CN1020546C - 香烟制品的横向尺寸检验和校正装置 - Google Patents

Abstract

所述的装置至少由两个光学检测器(19，20)组成，每个检测器有两个光学组件(24，25)，这两个光学组件分别在香烟制造机器出口处棒状香烟条(15)直径方向的两端相对安装。一个光敏元件(26)由用于成像扫描的一组电荷耦合装置组成，每次扫描，检测器(19，20)发出反映棒状香烟条15横向尺寸的信号，该信号首先与一个反映棒状香烟条15名义尺寸的临界信号比较，然后利用与之连接的步进电机(33，34)，从而控制校正棒状制品横向尺寸的装置。

Description

一种用于香烟制品横向尺寸检验和校正的装置，该装置特别适用于制造香烟及类似制品的机器中。

这里所介绍的发明是一种有关用于香烟制品横向尺寸检验和校正的装置，该装置特别适用于制造香烟及类似制品的机器中。

下列有关香烟制造机器说明的要点，实际上对制造香烟过滤嘴的机器也同样有效。

在已有技术中，用于检验和校正这样制品横向尺寸的抓取装置是根据不同的操作原理设计的。在 英国专利NO888.478中，由香烟制造机器制成的一系列连续棒状制品竖直着连续地通过一个供有恒压气体（空气）的腔室。气体经由若干通气孔逸出，棒状制品经过这些通气孔进入或离开腔室。很明显，棒状制品横截面尺寸的变化导至空气逸出所通过的孔口面积的变化，从而也就是腔室内的压力变化。因此这个压力就给出在任何给定时刻的处于腔室中的棒状制品的横向尺寸和长度的指示。

但是，该气动形式的系统不能提供足够的精确度，因为用于生产连续棒形香烟的低的高孔隙率以及棒状制品输送的速度很大程度地影响了在腔室内部所测得的压力。

此外，在已有技术中还有这样一些装置，例如在NO0057992的欧洲专利申请中，利用柔性测头检验棒状香烟横向尺寸。这种测头的一端与一个固定支座连为一体，而另一端与连续棒形制品保持接触，用于测量测头压力变化的装置输出一个电信号，该信号反映出棒形制品的圆周尺寸。这种装置能用于完成预期的校正测量。

十分清楚，在这种形式的装置中，测头紧造连续棒状制品的滑动可能引起香烟制品本身的损坏。特别是在超高速香烟制造机器中这种损坏尤为明显。更重要的是，由连续棒状制品的滑动所述造成的测头的振动会增加检测的误差，而这种误差转而导致棒状制品圆周尺寸校正的错误。

本发明的目的是提供一种用于检测与校正香烟和其它类似制品横向尺寸的装置。这些制品可以是连续棒状或者分离棒状，由于该装置既不采用气动，也不采用机械测量系统，所以能消除已有技术中所有的缺点。

上述目的可由本篇所介绍的发明来实现。本发明是有关检测和校正香烟制品，特别是香烟制造机器中的产品和类似产品的横向尺寸的装置。它包括一个连续香烟棒成型平台，并且顺着棒形制品运动方向的进程中提供一个切纸以及将其包在芯子上形成棒形制品的装置;一个至少将纸的一个纵向边涂上粘接剂的装置;校正香烟制品横向尺寸的装置，一个将纸包紧在芯子上以形成连续棒状制品的装置，该装置至少由两个光学检测器构成，检测器和一组光敏电荷耦合装置相连。光学检测器在粘接装置后面按直线顺序排列，并且能根据光敏系统接受到光的程度产生信号。例如通过两个不同方向按给定角度距离分开设置来反映香烟制品的横向尺寸;本发明还提供一套处理检测器产生的信号的全套系统。该系统至少连续一个步进电机，控制香烟制品横向尺寸的校正装置。

现在结合实施例，并参照附图叙述本发明。

图一是本发明所述装置的简图。该装置按直线方向放置，一个连续棒状香烟按该方向送进，本图仅表示了香烟制造机器中的中心部分。

图二是本发明所述装置中比较重要的工作部分的放大简图。

图三是作为所述装置组成部分的一种可能的电路方框图。该电路用来控制几个电机，这些电机操纵检测和校正棒状制品横向尺寸的装置，并由本发明有关的装置控制。

图四表示了图二所示的那种形式的另一种可能的电路方框图。

图五和图六是香烟制品横向尺寸校正装置的两种可能的具体实例的前视图。这两种具体实例可以用来代替本发明图二所表示的装置。

参阅图一，1表示香烟制造机器的整体，2表示一个真空输送器的底部延伸表面（Bottom    Btretch），真空输送器的底部延伸面绕在滚柱3的两端上（在图一中仅能看到一端）。4表示跨过结实的平台5的输送器皮带6的上表面。此输送器皮带6的两端绕在滚柱7和8上，并由张紧滚子9沿逆时针方向驱动。

10表示一个绕盘香烟纸带由绕盘绕出，并由反向滚子12转变方向，转向滚子处于皮带4的延伸面以上的水平位置。

在输送器延伸面4和输送器延伸面2的汇合点上，后一个输送器上存放切碎的烟草并直接撒在香烟纸带11上。

利用对这项技术熟练的人所共知的方法，在制槽和折叠装置60中，输送器延伸面4跨过切纸和绕纸装置60中的平台5装置60有一个使皮带表面4逐渐变形的槽，因此纸带11实际上以U型包围着碎烟草，然后打成一个封闭的卷以便将碎烟草包卷在一个筒形纸套中。

一个普通的涂敷粘接剂的装置安装在沿输送器皮带表面4的一个位置上，在整个装置中表示为62，该装置利用喷的方法（图中未示出）沿纵将粘接剂涂敷到纸带11的两条纵边的一条的内 表面上。

沿输送器皮带表面4顺着粘接剂装置62的方向，是装置13（下面将要详述）。当纸带11包卷碎烟草逐渐成型时，装置13检测和/或校正香烟制品的横向尺寸。此后是一个用电热法干燥粘接剂的包紧装置14。因此，使纸带11将碎烟草封闭在里面，形成了通常所说的连续棒状香烟条。在图一中，件号为15的香烟条被旋转刀头17切割为单根的香烟16。

位于成型装置14和旋转刀头17之间有一个检测棒状香烟条15横向尺寸的装置。其装配组件由18表示。

参考图一和图二，装置18由两个检测棒状香烟条15的直径的部件19和20组成。19和20分别一前一后安装在棒状香烟15运动的通路上。第一个检测器19在垂直方向上检测棒状香烟15的直径，而第二个检测器20在水平方向上检测棒状香烟15的直径。两个检测器实际上是相同的，并且与相应的电路相连。在这种情况下，下面的说明一般涉及一个这种检测器，两个检测器中相应的部件用相同的件号来表示。

检测器19和20中的任一个都具有一个实际上为圆柱形的固定地安装在制烟机架上的空心体21。空心体上有允许棒状烟条15通过的径向孔22。光源23安装在每个空心体21的一端，例如光源23包括一个红外光发射二极管[LEP]，其光束直接射向空心体上完全相同的远端。

每个空心体21容纳两镜头24和25，它们处在香烟条15通道的直径的两端相对安装着。（图中所示）镜头24是光学组件的简图，它将光源23发射的光折射为平行于空心体21轴线的一束光。镜头25表示一个光学组件，它将平行光聚焦到一个光敏4元件或者传感器26上。光敏元件装在空心体21的一端，与其相对的另一端装有光源23，光敏元件包括一组成象扫描传感器，这些成象扫描传感器构成了一般形式的电荷耦合装置（CCD）的一部分。这个系统实际上是一个具有若干沿直线放置的并能产生脉冲的光敏传感器装置。脉冲信号反映照射到光敏传感器上的光的强弱程度。每次扫描中，构成CCD系统的每个光敏元件都能产生一定幅值的输出信号，此幅值与其接收的光的强度成比例。

现在参看图三，让我们从方框图中表示的光敏元件26产生的输出信号A开始。分辨由脉冲序列组成的两侧频带是可能的，其幅值由光源23投射出的光和照射到CCD系统26上的光以及一个中心截面来确定。这个中心截面包括较小幅值的脉冲和与之相应的由棒状香烟15投影到光敏元件上形成的暗区。由若干个CCD26输出的信号A经过转换，并由比较电路27对比一个临界信号加以测量。这就依次发射出由一系列矩形脉冲组成的输出信号B，这就反映出前面所提过的中心截面并剔除侧向频带，由计数28监测的这些矩形脉冲的数量指示阴影区的宽度，根据标定，该宽度代表通过检测器19、20的棒状香烟条的直径Φ′。

29表示了电路单元。在此单元中由检测器19和20的CCD系统26来的输出线被接在一起，它按以下过程处理上述信号。

在图三所示的电路单元29中，脉冲发生器30产生一个输出信号。此输出信号是正在生产的香烟棒的名义直径Φ的函数。此信号送入两个比较电路31和32的一个输入端，每个比较电路有两个输入端，比较电路31和32的剩余输入端接收计数器28的输出信号，计数器28分别与检测器19和20的每一个相连接。

比较电路31和32基于对两个输入信号的比较发出输出信号，该输出信号可用于控制各自的步进电机33或34以产生下面的作用

a）当Φ′＞Φ时，步进电机轴顺时针旋转。

b）当Φ′＝Φ时，步进电机轴不旋转。

c）当Φ′＜Φ时，步进电机轴逆时针旋转。

参考图二，可以看出，确定和/或校正棒状制品15横向尺寸的装置13有两个轴瓦架38和38′，机器成型的棒状制品15通过这两个轴瓦架。轴瓦架一个接在另一个的后面安装。每个轴瓦架由两个可对分的半块组成。在38所示轴瓦架两个半块在水平面上相对运动，而38′所示的轴瓦架中两个半块在垂直面上相对运动。每个轴瓦架38，38′的每个固定的半块37由装置13的本体支承，而其余的半块37′的绕销轴137转动。销轴137处于与棒状香烟条轴线平行的位置并与装置13的本体连成整体。

36表示一个与活动半块相连的连接板，连接板由装置13本体中的滑道导向。连接板36的另 一端与一相关的凸轮35的形面相啮合，凸轮由键装在各自的步进电机33、34上。

十分清楚，步进电机33和34的轴在一方向或相反方向的旋转将带动凸轮35转动引起一个微小的角位移，此角位移使轴瓦架38和38′的两个半块分离合拢。这样，就使棒状香烟条15通道截面相应地增大或减小，从而根据反映棒状制品直径所提出的校正来增加或减小棒状制品本身的截面，棒状制品的直径由机器出口处的检测器19和20来检测。

因此，在上述实例中，根据对棒状制品15“两个直径”的线性测量就产生一个校正，这“两个直径”可以是在机器出口处的水平和垂直方向上。

在图四的安排中，被机器送出的棒状制品横截面的校正只由使用一个步进电机39并根据一个脉冲发生器40产生的信号来获得。该信号是棒状制品15名义横截面积S的函数。在这个实例中，计数器28的输出信号被输入微处理器41中（例如集成块）。该微处理器能够根据其接收到的输入信号进行计算，并能根据在棒状制品15通过检测器19和20的过程中所检测到的直径尺寸产生的一个输出信号，该输出信号是棒状制品15的实际横截面积S′的函数，横截S′是根据计数器28发出的信号计算得出的。由单元40和41输出的信号传送给具有两个输入端的比较电路42，比较电路产生一个输出信号以操纵步进电机39从而产生以下的作用：

a）当S′＞S时，步进电机轴顺时针旋转。

b）当S′＝S时，步进电机轴不旋转。

c）当S′＜S时，步进电机轴逆时针旋转

图四所揭示的电路中，校正棒状制品15横截面尺寸的装置13可以由单独的轴瓦架43（如图5）或44（如图6）所组成。该轴瓦架将按下述式完成所需的校正。

参看图五的具体结构，轴瓦架43由四瓣成对相对安装的圆弧板43a所组成。每个圆弧板具有一个推杆43′，推杆可滑动地装在一个座上，该座处在盘形法兰45的内壁上。盘形法兰固定在装置13的本体上，法兰45带着轮46，该轮提供一个具有螺旋齿的扇形部份，并和用键联接在步进电机轴上的蜗杆啮合。该轮46的一个表面开有四个滑槽48，滑槽与由推杆43′表示的运动方向成一个角度，由于推杆43′能在滑槽48中滑动从而构成了结合方法。

很清楚，由电机轴49顺时针或逆时针转动所产生的轮46的转动造成了推杆43′在其座中经过径向通道相对于轴瓦架43的滑动，其结果是使圆弧板43a互相靠近或者互相分离。所以形成各种不同的横截面作为制作中的棒状香烟条的通道。

图六所示的具体结构中，轴瓦架44可以是具有可变孔的活门膜片结构且由一组扇形板44a组成，扇形板44a由轴61铰接于与装置13本体连为整体的固定环板上（第一环板）。每个扇形板44a上有一个凸出部份形成销子50，销子50处于第二环板上的相应的槽51内（第二环板在图中看不见）。第二环板正对第一环板并且可旋转地安装在与装置13的本体连为一体的环形凸缘上。这个第二环板也可具有一个带螺旋齿的扇形部分，它与环形凸缘开口一致，以便与蜗杆相啮合。与图五的情况一样，该蜗杆可以用键连接在步进电机39的轴上。

同样在本例中，电机轴49的旋转方向将产生扇形板44a的旋转，既可向着也可背离轴瓦架44的中心，从而形成各种不同的横截面作为制作中的棒状香烟条的通道。

Claims (7)

1、一种用于检测和校正棒状制品横向尺寸的装置，特别适于香烟制造机器和类似产品，它包括一个形成连续棒状香烟条的平台，并且顺着棒状制品向前运动的方向提供以下装置；切纸并将其包裹在碎烟丝上折起以形成棒状制品的装置；一个至少将纸带的一个纵向边涂敷粘接剂的装置；若干棒形制品横向尺寸的校正装置；以及一个将包着碎烟丝的纸带裹紧以形成连续棒状制品的装置，其特征是该装置中还至少包括两个与光敏电荷耦合装置相连接的光学检测器，该光学检测器在包紧装置后面按直线顺序排列，并且能根据光敏系统接受光的强弱产生信号，通过按给定角度距离分开设置的两个不同的方向反映棒状制品的横向尺寸，及以包括一套处理探测器所产生的信号的电路，该电路至少连接一个步进电机以控制棒状制品横向尺寸的校正装置。

2、根据权利要求1所述的检测和校正装置其特征在于：它具有一个由两个半块构成的轴瓦架，棒状香烟制品成型过程中在两个半块之间通过，其中一个半块固定在平台上，另一个半块可相对前一个半块移动，此装置中至少应同两个这样的轴瓦架，一具接在一个的后面安装，并且一个轴瓦架的半块按水平面安装而另一个轴瓦架的半块按垂直面安装，而其中每个轴瓦架的可移动的半块安装在与棒状制品轴线平等的框轴上，并且借助于以键连接在相应的步进电机轴上的凸轮可以相对于固定的半块进行调正。

3、根据权利要求1所述的检测和校正装置，其特征在于它具有一个棒状制品成型过程中通过的轴瓦架，该轴瓦架由四瓣成对地相对安装的圆弧板组成，并且可以通过一个凸缘的操纵使之相对于轴瓦架本体通过径向槽前后直线移动，该凸缘可转动地安装在装置本体上，其运动与一个步进电机轴的运动连接，凸缘上有一组与圆弧板径向移动成一定角度的滑槽，在滑槽中与圆弧板相连的结合方式是可滑动的，装置中步进电机与两个光学检测器以电路连接。

4、根据权利要求1所述的检测与校正装置，其特征在于它有一个棒状制品成型过程中通过的轴瓦架，该轴瓦架为具有可变孔径的活门膜片的结构形式，活门膜片有一组按等角度距离排列的扇形板，扇形板和与装置本体连为整体的第一环形板铰接，在与第一环形板可逆向而动的第二环形板上设计一个凸起与一个相应的扇形板上的滑槽相配合，滑槽朝除去指向套筒中心以外的方向延长一段距离以形成突出部的通道，第二环形板安装在与装置本体连为整体的环形凸缘上其运动与步进电机轴的运动相连，步进电机与两个光学检测器以电路的方式连接。

5、根据权利要求1或2所述的检测与校正装置，其特征是其中的电路系统有一个产生信号的脉冲发生器，该信号指示出正在生产中的棒状制品的名义直径，以及一个与相应检测器连接的比较电路，该比较电路的输入端接收检测器与脉冲发生器发出的信号，而其输出端发出一个控制相应步进电机操作的信号。

6、根据权利要求1或2中所述的检测和校正装置，其特征是其中的电路系统有一个产生信号的脉冲发生器，该信号指示正在生产中的棒状制品名义横截面积，以及一个处理由光学检测器发出的信号的集成模块，该模块产生一个根据收到上述信号而计算得出的指示棒状制品横截面积的信号，以及一个接收脉冲发生器和微处理模块输出信号的比较电路，该比较电路产生一个控制步进电机操作的信号。

7、根据上述权利要求1所述的检测与校正装置，其特征是这种装置的每个检测器由若干光学组件构成，光学组件在直径方向上分另位于棒状制品两侧，其中一个光学组件将光源发出的光线折射为平行的光，而对面的光学组件将平行光线聚焦在传感器上。

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