Патент на изобретение №2396529
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАНОК С ПИЩЕВЫМИ ПРОДУКТАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на обеспечение возможности автоматизации контроля герметичности и на повышение его эффективности. Этот технический результат обеспечивается за счет того, что индикацию локальных выделений осуществляют по неоднородности цвета поверхности банки с помощью системы технического зрения. При этом видеосъемку движущейся банки производят одновременно с двух сторон поворачивающимися вокруг своей оси видеокамерами, крайние значения угла поворота которых соответствуют начальной и конечной позициям банки в цикле видеосъемки. Расстояние между движущимися банками выбирают с учетом необходимого времени на разворот видеокамер в исходную позицию после окончания видеосъемки. На основании обработки полученной видеоинформации автоматически производят отбраковку банки. В устройство включены блок управления, а также система технического зрения, состоящая из системного контроллера, запрограммированного на индикацию неоднородности цвета поверхности банки, связанные с ним две видеокамеры, средство позиционирования, выполненное в виде ленточного транспортера с нанесенной разметкой мест установки банок. Видеокамеры установлены по обе стороны от транспортера с возможностью синхронного поворота вокруг своих вертикальных осей. Устройство снабжено механизмом отбраковки, связанным с блоком управления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к контролю герметичности пищевых консервов. Известен способ определения герметичности металлических банок, используемый в современном производстве молочных консервов, погружением в горячую воду (ГОСТ 29245-91. Консервы молочные. Методы определения физических и органолептических показателей). Данный способ обладает рядом недостатков, из которых наиболее существенными являются низкая экономичность и недостаточная точность. В процессе выдерживания банок в воде из негерметичных банок выделяется молоко, в связи с чем вода мутнеет и ее приходится периодически заменять, нагревая новую порцию до температуры 85°С. Измерения проводятся при открытой водной поверхности. Это приводит к повышенным потерям тепла. Кроме того, объем воздуха в банке позволяет проконтролировать не более 30% длины швов, поэтому необходимо утроенное количество банок, каждая из которых располагается в воде определенным образом – боковым швом вверх, дном вверх, крышкой вверх. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ контроля герметичности металлических банок (RU патент Недостатками данного способа являются низкая эффективность контроля, обусловленная большим числом операций, выполняемых вручную, и непосредственным участием оператора по определению локальных выделений продукта из банки, а также сложность автоматизации процесса контроля. Изобретение решает задачу повышения эффективности контроля герметичности и автоматизации процесса за счет применения системы технического зрения. Для решения поставленной задачи в известном контроле герметичности металлических банок с пищевыми продуктами, включающем нагревание банки с продуктом до температуры не менее 85°С, индикацию локальных выделений на закаточных швах, предлагается индикацию локальных выделений осуществлять по неоднородности цвета поверхности банки с помощью системы технического зрения, производя видеосъемку движущейся банки одновременно с двух сторон, причем для обеспечения угла обзора банки с каждой стороны до 180°С видеосъемку предлагается проводить поворачивающимися вокруг своей оси видеокамерами, крайние значения угла поворота которых соответствуют начальной и конечной позициям банки в цикле видеосъемки. Положение позиций выбирают с учетом разрешающей способности видеокамер, а расстояние между движущимися банками – с учетом необходимого времени на разворот видеокамер в исходную позицию после окончания видеосъемки банки. Отбраковку банки производят по команде системы на основании обработки полученной видеоинформации. Известна рентгенодефектоскопическая установка для контроля качества закаточного шва (RU патент Недостатками указанной установки являются применение рентгеноскопического комплекса, оказывающего вредное влияние на персонал, а также сложность устройства позиционирования консервной банки, выполненного по типу механического захвата с возможностью перемещения, фиксации корпуса банки относительно линии прохождения излучения и ее вращения вокруг своей оси, что не обеспечивает возможности непрерывного контроля качества шва банки при использовании в автоматизированных консервных линиях. Изобретение решает задачу обеспечения безопасности персонала и возможности непрерывного контроля герметичности банки, а также упрощения устройства за счет использования системы технического зрения. Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем средства для получения видеоинформации, ее обработки, позиционирования банок, связанные с блоком управления, предлагается в качестве средства получения видеоинформации и ее обработки использовать систему технического зрения, включающую системный контроллер, запрограммированный на индикацию неоднородности цвета банки, и связанные с ним две видеокамеры, а средство позиционирования выполнить в виде ленточного транспортера с нанесенной разметкой мест установки банок. Видеокамеры предлагается установить по обе стороны от транспортера с возможностью синхронного поворота вокруг своих вертикальных осей, кроме того, устройство предлагается снабдить механизмом отбраковки, связанным с блоком управления. Дополнительно устройство может быть снабжено средством сигнализации брака. На прилагаемых к заявке графических материалах изображено: фиг.1 – структурная схема устройства; фиг.2 – исходное взаимное положение видеокамер системы технического зрения и ленточного транспортера с контролируемыми банками; фиг.3 – изменение взаимного положения одной видеокамеры и контролируемой банки при движении ленточного транспортера. На графических материалах приняты следующие обозначения: 1 – система технического зрения; 2 – системный контроллер; 3 – блок управления; 4 – механизм позиционирования; 5 – механизм отбраковки; 6 – средства сигнализации; 7 – видеокамера 1; 8 – видеокамера 2; 9 – ленточный транспортер; 10 – привод механизма перемещения ленточного транспортера; 11 – толкатель; 12 – привод механизма толкателя; 13 – разметка нанесенная на ленточный транспортер; 14 – контролируемая банка; 15 – ширина зоны обзора видеокамеры; 16 – контролируемая поверхность банки; 17 – накопитель дефектных банок; 18 – начальная позиция банки в цикле видеосъемки; 19 – средняя позиция банки в цикле видеосъемки; 20 – конечная позиция банки в цикле видеосъемки; 21 – позиция отбраковки дефектных банок; Конкретный пример осуществления способа Для осуществления способа была выбрана система технического зрения ZFX фирмы OMRON, включающая две видеокамеры ZFX-SC150 с зоной обзора 90х89 мм и разрешающей способностью, ограничивающей расстояние до объекта 115 мм, и системный контроллер ZFX-C20, который установили в режим контроля однородности цвета объекта. В качестве объекта контроля выбрали металлические банки При этом длительность одного цикла видеосъемки от начальной до конечной позиции составила: ТЦ=ТРЦ+tв, где ТРЦ – время рабочего цикла; tв – время возврата видеокамер в начальную позицию; ТРЦ=L/V; Следовательно, один рабочий цикл видеосъемки от начальной до конечной позиции длился ТРЦ=3,36 сек. В начале цикла видеосъемки видеокамеры находятся в исходном положении: повернуты на 15° в сторону начальной позиции банки. Во время видеосъемки видеокамеры совершали угловой поворот, сопровождая банку до конечной позиции. Скорость поворота согласована со скоростью движения транспортера и время поворота составило ТРЦ=3,36 сек. Обеспечивалась видеосъемка банки на 180° с каждой стороны. Скорость транспортера и расстояние между позициями выбирались с учетом времени на разворот видеокамер в исходную позицию, которое составляло в нашем случае 1,5 сек. Следовательно, длительность одного цикла видеосъемки должна быть увеличена на 1,5 сек и в нашем случае составила 4,86 сек. Обработку видеоинформации системный контроллер 2 проводил в течение 0,2 сек. После чего, в случае обнаружения локальных выделений, системный контроллер 2 передавал сигнал блоку управления 3, который связан с механизмом отбраковки 5. Одновременно подавался звуковой сигнал о браке средством сигнализации 6. При достижении банкой позиции отбраковки толкатель 11 механизма отбраковки 5 срабатывал, и банка сталкивалась с транспортера в накопитель дефектных банок 17. В проверенной партии банок в количестве 50 шт. система технического зрения 1 отбраковала 3 шт. Визуальный осмотр банок подтвердил наличие признаков негерметичности швов. По результатам реализации примера осуществления способа при установленном общем времени цикла контроля герметичности 4,86 сек производительность установки составила 740 банок в час. Предлагаемый способ позволил автоматизировать процесс, полностью устранив ручные операции при контроле герметичности, что выразилось в повышении производительности.
Формула изобретения
1. Способ контроля герметичности металлических банок с пищевыми продуктами, включающий нагревание банки с продуктом до температуры 85±2°С, индикацию локальных выделений на закаточных швах, отличающийся тем, что индикацию локальных выделений осуществляют по неоднородности цвета поверхности банки с помощью системы технического зрения, производя видеосъемку движущейся банки одновременно с двух сторон, причем для обеспечения угла обзора банки с каждой стороны до 180° видеосъемку проводят поворачивающимися вокруг своей оси видеокамерами, крайние значения угла поворота которых соответствуют начальной и конечной позициям банки в цикле видеосъемки, кроме того, положение позиций выбирают с учетом разрешающей способности видеокамер, а расстояние между движущимися банками – с учетом необходимого времени на разворот видеокамер в исходную позицию после окончания видеосъемки, и на основании обработки полученной видеоинформации автоматически производят отбраковку банки. 2. Устройство для контроля герметичности металлических банок с пищевыми продуктами, содержащее средства для получения видеоинформации, ее обработки, позиционирования банок, связанные с блоком управления, отличающееся тем, что в качестве средства получения видеоинформации и ее обработки использована система технического зрения, включающая системный контроллер, запрограммированная на индикацию неоднородности цвета поверхности банки, и связанные с ним две видеокамеры, а средство позиционирования выполнено в виде ленточного транспортера с нанесенной разметкой мест установки банок, причем видеокамеры установлены по обе стороны от транспортера с возможностью синхронного поворота вокруг своих вертикальных осей, кроме того, устройство снабжено механизмом отбраковки, связанным с блоком управления. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что снабжено средством сигнализации брака, связанным с блоком управления.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
2025730, G01N 33/04, G01M 3/00, опубл. 30.12.1994 г.). Его сущность заключается в том, что металлические банки с молочными консервами укладывают рядами, швами вниз (местами стыков продольных и поперечных швов) на полки термостата, предварительно обернув белой или обработанной индикатором фильтровальной бумагой, и выдерживают при температуре 83÷87°С в течение 5 мин. По появлению на бумаге маслянистых жирных пятен продукта в результате проникновения через капилляры в швах банки как следствие физического расширения продукта в банке при нагревании судят о герметичности металлических банок с продуктом. Относительным количеством негерметичных банок определяется качество партии.
– угол поворота видеокамеры; S – направление движения ленточного транспортера.
