饮料瓶包装箱封口触发平台及方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种饮料瓶包装箱封口触发平台及方法。

背景技术

最早的自动化控制要追溯到中国古代的自动化计时器和漏壶指南车，而自动化控制技术的广泛应用则开始于欧洲的工业革命时期。英国人瓦特在发明蒸汽机的同时，应用反馈原理，于1788年发明了离心式调速器。当负载或蒸汽量供给发生变化时，离心式调速器能够自动调节进气阀的开度，从而控制蒸汽机的转速。

过程控制体系(FCS，Fieldbus Control System现场总线控制系统)：FCS是从DCS发展而来，就像DCS从CCS发展过来一样，有了质的飞跃。“分散控制”发展到“现场控制”；数据的传输采用“总线”方式。但是FCS与DCS的真正的区别在于FCS有更广阔的发展空间。由于传统的DCS的技术水平虽然在不断提高，但通信网络最低端只达到现场控制站一级，现场控制站与现场检测仪表、执行器之间的联系仍采用一对一传输的4-20mA模拟信号，成本高，效率低，维护困难，无法发挥现场仪表智能化的潜力，实现对现场设备工作状态的全面监控和深层次管理。所谓现场总线就是连接智能测量与控制设备的全数字式、双向传输、具有多节点分支结构的通信链路。简单地说传统的控制是一条回路，而FCS技术是各个模块如控制器、执行器、检测器等挂在一条总线上来实现通信，当然传输的也就是数字信号。主要的总线有Profibus，LonWorks等。

现有技术中，饮料瓶的包装箱的封口基本上采用人工模式进行，即通过人眼观测包装箱内的饮料瓶的数量是否达到包装箱的最多装载数量，并在达到所述最多装载数量时，人工完成对包装箱的箱盖折叠和胶带封口等操作，整个过程缓慢且过于繁琐。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种饮料瓶包装箱封口触发平台，能够基于待封装的饮料瓶包装箱内的瓶盖数量的现场检测结果，判断是否需要对饮料瓶包装箱执行自动化封口处理，从而提升现场控制系统的反应速度。

为此，本发明至少需要具备以下几处关键的发明点：

(1)对待封装的饮料瓶包装箱内的瓶盖数量进行现场检测，以判断所述包装箱内的饮料瓶是否已经装满，并在判断装满后执行对所述包装箱的自动封口操作；

(2)引入定制结构的自动封箱设备，包括箱盖折叠机构、封胶机构和传送机构，所述箱盖折叠机构包括左右机械手结构，设置在待封装的饮料瓶包装箱的左右两侧，用于在接收到的现场辨识数量等于满箱瓶体数量时，执行对待封装的饮料瓶包装箱的箱盖折叠动作以封闭所述包装箱的顶部开口。

根据本发明的一方面，提供了一种饮料瓶包装箱封口触发平台，所述平台包括：

自动封箱设备，与瓶盖辨识机构连接，包括箱盖折叠机构、封胶机构和传送机构，所述箱盖折叠机构包括左右机械手结构，设置在待封装的饮料瓶包装箱的左右两侧，用于在接收到的现场辨识数量等于满箱瓶体数量时，执行对待封装的饮料瓶包装箱的箱盖折叠动作以封闭所述包装箱的顶部开口；

所述封胶机构分别与所述箱盖折叠机构和所述传送机构连接，用于在检测到所述箱盖折叠机构执行完包装箱的顶部开口的封闭动作后，启动对所述包装箱的顶部的胶带包扎动作；

所述传送机构用于将完成顶部的胶带包扎动作的包装箱从所述无线摄像头的下方传送到箱体储存容器内；

无线摄像头，设置在待封装的饮料瓶包装箱的上方，用于对所述包装箱内的场景执行基于无线启动指令触发的摄像动作，以获得当前箱内图像；

算术均值滤波设备，设置在饮料生产线的控制盒内，与所述无线摄像头连接，用于对接收到的当前箱内图像执行算术均值滤波处理，以获得并输出相应的算术均值滤波图像；

灰度校正设备，与所述算术均值滤波设备连接，用于对接收到的算术均值滤波图像执行灰度不均匀校正处理，以获得并输出相应的灰度校正图像；

带阻滤波设备，与所述灰度校正设备连接，用于对接收到的灰度校正图像执行带阻滤波处理，以获得并输出相应的带阻滤波图像；

DRAM存储设备，设置在饮料生产线的控制盒内，用于将单个包装箱内装满饮料瓶所需要的饮料瓶的数量作为满箱瓶体数量存储；

瓶盖辨识机构，分别与所述带阻滤波设备和所述DRAM存储设备连接，用于基于瓶盖的几何形状在所述带阻滤波图像中辨识出与所述瓶盖的几何形状一致性超限的图案以作为瓶盖图案，并将所述带阻滤波图像中的瓶盖图案的数量作为现场辨识数量输出。

根据本发明的另一方面，还提供了一种饮料瓶包装箱封口触发方法，所述方法包括使用如上述的饮料瓶包装箱封口触发平台以基于饮料瓶包装箱内识别到的瓶盖的数量判断是否需要触发对所述饮料瓶包装箱的自动化封口处理。

本发明的饮料瓶包装箱封口触发平台及方法操作可靠、结构紧凑。由于能够基于待封装的饮料瓶包装箱内的瓶盖数量的现场检测结果，判断是否需要对饮料瓶包装箱执行自动化封口处理，从而提升现场控制系统的反应速度。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的饮料瓶包装箱封口触发平台的内部构件图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的饮料瓶包装箱封口触发平台及方法的实施方案进行详细说明。

当前，自动控制已广泛应用于各个生活和生产领域。自动控制就是指这样的反馈控制系统，这是有一个控制器跟一个控制对象组成的，把这个控制对象的输出信号把它取回来，测量回来以后跟所要求的信号进行比较，根据这误差告诉控制器，这就是机器内部的工作了。让控制器完成这个控制作用，使得这个偏差消除或者说使得控制对象的输出跟踪我所需要的要求的信号。控制对象的输出量一般来说都是一个物理量，比如说控制一个机器的转速，就是需要把速度测量出来，才能进行控制。

自70年代初期美国学者首次提出CIM概念至今，自动化领域已发生了巨大变化，其主要特点是：CIM已作为一种哲理、一种方法逐步为人们所接受；CIM也是一种实现集成的相应技术，把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。所谓哲理，就是企业应根据需求来分析并克服现存的“瓶颈”，从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略；而作为实现集成的相应技术，一般认为是：数据获取、分配、共享；网络和通信；车间层设备控制器；计算机硬、软件的规范、标准等。同时，并行工程作为一种经营哲理和工作模式自80年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域，并将进一步促进单元自动化技术的集成。

现有技术中，饮料瓶的包装箱的封口基本上采用人工模式进行，即通过人眼观测包装箱内的饮料瓶的数量是否达到包装箱的最多装载数量，并在达到所述最多装载数量时，人工完成对包装箱的箱盖折叠和胶带封口等操作，整个过程缓慢且过于繁琐。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种饮料瓶包装箱封口触发平台及方法，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的饮料瓶包装箱封口触发平台的内部构件图，所述平台包括：

自动封箱设备，与瓶盖辨识机构连接，包括箱盖折叠机构、封胶机构和传送机构，所述箱盖折叠机构包括左右机械手结构，设置在待封装的饮料瓶包装箱的左右两侧，用于在接收到的现场辨识数量等于满箱瓶体数量时，执行对待封装的饮料瓶包装箱的箱盖折叠动作以封闭所述包装箱的顶部开口；

所述封胶机构分别与所述箱盖折叠机构和所述传送机构连接，用于在检测到所述箱盖折叠机构执行完包装箱的顶部开口的封闭动作后，启动对所述包装箱的顶部的胶带包扎动作；

所述传送机构用于将完成顶部的胶带包扎动作的包装箱从所述无线摄像头的下方传送到箱体储存容器内；

无线摄像头，设置在待封装的饮料瓶包装箱的上方，用于对所述包装箱内的场景执行基于无线启动指令触发的摄像动作，以获得当前箱内图像；

算术均值滤波设备，设置在饮料生产线的控制盒内，与所述无线摄像头连接，用于对接收到的当前箱内图像执行算术均值滤波处理，以获得并输出相应的算术均值滤波图像；

灰度校正设备，与所述算术均值滤波设备连接，用于对接收到的算术均值滤波图像执行灰度不均匀校正处理，以获得并输出相应的灰度校正图像；

带阻滤波设备，与所述灰度校正设备连接，用于对接收到的灰度校正图像执行带阻滤波处理，以获得并输出相应的带阻滤波图像；

DRAM存储设备，设置在饮料生产线的控制盒内，用于将单个包装箱内装满饮料瓶所需要的饮料瓶的数量作为满箱瓶体数量存储；

瓶盖辨识机构，分别与所述带阻滤波设备和所述DRAM存储设备连接，用于基于瓶盖的几何形状在所述带阻滤波图像中辨识出与所述瓶盖的几何形状一致性超限的图案以作为瓶盖图案，并将所述带阻滤波图像中的瓶盖图案的数量作为现场辨识数量输出。

接着，继续对本发明的饮料瓶包装箱封口触发平台的具体结构进行进一步的说明。

所述饮料瓶包装箱封口触发平台中：

所述箱盖折叠机构、所述封胶机构和所述传送机构之间通过信号交互完成对其他机构的状态获取。

所述饮料瓶包装箱封口触发平台中：

所述无线摄像头内置蓝牙通信接口，用于接收附近蓝牙控制终端无线发送的无线启动指令或无线关闭指令。

所述饮料瓶包装箱封口触发平台中：

所述无线摄像头内置光电感应器，与所述蓝牙通信接口连接，用于在接收到所述无线关闭指令时，停止对所述包装箱内的场景执行的摄像动作。

所述饮料瓶包装箱封口触发平台中还可以包括：

石英振荡机构，分别与所述瓶盖辨识机构、所述带阻滤波设备和所述DRAM存储设备连接；

其中，所述石英振荡机构用于分别为所述瓶盖辨识机构、所述带阻滤波设备和所述DRAM存储设备提供各自需要的参考时钟信号。

所述饮料瓶包装箱封口触发平台中：

所述算术均值滤波设备具有串行通信接口，用于接收外部输入的串行通信数据；

其中，所述灰度校正设备具有并行通信接口，用于接收外部输入的并行通信数据，所述并行通信接口的位数为8位或16位。

所述饮料瓶包装箱封口触发平台中：

所述带阻滤波设备与IIC控制总线连接，用于接收所述IIC控制总线发送的各种控制命令，所述各种控制命令用于分别配置所述带阻滤波设备的各个工作参数。

所述饮料瓶包装箱封口触发平台中：

所述算术均值滤波设备、所述灰度校正设备和所述带阻滤波设备共用同一时钟产生设备，所述时钟产生设备为一石英振荡器。

所述饮料瓶包装箱封口触发平台中还可以包括：

内容显示设备，与所述算术均值滤波设备连接，用于接收并显示所述算术均值滤波设备的工作状态；

其中，所述内容显示设备还与所述灰度校正设备连接，用于接收并显示所述灰度校正设备的工作状态；

其中，所述带阻滤波设备还包括内置存储单元，用于暂存所述带阻滤波设备的输入数据和输出数据。

同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种饮料瓶包装箱封口触发方法，所述方法包括使用如上述的饮料瓶包装箱封口触发平台以基于饮料瓶包装箱内识别到的瓶盖的数量判断是否需要触发对所述饮料瓶包装箱的自动化封口处理。

另外，在所述饮料瓶包装箱封口触发平台中，DRAM(Dynamic Random AccessMemory)，即动态随机存取存储器，最为常见的系统内存。DRAM只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新(refresh)一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。动态RAM也是由许多基本存储元按照行和列地址引脚复用来组成的。DRAM的结构可谓是简单高效，每一个bit只需要一个晶体管另加一个电容。但是电容不可避免的存在漏电现象，如果电荷不足会导致数据出错，因此电容必须被周期性的刷新(预充电)，这也是DRAM的一大特点。而且电容的充放电需要一个过程，刷新频率不可能无限提升(频障)，这就导致DRAM的频率很容易达到上限，即便有先进工艺的支持也收效甚微。随着科技的进步，以及人们对超频的一种意愿，这些频障也在慢慢解决。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。