤上的瓶子在攝像機前展開，使攝像機能夠看到瓶子。
由于攝像系統(tǒng)是固定安裝的，因此瓶子經(jīng)過攝像機的圓形截面比較小，進(jìn)行識別時攝像機的數(shù)量決定了必要的采集角度。使用三個攝像機時，每臺攝像機必須采集120°的容器展開角度并將這部分圖像發(fā)送給攝像機控制器，而不是貼標(biāo)機的上級控制器。
攝像機控制器將實例中的三個單獨圖像片段組合成整個展開的全景圖片，現(xiàn)在攝像機控制器必須將這一全景圖片與參考圖像進(jìn)行對比，這些參考圖像是使用者預(yù)先通過帶有相應(yīng)標(biāo)識的容器制作并儲存的。攝像系統(tǒng)找到標(biāo)識，測定修正角度，與參考圖像保持一致。
識別標(biāo)記需要大量的計算工作：一方面控制器必須考慮容器的曲率，這里的難度是：每臺攝像機創(chuàng)建一個120°扇面的圖像，而不是影像，如果當(dāng)前容器進(jìn)入下一臺攝像機的視頻窗口，下一個容器就會進(jìn)入之前的攝像機區(qū)域，這就需要將圖像正確地排列為全景圖。
另一方面攝像機控制器必須非常迅速地將修正角度傳遞給貼標(biāo)機，讓分散式伺服驅(qū)動器能夠根據(jù)事先測定的修正角度進(jìn)行對準(zhǔn)。如今信息大多會直接通過實時以太網(wǎng)傳輸至相應(yīng)的伺服驅(qū)動器，而不是設(shè)備控制器，這樣伺服驅(qū)動器可以直接進(jìn)行角度校正。
