传统饮料热灌装系统的灌装控制改进和结构优化

第1代PET塑料瓶饮料热灌装机存在灌装控制系统简易、工艺不稳定、易发生料液渗漏的问题,使得产品质量不稳定,存在一定风险。笔者提出 一种基于传统热灌装系统的新控制系统和灌装通路优化方法：通过对灌装阀组设计增加新的卫生级气动控制模块,实现灌装工艺的时间变量控制;同时通过优化 分配器和排气管路结构,提高了灌装过程中排气通道的可靠性,消除了冷凝水回流对产品的污染。该改进方法实现了以少量的改造投入,有效提高了工艺稳定性 ,提高了产品的灌装质量。     

高速全自动大桶水检漏装置设计

针对现阶段大桶水回收桶破损后难以被检测出来，导致投诉率高、生产及运输成本增加的难题，笔者设计了高速全自动检漏装置。采用高压真空压力检测，通过压差变化判断桶有无破损并对破损桶进行准确剔除；采用可调机械结构满足对多种桶型的检测；采用浮动接头设计实现稳定定位和精准密封；采用PLC控制踢桶模块剔除不合格桶。实际生产使用表明：产能较之前提高了50%以上，准确率提高了15%。该设计降低了工作人员的劳动强度，提高了生产效率，降低了漏检率。     

基于计算机视觉的滚子端面自动检测系统

针对轴承滚子端面目检损害工人视力以及误检率高的问题，课题组基于计算机视觉检测技术设计了轴承滚子端面自动检测系统。首先，设计了图像采集系统采集滚子端面图像，分析滚子端面缺陷类型的特点，通过对图像的滤波处理、最大类间方差阈值法二值化分割，提取了缺陷特征；然后，分别设定相应的感兴趣检测区域（ROI），定义检测目标的最大像素数作为判别缺陷特征的依据；最后，应用LabVIEW软件开发了计算机视觉自动检测软件系统。实践表明该系统能很好地实现滚子双端面缺陷的自动检测，能满足准确、高效、客观的实时检测要求。     

3瓣式自动抓紧旋盖头设计

为了解决目前3瓣卡爪旋盖头结构复杂、成本高，以及简易旋盖头兼容性差、生产效率低等技术缺陷，课题组设计了一种3瓣式自动抓紧旋盖头。3瓣式自动抓紧旋盖头主要由锥套、3瓣齿牙滑套、定位体、滑动体、复位弹簧和3个定位螺钉等组成。滑动体在旋盖头内腔的中间位置，在旋盖头下降和上升过程中，塑料盖或复位弹簧对滑动体的压力推动3瓣齿牙滑套在锥套内腔上下移动，使其下端收缩或张开，因此不需要设置驱动源。该旋盖头结构简单，可适用于各种旋盖设备，能自动抓紧或脱离塑料盖而完成旋盖任务，值得在包装领域推广。     

新型PET瓶盖杀菌系统的研究与开发

PET瓶超净及无菌灌装技术已成为饮料行业的发展趋势。目前在PET生产线上对瓶盖的杀菌方式主要有紫外线杀菌、倒瓶热力杀菌、化学药剂杀菌等,都存在着杀菌不彻底或者收集处理困难以及成本高等问题。在研究各类杀菌方式、特点的基础上,文章提出了通过过氧化氢喷雾+无菌热空气激发+高强度紫外线结合杀菌的理论,开发一种杀菌彻底,残留少的新型PET瓶盖在线杀菌系统。     

易开盖在线定点剔除技术

设计2种对高速生产线上在线视觉检测不合格易开盖的定点剔除方法。第1种是根据PC采集处理的盖子图片数与PLC计数对比,进行定点剔除;第2种是依靠运动控制卡,利用编码器对传送带位置编码数据,通过位置比较进行定点剔除。在易开盖注胶生产线的实际运行表明,2种方法均能可靠稳定运行。通过使用在线视觉检测和剔除技术,不仅减少了工人的劳动强度,而且保证了产品的质量。     

基于TMS320F28379D和Σ Δ调制的旋变软件解算系统

针对旋转变压器解算困难及专用解算芯片存在二次延时等问题，课题组提出了基于TMS320F28379D的旋变软解算系统。基于旋转变压器与Σ Δ采样，设计了Σ Δ与ADC双路采样电路；采用反正切法实现旋变开环解码；采用基于锁相环原理的双精度数字R/D转换电路实现旋变闭环解码。实验结果表明闭环解码相比于开环解码，以极小延迟为代价提高了位置解算精度。旋变软解算系统能实现旋变的精确解码并降低解算延时。     

玻璃瓶残留液嵌入式在线检测系统

针对啤酒生产线上空瓶灌装前的残留液检测环节,提出了基于电容耦合原理的玻璃瓶残留液嵌入式在线检测系统。采用STM32F103VET6为主控制器,设计高频激励电路模块作为信号发送端,耦合信号接收电路模块作为信号接收端,串口通信电路模块实现与上位机交互。实验表明,系统可在速度大于36 000瓶/h的啤酒生产线稳定且可靠的检测出残留液超标的空瓶,具有一定的市场推广价值。     

基于PLC的布敦岩沥青粉碎生产线控制系统设计

针对目前沥青粉碎生产线采用的继电器控制系统监控能力低、稳定性差和人工操作复杂等缺点，课题组提出了一种基于PLC的沥青粉碎生产线控制系统。系统采用电流互感器和温度传感器采集了粉碎机电机温度和电流信息，实现了电机过热保护和过载保护。根据PLC的工作特点，设计了整套控制线路和PLC程序，实现一键启动和关闭整条生产线；设计了基于触摸屏的友好的人机操作界面，实现了设备状态监控、内部参数设定和历史数据查询等功能。应用结果表明：该系统自动化程度高，使用方便，提高了粉碎生产线的生产效率。该控制系统能有效降低粉碎系统的操作难度，提高粉碎系统的稳定性。     

基于遗传算法与二维最大熵的编织袋缺陷检测

编织袋图像存在的灰度不均匀、噪声污染大等问题影响了缺陷检测的精度和效率，为此，课题组提出一种基于改进遗传算法与二维最大熵的编织袋缺陷快速检测方法。先对编织袋图进行预处理，消除图中存在的背景噪声以及细微像素点；接着利用与二维最大熵结合的改进遗传算法快速选取图像分割的最佳阈值，提高分割速度与精度；最后利用连通域标记对缺陷进行统计与定位。实验结果表明：该方法对编织袋缺陷的分割精度与速度优于迭代阈值法、一维最大熵法以及结合一般遗传算法的二维最大熵法。新方法能够精准、高效地检测出编织袋的质量缺陷。