Одним из способов обеспечения длительной сохранности и безопасности для потребителей пищевых продуктов является консервирование. Консервы - продукт повышенного спроса и массового производства. Важной задачей с целью предотвращения брака продукции является контроль герметичности банок в ходе технологического процесса. Используемые в промышленности методы контроля основаны на применении ручного труда и визуальной оценки герметичности. Субъективность результатов оценки и значительная продолжительность операции контроля затрудняет использование подобных методов в высокопроизводительных консервных линиях. Одна из новейших разработок отечественной технологии и оборудования для наполнения плодоовощных консервов в стеклянной таре с винтовой укупоркой предусматривает косвенный контроль герметичности, основанный на измерении величины прогиба крышки. Однако этот метод не распространен на проверку герметичности консервов в металлической таре [1]. Предложена автоматизированная система герметичности консервов в любой таре, базирующаяся на применении средств технического зрения. Функциональная структура обобщенной схемы системы контроля герметичности такого типа приведена на рис.1.

Указанная система состоит из следующих подсистем: технического зрения (ПТЗ), позиционирования (ПП), отбраковки (ПО) и сигнализации (ПС). Подсистема технического зрения, контролирующая появление локальных выделений (подтеков) продукта, включает две видеокамеры, размещенные напротив позиций установки банок по обеим сторонам ленточного транспортера. Для фиксации консервных банок в определенной позиции на ленточном транспортере используется подсистема позиционирования. Подсистема отбраковки обеспечивает удаление с помощью толкателя дефектных банок (ДБ) с транспортера в накопитель. Подсистема сигнализации информирует оператора световым и звуковым сигналами о наличии и количестве бракованных банок.

Рис. 1. Функциональная структура обобщенной схемы системы контроля герметичности

Одной из задач повышения производительности системы контроля является сокращение времени позиционирования консервной банки. Известно устройство позиционирования, выполненное по типу механического захвата с возможностью перемещения на рабочие позиции и последующего вращения банки вокруг своей оси [2]. При таком варианте позиционирования при каждом цикле контроля требуются периодические остановки ленточного конвейера, что снижает его производительность.

В рассматриваемой системе контроля функции устройства позиционирования согласованы с алгоритмом работы средств технического зрения. Процесс контроля герметичности консервных банок осуществляется непрерывно.

Видеокамеры снабжены устройством синхронного поворота на угол ±15° по отношению к движущейся контролируемой банке (рис.2,3). При этом длительность одного цикла видеосъемки от начальной до конечной позиции составляет:

T_Ц = T _РЦ + t_в,

где T_{РЦ -} время рабочего цикла; t_{в -} время возврата видеокамер в начальную позицию.

T_РЦ = L/V,

где L - расстояние от начальной до конечной рабочей позиции установки банок; V - скорость движения ленточного транспортера.

Рис. 2. Схема исходного взаимного положения видеокамер и ленточного транспортера с контролируемыми банками: 1 - разметка, нанесенная на ленточный транспортер; 2 - позиция отбраковки дефектных банок; 3 - накопитель дефектных банок; 4 - видеокамера №1; 5 - ширина зоны обзора видеокамеры; 6 - контролируемая банка; 7 - ленточный транспортер; 8 - толкатель; 9 - привод механизма толкателя; 10 - видеокамера №2; D - диаметр банки; L - расстояние между банками

Рис. 3. Схема изменения взаимного положения видеокамеры и контролируемой банки: 1 - контролируемая поверхность банки; 2 - видеокамера; 3 - ленточный транспортер; 4 - конечная позиция банки в цикле видеосъемки; 5 - средняя позиция банки в цикле видеосъемки; 6 - начальная позиция банки в цикле видеосъемки; б - угол поворота видеокамеры; S - направление движения ленточного транспортера

Предлагаемый алгоритм автоматизированного контроля герметичности консервов с учетом схемы взаимного положения видеокамеры и контролируемой банки при движении ленточного транспортера приведен на рис.4.

консервная банка герметичность автоматизированный алгоритм

Рис.4. Алгоритм автоматизированного контроля герметичности консервов

Реализация рассматриваемого алгоритма обеспечивает непрерывность процесса и необходимое качество контроля герметичности пищевых консервов, не ограничивая производительность автоматизированных консервных линий.

Список литературы