调味品标签在线检测的技术应用

谭景辉

(李锦记(新会)食品有限公司，广东 江门 529100)

0 引言

在大批量自动化生产线上，往往一条生产线生产多个品种调味品，每个品种产品对应标签也不同，在生产过程中发现会存在少量标签印刷不良，或者由于人为因素导致同种产品标签混有少量其他品种标签，以及贴标签机漏贴标签等问题存在。为了保证每瓶调味品都有准确的身份信息，标签必须100%对应产品信息，标签印刷不良或漏贴标签的为不合格产品，瓶身标签不合格是不允许出厂流入市场的，因此需要一台标签检测机在线检测和剔除不合格产品，保证出厂前产品100%通过检测合格。

1 瓶身标签检测机的设计和应用

本设计通过对调味品所使用的标签进行对比和分析，不同品种产品标签使用的颜色是有差别的，在标签识别上采用颜色传感器来区分不同品种调味品所使用的标签。

标签检测机构造(见图1)由颜色传感器、光电检测开关、机架、高度调节支架、气缸剔除机构、PLC控制电路组成。其核心检测元件RGB颜色传感器对相似颜色和色调的检测可靠性较高，它是通过三基色光源测量标签颜色的反射率来实现颜色检测，并能准确区别相似的颜色，甚至相同颜色的不同色调；光电开关用来检测进入标签检测机的瓶子，通过调节支架方便调整传感器位置以达到检测最佳效果；控制电路用来接收检测信号和输出控制；剔除机构是由一个双作用气缸和弹性挡板组成，用来剔除不合格产品；电路控制系统采用PLC控制，通过触摸屏可以进行人机互换信息，监控PLC系统运行情况及设备故障。

2 光电传感器的工作原理

光电开关选用扩散反射型光电开关，它的检测头上装有一个发光器和一个收光器，但前面没有反光板。在正常情况下发光器发出的光，收光器是找不到的，当有检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，经过内部转换从而输出一个开关信号。

1-控制电箱；2-机架；3-检测传感器调节支架；4-扩散反射型光电开关；5-扩散反射型光电开关；6-气缸剔除机构；7-颜色传感器。

3 RGB颜色传感器的工作原理及特性

颜色传感器又叫色差传感器或色彩传感器，它是通过三基色光源测量标签颜色的反射率来实现颜色检测，并能准确区分相似的颜色，甚至相同颜色的不同色调。其特性(见图2)有8通道存储信号，同时检测4种颜色，采用三基色光源，精确识别目标，液体、固态颜色都能精确分辩，其宽范围检测精准识别色差精准识别相差2～3个度的任何目标物，不受材质形状限制，不受被测材料振动影响，不受位置倾斜度和表面光泽的影响。

图2 颜色传感器的特性

4 剔除机构的工作原理

剔除机构选用双作用气缸，其工作原理是:通过活塞两侧交替供气，使活塞杆在1个或2个方向输出力。气缸活塞杆装有一弹性材料制成挡板，可保护瓶身如PE瓶、PET瓶和玻璃瓶产品，气缸前后安装有磁性开关，通过信号反馈PLC，PLC确定其位置状态，剔除气缸动作速度可根据瓶身重量来调节压缩空气供气压力。

5 标签检测机的工作原理

通过选用颜色传感器、光电开关、气缸剔除机构及PLC控制电路共同组成标签检测机。其标签检测流程如图3所示，当有瓶子进入标签检测机入口，光电开关检测到瓶子时，输出信号给PLC，PLC对其锁定，到达颜色传感器位置时，颜色传感器通过扫描目标瓶身标签，接收瓶身标签的反射光并根据接收光的颜色与其存储的颜色对比，颜色一致时，经内部电路转换输出信号给PLC，PLC对其瓶子解锁，并复位电路系统，瓶子可以通过剔除机构到下一个工序，同时第2个瓶进入标签检测机进行检测，当瓶身无标签或标签颜色与颜色传感器存储颜色不一致时，则无信号输出，PLC在规定时间内没有接收到颜色传感器的反馈信号，则不给予解锁继续锁定，当目标瓶到达光电开关，光电开关检测到瓶子时，输出信号给PLC，PLC继电器输出控制电磁阀，电磁阀驱动气缸弹出将目标瓶快速剔除，同时气缸复位缩回，控制电路也同时复位，标签检测机又可以对第3个瓶检测。不合格产品被剔除出运输带，保证通过检测的产品100%合格。电路控制系统采用PLC控制，通过触摸屏可以进行人机互换信息，清楚显示出检测产品数量和不合格产品数量值，以便品控人员及时跟进和处理。

图3 瓶身标签检测流程图

6 结语

本文通过颜色传感器和光电开关及PLC控制技术的应用设计出一种调味品瓶身标签检测机，不仅可实现PE瓶、PET瓶、玻璃瓶等瓶身标签检测，还可以减轻工人劳动强度，提高产品检测率，保证产品质量。随着新技术、新材料的不断涌现，标签检测技术将会更先进，检测速度更快速，检测内容更全面，进而给企业带来更好的经济效益和社会效益。