CN101658327A

CN101658327A - 卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统

Info

Publication number: CN101658327A
Application number: CN200910044366A
Authority: CN
Inventors: 周冬莲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-13
Filing date: 2009-09-13
Publication date: 2010-03-03

Abstract

卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，包括人机界面控制处理装置、钢印检测装置、切口自动纠偏装置和油墨自动控制装置，所述人机界面控制处理装置由工控机、影像处理器和中央控制器连接而成；钢印检测装置由高速CCD、光学镜头、LED光源板和工装连接而成；所述切口自动纠偏装置由纠偏输出板、步进电机和第二导纸辊连接而成；所述油墨自动控制装置由油墨棒和气动电磁阀电连接，本系统在整个卷接机生产过程中实现了以机器视觉来取代人工抽检，100％实时在线检测；以电子开关调节代替MAX电气面板上的旋钮，实现机器自动调节；实现了在线钢印的模糊检测和油墨控制，取代现有的人工抽检和手动调节，提高了产品质量，降低了劳动强度和物料损耗。

Description

卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统

【技术领域】

本发明涉及一种卷接机组钢印系统的印刷质量检测和油墨的自动控制及钢印与切口位置的检测和自动纠错系统。

【背景技术】

目前，各卷烟厂的卷接机组大多采用钢印的方式，对烟支商标进行套色印刷。在卷接机生产过程中，卷烟纸在走纸时由于速度变化(机台加速或减速)，导纸轮磨损及机械配合间隙误差，皮带松紧度变化，吸丝带打滑等原因，造成卷烟纸在运行过程中长度发生改变，从而影响切刀端口相对于钢印的位置，产生水松纸与钢印的位置偏移，出现上下烟。此类烟均为不良烟支，需要检测剔除出来，同时也需要补偿。而目前的检测方式只是采用人工目测抽检，发现切口位置有偏移时，手动调节Max电气面板上的SETPOINT旋钮以补偿切口相对于钢印的位置。这种人工目视检测和手动调整的方法，不但劳动强度大、反应速度慢，而且调整精度低、钢印质量差、物料浪费大。

【发明目的】为了解决当前卷接机组钢印与切刀位置产生的偏差，以及钢印的模糊残缺油墨的浓淡不一的技术问题，本发明提供一种卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，达到用机器视觉来取人工抽检，实现100％实时在线检测；以电子开关调节代替MAX电气面板上的机械旋钮，实现机器自动调节；同时实现在线钢印的模糊检测和油墨控制，取代人工抽检和手动调节，降低工人的劳动强度，提高产品质量的目的。

为解决其技术问题，本发明采用的技术方案是：设计出的一种卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，包括人机界面控制装置、钢印检测装置、切口自动纠偏装置和油墨自动控制装置，它的特点是：(1)所述人机界面控制处理装置由工控机、影像处理器和中央控制器连接而成；钢印检测装置由高速CCD、光学镜头、LED光源板和工装连接而成；所述切口自动纠偏装置由纠偏输出板、步进电机和第二导纸辊连接而成；所述油墨自动控制装置由油墨棒和气动电磁阀连接而成。(2)所述影像处理器采用机器视觉确保钢印检测的准确性和检测的速度，检测的结果通过中央控制器输出到工控机进行人机界面实时显示，同时也将运算处理后的结果送到切口自动纠偏装置和油墨自动控制装置，执行第二导纸辊的角度调整和气动电磁阀的动作，从而实现钢印质量的检测、切口位置的调整和油墨的控制。

与现有技术相比，本发明有如下实质性特点和显著的进步：由于本系统采用高精度、高速度影像处理系统，通过轴编码器脉冲对盘纸上相邻双支烟的钢印进行在线拍摄，通过图像分析、处理，得到钢印的位置与灰度信息，然后与储存在内存中的标准钢印进行对比，从而判定该钢印是否合格。中央控制单元实时将结果显示在相应的设备上，并根据判定结果执行位置调整、油墨控制、缺陷剔除、缺陷告警、停机等相关操作。避免了现有技术中的人工抽检、手动调节带来的劳动强度大、速度慢、质量差的缺陷，在整个卷接机生产过程中实现了以机器视觉来取代人工抽检，100％实时在线检测；以电子开关调节代替MAX电气面板上的旋鈕，实现机器自动调节；同时实现了在线钢印的模糊检测和油墨控制，取代现有的人工抽检和手动调节，提高了产品的质量，降低了工人的劳动强度，减少了物料损耗。

【附图说明】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意方框图；

图2是本发明工作时的程序流程方框图。

【具体实施方式】

参照附图：本发明的硬件由人机界面控制处理装置1、钢印检测装置2、卷接机组3、切口自动纠偏装置4和油墨自动控制装置5连接而成；所述人机界面控制处理装置1由工控机101、影像处理器102、中央控制器103、及串行接口104点连接而成。其中工控机101采用研华工控机，型号是IPPC-9151，用来监控实时图片、数据、统计分析；所述影像处理器102由用于实时拍摄被检产品图像的CCD系统、DSP图像微处理器和图像显示器连接而成；所述中央控制器103采用一台型号为ATMEL M162的微处理器，通过串行接口104分别与工控机101和影像处理器102电连接；所述人机界面控制处理装置1是通过所连中中央控制器实现系统与机组的同步处理，对不良烟支剔除、钢印位置调整连续警告、停机的任务。

为了配合上述装置正常工作，本发明还连接有钢印检测装置2、卷接机组3、切口自动纠偏装置4和油墨自动控制装置5、照明系统、剔除装置、告警、停机机装置、降温除尘装置及开关电源；其中照明系统是为图像拍摄提供照明；剔除装置是用于驱动电磁阀，实现对缺陷产品的在线剔除；告警、停机装置是当告警、停机条件满足时系统提示的故障信息；降温除尘装置通过采用降温、除尘装置的运行来保障系统长期稳定工作；开关电源是由市电产生DC24V/12V的直流电源，供整个系统使用。

所述钢印检测装置2是在机器视觉检测系统中，增加两个位置计算窗口，分别计算文字钢印或图案钢印的X坐标，然后与注册的标准图片的X坐标进行比较从而计算出位置的上偏或下偏，然后通过检测系统的I/O端子输出到纠偏控制单元进行调整。通过现场验证，将断纸传感器调头下移，工装安装在导纸板上方位置进行检测，可以实现文字钢印或图案钢印X坐标的计算，并通过设置适当的阀值能够达到检测水松纸与钢印文字的位置偏移的目的。同时对比标准图片的灰度和套色钢印的位置，实现钢印的模糊残缺、油墨浓淡和套色钢印的上下左右位置检测。

所述切口自动纠偏装置实现纠偏功能：是用本切口自动纠偏装置代替原有的MAX电器柜钢印位置调整电路板，采用智能控制的数字电位器，型号为DS1666取代MAX面板上的手动调节的机械电位器，同时在面板上安装一个手动/自动选择的旋钮开关进行手动/自动选择。影像处理器端子输出的钢印文字或钢印图案X坐标上偏或下偏的两路信号，经过中央控制器内部计算分析输出控制信号，调整切口自动纠偏装置，改变第二导纸辊的角度从而改变卷烟纸的长度，以实现钢印与切口偏移调整。通过现场试验，数字电位器DS1666调整后的输出与机械电位器的输出是一致的，可以实现自动调整。

本发明所述系统，已装配完成，通过长时间的运行和检测，其主要参数记录如下：

一、技术参数

检测速度：＞7000支/分钟(全检)；

墨点检测：＞1mm(直径)；

野墨检测：＞1mm(直径)；

残缺检测：＞1mm(重要部位)；

套色钢印上下位置偏移检测：＞1mm；

套色钢印左右位置偏移检测：＞1mm；

钢印与切口位置偏移检测：2mm±1mm；

钢印与切刀位置自动调整精度：＜0.1mm；

剔除烟支数：双倍长烟支；

二、配置参数

剔除步长：1-255(双倍长烟支)；

告警步长：缺陷烟支比例10％-100％(双倍长烟支)；

停机步长：缺陷烟支比例10％-100％(双倍长烟支)；

三、系统容量

保存标准钢印图片：＞20张(每个品牌)；

实时图片保存：＞500张；

统计数据保存：＞1年；

四、关键部件寿命

影像控制系统：100,000MTBF；

照明模块：20,000至30,000小时；

五、环境参数

温度：0-50℃；

湿度：35-85％；

六、供给电源

电压：220VAC±10％；

功耗：＜300W.

Claims

1、一种卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，包括人机界面控制处理装置、钢印检测装置、切口自动纠偏装置和油墨自动控制装置，其特征是：所述人机界面控制处理装置由工控机、影像处理器和中央控制器连接而成；钢印检测装置由高速CCD、光学镜头、LED光源板和工装连接而成；所述切口自动纠偏装置由纠偏输出板、步进电机和第二导纸辊连接而成；所述油墨自动控制装置由油墨棒和气动电磁阀连接而成。

2、根据权利要求1所述的卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，其特征是：所述影像处理器采用机器视觉确保钢印检测的准确性和检测的速度，检测的结果通过中央控制器输出到工控机进行人机界面实时显示，同时也将运算处理后的结果送到切口自动纠偏装置和油墨自动控制装置，执行第二导纸辊的角度调整和气动电磁阀的动作，从而实现钢印质量的检测、切口位置的调整和油墨的控；将运算处理后的结果送到剔除阀，执行在线剔除。

3、根据权利要求1或2所述的卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，其特征是：所述人机界面控制处理装置的工控机采用研华工控机，型号是IPPC-9151，用来监控实时图片、数据、统计分析；所述影像处理器采用于实时拍摄被检产品图像的CCD系统、DSP图像微处理器和图像显示器连接而成；所述中央控制器采用一台型号为ATMEL M162的微处理器，通过串行接口分别与工控机和影像处理器电连接；所述人机界面控制处理装置是通过所连中央控制器采用轴编码器实现系统与机组的同步处理，对不良烟支剔除、钢印位置调整连续警告、停机的任务。

4、根据权利要求1或2所述的卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，其特征是：本系统还设有照明系统、剔除装置、告警、停机机装置、降温除尘装置及开关电源；其中照明系统是为图像拍摄提供照明；剔除装置是用于驱动电磁阀，实现对缺陷产品的在线剔除；告警、停机装置是当告警、停机条件满足时系统提示的故障信息；降温除尘装置通过采用降温、除尘装置的运行来保障系统长期稳定工作；开关电源是由市电产生DC24V/12V的直流电源，供整个系统使用。

5、根据权利要求1或2所述的卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，其特征是：所述钢印检测装置是在机器视觉检测系统中，增加两个位置计算窗口，分别计算文字钢印或图案钢印的X坐标，然后与注册的标准图片的X坐标进行比较从而计算出位置的上偏或下偏，然后通过检测系统的I/O端子输出到纠偏控制单元进行调整；通过现场验证，将断纸传感器调头下移，工装安装在导纸板上方位置进行检测，来实现文字钢印或图案钢印X坐标的计算，并通过设置适当的阀值能够达到检测水松纸与钢印文字的位置偏移的目的；同时对比标准图片的灰度和套色钢印的位置，实现钢印的模糊残缺、油墨浓淡和套色钢印的上下左右位置检测。

6、根据权利要求1或2所述的卷接机在线钢印检测油墨控制与切口自动纠偏系统，其特征是：所述切口自动纠偏装置采用智能控制的数字电位器，型号为DS1666取代MAX面板上的手动调节的机械电位器，同时在面板上安装有一个选择手动/自动的旋钮开关。