皮帶傳輸袋裝物體的精確計數檢測方法與流程
2024-03-29 06:29:05 2
本發明涉及一種皮帶傳輸袋裝物體的精確計數檢測方法。
背景技術：
皮帶傳輸機在現代生產作業中有著廣泛的應用，尤其是在化肥、鹽業、飼料、糧食、水泥、糖業等以袋包裝為特徵的行業中，皮帶傳輸機是其生產與流通中的主要傳輸設備。使用皮帶傳輸機傳輸固定規則形狀物體作業中，採用的計數檢測方法簡單且準確，然而，在進行傳輸非固定形狀的袋裝物體的傳輸作業中，對計數檢測方法的要求則相對較高，因此，計數檢測方法對保障傳輸機傳輸袋裝物體時的計數準確性顯得特別重要。
通常，一些袋裝物體的傳輸作業是在室外或者類似於室外的半敞開環境中進行的，因此，在傳輸計數作業中有時會出現飛蟲、飄物等幹擾因素；另外，包裝袋的飛邊、袋繩、傳輸皮帶磨損而產生的毛邊等，也成為影響袋包裝物體計數準確性的主要幹擾因素；再者，很多袋裝物體的傳輸作業中，著重注重以效率優先為原則，而忽略了對作業的標準化和規範化要求，例如:在正常作業中，應當把袋裝物體按照袋子長度方向沿著傳輸運行的方向放置在傳輸帶上，但在實際作業中，卻時常發生將袋裝物體橫向放置，或以較大傾斜角度放置，或以疊袋方式放在傳輸帶上（如圖1所示）。由於上述因素的存在，使得目前所採用計數檢測方法不能完全滿足皮帶傳輸袋裝物品時的準確計數要求。
目前，對於皮帶傳輸機傳輸袋裝物體的計數，普遍是採用一對對射光電開關進行檢測，但也有少數是採用兩對對射光電開關進行檢測，檢測的方法主要有三種。
第一種檢測方法，採用一對對射型光電開關，是以物體通過光電開關時引起光電開關發生電平跳變為依據來進行確認和計數。以採用對射型npn常閉光電開關為例進行說明：當物體通過時，光電開關被遮擋而發生由高電平跳變為低電平開始確認，當物體離開時，光電開關由低電平跳變為高電平完成確認，並進行累加計數。這一檢測方法，能夠檢測出袋裝物體橫向放置，或以較大傾斜角度放置，或以疊袋方式放置等，但是對於袋裝物體傳輸作業中存在訴述飛蟲、飄物等諸多幹擾因素，不能有效地排除，尤其是連袋情況時不能進行有效地識別，從而導致計數誤差的存在，使得這種計數方法的可靠性降低。
第二種檢測方法，採用一對對射型光電開關，根據物體通過光電開關的時間長度來進行確認和計數。這種檢測方法是根據物體通過時，光電開關發生兩次電平跳變的時間長度來計算出物體的數量。這一檢測方法能夠對袋裝物體傳輸中出現連袋情況進行時識別，但是該種檢測方法在實際應用中也存在的無法克服的缺陷。首先，每一長度規格傳輸物體的基準時間長度，即單個傳輸物體通過光電開關的平均時間長度，都需要在傳輸帶上進行多次測試而取得，然而，由於傳輸機結構部件的老化與磨損等會導致傳輸機傳輸速度的變化，從而影響到之後的計數準確性；其次，由於不同長度規格及種類的單個物體通過對射型光電開關的時間長度各不相同，這就要求對不同長度規格及種類的袋裝物體都要進行基準時間長度參數的測算，這使得這一檢測方法的實際應用受到了極大的限制；再次，由於不同規格傳輸機的傳輸速度不盡相同，因此對不同規格的傳輸機都需要單獨進行基準時間長度參數的測定，增加了產品的應用成本。另外，由於袋裝物體的傳輸作業中存在著影響計數準確性的幹擾因素，使得每一長度規格傳輸物體的基準時間長度的測得，必須由專業技術人員完成，並且無法由用戶自行測定並通過在程序中輸入參數的形式來完成，推廣應用受到了限制。基於以上的因素，不但使這一檢測方法的計數準確性降低，同時也使得該檢測方法的推廣使用受到制約。
第三種檢測方法，採用具有一定間隔距離放置的兩對對射型光電開關。這一檢測方法，是在每個計數運行中，用兩對對射型光電開關對傳輸物體進行檢測，根據兩對光電開關之間的距離及所檢測的物體通過時間，測算出傳輸物體的長度，進而確定出傳輸物體的數量。與前兩種檢測方法相比，這一檢測方法的準確性較高，並便於推廣應用。儘管這一檢測方法的計數準確性很高，但是該檢測方法在實際應用中也存在著不容忽視的缺陷，容易造成漏檢，從而出現少計數的情況，不能實現精確計數的需要。下面結合圖1對該種檢測存在的缺陷進行說明，以便找到適合的傳輸袋裝物體的檢測方法，實現準確計數。這一計數檢測方式需要進行物體的傳輸時間和傳輸速度的確定，是以物體通過時，對射型光電開關1a與1b先後產生由高電平跳變為低電平，並同時保持一定的低電平狀態為依據的，即必須是檢測的傳輸物體能夠同時遮擋住光電開關1a與1b時，該種檢測方法才能有效。也就是說，只有在傳輸物體的有效檢測長度(假設為l)大於或等於光電開關1a與1b之間的距離d時，該種檢測方法才能夠有效。由於該檢測方法的局限性，對於袋裝物體橫向擺放或者以與傳輸方向較大的角度擺放在傳輸帶上，可能造成有效檢測長度l小於光電開關1a與1b之間的距離d，傳輸物體不能同時遮擋住光電開關1a與1b，而使得傳輸物體不能被有效檢測和計數。如圖1中所示的疊袋方式放置的傳輸物體是不能進行有效地識別，在圖1中，袋裝物體4b以疊袋方式放置於袋裝物體4a上，其有效檢測的長度為f，而f值小於檢測點間的距離d，即傳輸物體4b不能同時遮擋住光電開關1a與1b，因而造成漏檢，降低了計數的準確性。
以上三種計數檢測方法不能完全滿足皮帶傳輸機傳輸袋裝物品的準確計數要求，且存在著不宜於推廣應用的問題。這正是本申請需要著重改善的地方。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是要提供一種計數準確性高，並且便於推廣應用的皮帶傳輸袋裝物體的精確計數檢測方法。
為了解決以上的技術問題，本發明提供了一種皮帶傳輸袋裝物體的精確計數檢測方法，在皮帶傳輸機的兩側邊框的上部，按設定的距離放置安裝兩對對射型光電開關，每對對射型光電開關處於對射位置，對射型光電開關與計數控制單元連接；計數檢測方法包括如下的步驟：
步驟1：在每個計數作業中，兩對對射型光電開關同時對通過檢測區域的前三個單件傳輸物體進行檢測，確定物體的基準傳輸時間值t基準，所述t基準為每個計數作業中所測得的前三個單件傳輸物體檢測時間的平均值作為基準時間長度，自動存儲於計數控制單元中；
步驟2：根據一對對射型光電開關的電平變化情況檢測出所通過的傳輸物體的運行時間長度t測；
步驟3：根據n=t測/t基準，得到傳輸物體的數量，並進行累加計數。
所述傳輸物體的數量n＝t測/t基準，其中t基準為每個計數運行中自動測量並存儲在計數控制單元中的基準時間長度值，t測為傳輸物體的實際檢測時間長度值；n為整數，其取整規則如下：
（1）當n的小數部分≥0.36時，在n的整數部分上加1,並捨去小數部分；
（2）當n的小數部分＜0.36時，n的整數部分不變，並捨去其後的小數部分。
所述基準時間長度值t基準=t0，為每個計數作業中必須確保最先放置傳輸帶上的前三個物體為單件，測得這前三個單件物體的檢測時間長度的平均值t0，自動存儲在計數控制單元中，其中：
t0為三個單件的傳輸物體分別通過時，第一對及第二對對射型光電開關都先後經歷由高電平跳變為低電平，並同時保持低電平狀態，之後當物體離開第一對對射型光電開關時其由低電平跳變為高電平狀態，在這一過程中所測得的三個傳輸物體通過第一對對射型光電開關的平均傳輸時間值。
所述t測=t，t由計數控制單元根據對射型光電開關電平跳變的時間檢測得到，t為傳輸物體通過時，從第一對對射型光電開關產生第一次電平跳變開始，至其產生第二次電平跳為止的時間，即傳輸物體通過第一對對射型光電開關的傳輸時間值。
所述計數控制單元中，設置相應的幹擾時間段t1加以忽略，以排除幹擾因素對傳輸物體的檢測和識別的影響。
所述幹擾時間段t1，其取值範圍為t1∈（0，0.24t1］，其中t1為每個計數作業中所測得的前三個單件物體由第一對對射型光電開關到第二對對射型光電開關的時間長度平均值，自動存儲在計數控制單元中。
t0、t1、t由計數控制單元根據光電開關電平跳變的時間檢測得到。
發明的優越功效在於：
（1）能夠有效地測量出傳輸物體的運行時間，因此不但能有效地檢測出傳輸袋裝物體的連袋數，還能對出現的袋裝物體橫向放置、以較大傾斜角度放置、或者以疊袋方式放置的狀態有效地檢測出來，實現精確計數；
（2）設置了幹擾項時間段，及單個傳輸物體的基準時間長度t基準參數，確保了計數的準確性；
（3）使得計數操作簡化，便於推廣應用；
（4）採用兩對對射型光電開關對每個計數作業中的前三個單個單元傳輸物體通過兩個檢測點的運行狀況進行檢測，以此計算出傳輸物體的基準時間長度值t基準，之後通過一對光電開關來檢測傳輸物體的實際通過時間t測，避免了出現漏檢的情況，確保了計數的準確性。
附圖說明
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1為傳輸物體以疊袋方式放置的示意圖；
圖2為本發明的結構示意圖；
圖3為本發明檢測方法的原理示意圖；
圖中標號說明
1a、1b-對射型光電開關；2-皮帶傳輸機；
201-機架邊框；202-傳輸皮帶；
3-光電開關的安裝支架；4–袋裝傳輸物體；
4a、4b–單件袋裝傳輸物體。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
下面結合附圖詳細說明本發明的實施例，本發明以對射型npn常閉光電開關為例，對射型npn常閉光電開關在無物體遮擋時處於高電平狀態，當有物體遮擋時處於低電平狀態。
如圖2和圖3所示，在皮帶傳輸機2機架兩側的邊框201的上側，選擇適當的檢測位置點a及檢測位置點b，並確保兩個檢測點之間的距離為d。分別在檢測點a、b處，將對射型光電開關的安裝支架3固定在兩側機架邊框201的上側，將對射型光電開關1a、1b分別固定在相應的安裝支架上，並使得檢測點a及b上的兩個對射型光電開關處於對射位置。
所述檢測點a與b之間距離d的設定：取被傳輸袋裝物體中的最小長度規格長度值的0.62倍。
進行計數作業時，啟動計數控制單元使皮帶傳輸機2運轉，將袋裝傳輸物體4放到傳輸皮帶202上，袋裝傳輸物體4跟隨著傳輸皮帶202的運轉而進行移動，並先後經過檢測點a、b位置上的對射型光電開關1a、1b，計數控制單元根據袋裝傳輸物體4通過對射型光電開關1a、1b時檢測獲得相應的檢測數據，並通過計數控制單元對這些數據進行運算和處理，來實現累加計數工作。
以檢測點a作為基準點，即作為計數作業運行開始和結束的確認點。袋裝傳輸物體4開始通過檢測點a時，對射型光電開關1a由高電平跳變為低電平，開始一個新的計數運行過程，當袋裝傳輸物體4離開檢測點a時，對射型光電開關1a由低電平跳變為高電平，結束一個計數運行過程，並根據計數控制單元對檢測數據的運算和處理進行累加計數。
為了實現準確計數，設定檢測物體的基準時間值t基準及被忽略的幹擾項時間段；另外，設定的約束性作業要求是：在傳輸作業時，應確保在傳輸帶上放置傳輸物體，使得所放置的前三個物體一定是單件，即前三個物體之間保持一定的距離，不與之前或之後的物體不相互連接，並且這三個單件物體按其長度方向與傳輸帶的傳輸方向平行放置在傳輸帶上。
所述幹擾項時間段t1的設定：在每一個計數作業中，取將時間段t1∈（0，0.24t1］，其中t1為每個計數作業中所測得的前三個單件物體由檢測點a到檢測點b的時間長度平均值，作為基本參數自動設置在計數控制單元中，以此作為檢測到的幹擾時間段進行排除。
所述t基準，為每個計數作業中所測得的前三個單件物體通過光電開關a1的時間長度的平均值，作為基準時間長度值設定在計數控制單元中。
所述t基準的確定：根據所述設定的約束性作業要求，在每一個計數作業中，必須確保最先放置傳輸帶上的前三個物體為單件，測得這前三個單件物體的檢測時間長度平均值t0，自動存儲在計數控制單元中。根據每件傳輸物體通過對射型光電開關1a及1b時各光電開關的其電位變化情況，由計數控制單元識別出傳輸物體並進行累加計數，同時，根據t測=t,將檢測出的每個傳輸物體通過光電開關1a的時間長度值t測進行相加並取平均值，作為確定之後檢測傳輸物體數量的基準時間長度t基準自動存儲在計數控制單元中。其中：
t0為三個單元的傳輸物體分別通過時，第一對及第二對光電開關都先後經歷由高電平跳變為低電平，並同時保持低電平狀態，之後當物體離開第一對光電開關時其由低電平跳變為高電平狀態，在這一過程中所測得的三個傳輸物體通過第一對光電開關的平均傳輸時間值。
所述t測=t,其中：
t為傳輸物體通過時，從第一對光電開關產生第一次電平跳變開始，至第一對光電開關產生第二次電平跳為止的時間，即傳輸物體通過第一對光電開關的傳輸時間值。
t0、t1、t由計數控制單元根據光電開關電平跳變的時間檢測得到。
由此得到，傳輸物體的數量n=t測/t基準，其中t基準為每個計數運行中自動測算並設定在計數控制單元中的傳輸物體的基準時間長度值，t測為傳輸物體的實際檢測時間長度值；n為整數，其取整規則如下：
（1）當n的小數部分≥0.36時，在n的整數部分上加1,並捨去小數部分；
（2）當n的小數部分＜0.36時，n的整數部分不變，並捨去其後的小數部分。
以上所述僅為本發明的優先實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。