CN103057737A - 适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，其特征在于：落料打码机构由用于盛装烟支样品的左右料斗、位于左右料斗下方的左右滚轮、喷码滚轮、光电检测器、喷码喷头以及设置在喷码滚轮下方的落料滑道组成，本发明的优点在于：实现了样品自动落料打码，可避免人为差错，减轻人工劳动强度以及工作噪音，提高工作效率。且设备结构相比现有技术更加合理紧凑，体积小，不但可用于烟支的三点检验，也可用于多种烟支的对比和排序检验，适用范围更加宽泛，且落料、打码效率更高。

Description

适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置

 

技术领域

本发明涉及卷烟评吸检测技术领域，具体是一种适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，利用本发明可实现样品制备的方案生成、烟支编码、烟支组成的自动化。

背景技术

目前在卷烟评吸过程中，主要有三点检验、对比检验和排序检验。

1.三点检验

作为一种差别检验方法，三点检验在卷烟产品开发过程、产品配方调整和维护，以及日常产品质量稳定性判定等方面被行业广泛使用。YC/T138-1998《烟草及烟草制品  感官评价方法》标准规定了烟草及烟草制品感官评价方法的一般要求、检验方法，适用于烟草及烟草制品在产品设计、开发和质量检验过程中的感官评价。

该标准规定：三点检验是差别检验的一种方法，用以确定两种产品之间是否存在细微差别，差别可以是产品的所有特征也可以是某一特征。

该标准界定的三点检验规则：向参加评价的每个人员提供检验样品，样品由三支已编码烟支组成，其中有两支是相同的（来自于同一产品），要求评吸员通过感官评价挑出与这两支不同的另一烟支。

随着烟草行业卷烟品牌集中度的提高，卷烟品牌许可生产模式越来越普遍，涉及到的企业、品牌和规格均越来越多，因此确保许可生产产品之间的质量一致性就尤为重要。YC/T198-2006《卷烟品牌许可生产质量保障通则》中明确要求“许可双方应定期或不定期的对许可生产产品采用三点检验的方法进行产品质量一致性评价”。

目前，烟草行业采用全手工方式制备三点检验的样品。具体制备过程如下：根据参加检验人员人数，确定所需样品数量（样品数量通常略大于检验人数，多余的用于备用）。制定所需样品（每个样品由三支卷烟组成，两支来自于同一产品，另外一支来自于另一产品）的烟支组成方案；按照每个样品的烟支组成方案，从两种产品中抽取三支卷烟，并分别进行手工编码，通常以1、2、3或a、b、c标识；将编码后的三支卷烟手工装入样品袋中，并根据烟支组成方案，在样品袋上对该样品在所有样品中的序号进行标识。

全手工制备方法存在以下缺点：样品组成方案可能无法每一评吸样品中不同与其它两支相同烟支的另一烟支是随机出现；手工按照样品组成方案进行烟支编码、组合、装袋及标识样品袋序号过程中，易产生人为错误，并易造成样品污染；在对多组产品进行三点检验和检验人员数量多时，手工样品制备工作劳动强度大，效率低。

针对这种状况，本案发明人曾于2010年8月申请并授权了一种《用于卷烟检验的样品自动落料打码装置，专利号为201010267238.2，利用该装置可实现样品制备的方案生成、烟支编码、烟支组成的自动化。其结构组成如图1、2所示，但经过一段时间的试用，发现其料斗设置不合理、设备体积较大、工作噪音大、设备结构也不尽合理、适用范围单一、工作效率较低。

2.对比检验和排序检验

三点检验主要用于大型评吸会，对比检验和排序检验主要用于产品开发过程中的小型评吸会。这类评吸会的区别在于样品品种少，参加的人员少。更重要的是，开发过程中的评吸目的不是检验两种样品能否分辨，而是指出哪种样品最好，或者从优到劣进行排序，便于指导配方的选择。

对比检验的样品数量为两种，评吸后只需指出哪种更好，好在哪里。

经过统计后，得票最多的样品就是更好的样品。对比检验要求对样品进行编号，并保证不能从外观上区分出来。对比检验是最简单的评吸模式。

相对于对比检验，排序检验就要复杂一些。排序检验的样品数量为4-8种。评吸员评吸后，根据自己的判断，按照从优到劣的顺序对样品进行排序。排序检验同样要求对样品进行编号，并保证不能从外观上区分出来。将排序检验的得分统计后，能够得到一个排序，从而能够对不同口感风格的样品筛选提供更多的指导意见。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术状况而研制的一种新的适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，利用本发明可实现样品组成方案生成、烟支组合、烟支编码的自动化装置，不但可用于三点检验，也可用于对比检验和排序检验，同时，由于在烟支编码时本装置隐含样品所属口袋的附加信息，因此无需再对样品袋标识序号。

本发明的发明机理在于：通过设定所需要样品数量，由控制系统根据软件系统的设置而随机自动产生符合要求的每个样品的烟支组成和编码方案；通过程序自动控制系统，依次产生符合组合要求的2-4支卷烟，并对烟支进行自动编号，组成一个样品；通过自动控制系统，将样品自动装入样品袋中。

本发明的目的可以通过以下技术措施来实现：

一种适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，该装置由用于盛装烟支样品的左右料斗、位于左右料斗下方的左右滚轮、喷码滚轮、光电检测器、喷码喷头以及设置在喷码滚轮下方的落料滑道组成，左右滚轮与喷码滚轮呈前后轴向平行设置，左右滚轮的外壁均开设有一个轴向样品下料槽，喷码滚轮的外壁开设有3或4个轴向接料槽，喷码喷头设置在喷码滚轮相对于接料槽的一侧，在左右滚轮下方设有一v形样品推送区，推送区的底部设有推送区样品光电检测器，推送区后部设有用于将样品推入喷码滚轮上接料槽的推杆。

本发明中，在左右料斗中均设有一可将料斗再一分为二的活动隔板，将原来的两个料斗分为四个料斗，进而具备四个料斗的功能，变换时只需简单装卸两个分区隔板即可。

在本发明中，样品从喷码滚轮上掉落后进入滑道，将姿态由水平状态变为垂直后才落入塑料口袋。在滑道中的出口处装有滑道光电检测器，用来检测进入滑道的样品是否离开。如果样品离开了，滚轮才会放下另一支样品，否则就会停下动作，报错，等待人工排除故障。

在喷码滚轮下部设有喷码滚轮定位器，它是一个磁性位置传感器，用来感应安装在喷码滚轮上的磁铁。系统旋转滚轮时，会在定位器及检测到磁铁信号之后才会命令电机停止转动，保证滚轮停下时，滚轮上总有一个接料槽对准推送区里面的样品。

本发明的技术内容、工作过程及相关注意事项还包括以下几点：

1．对两种产品A、B进行三点检验时，所制备样品中，不同于两支相同烟支的另一烟支来自于A或B的概率应该是相同的。在确定所需样品数量后（按照YC/T138要求，检验人员不得少于6人，通常人数也不会大于30人，样品量需略大于检验人员数量），通过软件设计产生符合上述概率要求的每一样品烟支来源组成方案；样品量确定后，分别需要的A、B产品烟支最少数量即可确定（不少于样品数量的三分之二，按30人计，A、B产品烟支数量为不少于45支），在软件设计样品烟支组成方案时，即对每支烟支在1～99的范围内进行不重复且随机的编号；

对于对比检验和排序检验，每袋烟包含每种样品各一支，编码则由电脑进行随机分配和记忆，而且不重复。

2.三点检验和对比检验只需两个料斗，排序检验需要4-8个料斗。为了尽可能减小仪器的体积和重量，保证仪器的可携带性，我们设计了一个组合式的料斗，能变换为2-4个料斗。排序检验的样品数量超过四种时，需要进行两次分装。

这个料斗由两个对称主体构成，通过特别的零件组合和运作方式，根据需要进行变身，具备两个料斗或四个料斗的功能。运作方式由电脑自动控制，切换时只需简单装卸两个隔板就可完成。料斗不但能实现四个独立料斗的功能，但体积和重量比两个独立料斗还小。

三点检验和对比检验时，采用两个料斗，分别盛装待三点检验样品A和B的烟支。通过信号指令控制两个料斗，按照样品组成方案依次分别从两个料斗中掉落所需三支烟支；

排序检验时，使用四个料斗，每个料斗放置一种样品。当样品数量超过四种时，需要进行两次分装。不需使用的斗空置即可。

3．采用自动化控制系统，按照样品烟支组成和编码方案，通过信号指令喷码机对掉落烟支进行对应的喷码；

4．在每个样品的烟支喷码后，停留在喷码滚轮上，在落料打码装置的落料通道下方设置好样品袋，喷码滚轮集齐相应（可1-4支）样品后，转动喷码滚轮，将接料槽中的所有烟支将掉落至袋中后，即完成样品制备。

所述烟支自动编码的范围可从2位数码到5位数码；在使用3位、4位或5位数码时，对应的第1位、前两位、前三位可以是阿拉伯数字或英文字符，亦可为数字与英文字符的组合；

烟支编码位置可根据卷烟水松纸的长度、通风稀释打孔位置进行调节，通常采用由滤嘴端向燃烧端方向进行喷码；

所述控制系统包括：组合式料斗控制、自动喷码控制、用于样品暂存的喷码滚轮控制。

本发明相比现有人工分装的优点在于：实现了样品自动随机分装，可避免人为差错，减轻人工劳动强度，提高工作效率。

本发明相比本案申请人的在先专利其优点在于：设备结构更加合理紧凑、体机小、使用噪声低，不用气缸保证了使用的安全性，不但可用于烟支的三点检验，也可用于多种烟支的对比和排序检验，适用范围更加宽泛，且落料、打码效率更高。其创新或进步具体体现在以下几个方面：

1）增加产品开发常用的对比检验和排序检验功能；

2）体积小型化技术：第一代样机的体积较大，主要原因是采用了现成机箱和现成料斗，喷码机内置，内部布局也不尽合理。

3）去掉空压机：第一代样机使用压缩空气来实现落料升降气缸的驱动，由于仪器的使用环境并无压缩空气供应，只能自备一个空压机。不但体积庞大，噪音也是巨大。本发明改进了落料方式，不再需要气缸和空压机，仪器的体积得到减小，噪音得以消除；

4）组合料斗技术：支持排序法需要仪器具备4个料斗。如果纯粹的现成料斗的堆砌将使得仪器的体积和重量变得异常庞大，操作亦会不便。现在的组合式料斗具有两个滚轮，进料部位分割为四个料仓，其中第一和第二仓可合并为一个仓，第三和第四仓可合并为一个仓。当进行三点法和对比法评吸时，使用合并的大容量双仓，而进行排序法评吸时，使用分离的四仓。这样我们就实现四斗、两斗兼容，解决了大容量、多功能和小体积的矛盾；

5）USB接口技术：第一代样机使用两个RS232进行通讯。现在的电脑都没有RS232串行通讯口，在笔记本电脑上只能使用体积较大的PCMCIA双串口卡进行转接，线缆较多，使用不方便。 现在我们在自制电路板内部实现一个USB到RS232串口的转换，不再需要在电脑上安装对双串口卡。电脑只需使用一个USB接口就可控制仪器。

6）提高速度：第一代的样机制备一袋样品平均需要25秒，在这25秒里面，墨水固化时间占了4-8秒左右，而且所有动作都是串行工作。通过喷码滚轮，实现样品暂存，在暂存时三支样品同时固化，可以将三支样品的固化时间减少为一支样品的固化时间，从而大大节省时间。

7）第一代的样机将喷码机置于仪器里面，不但增加了仪器主体的体积和重量（重达80公斤），而且无法简单的更换喷码机。将喷码机独立出来，扩大了喷码机选择的灵活性。喷码机作为一个独立部件，拆卸方便、独立运输。这种做法虽然没有减少总体积和总重量，但是减小了仪器单体体积，单一的大型包装变成了两个独立的小包装，有利于运输和搬动；

8）将样品垂直下降时喷码变为横向推进时喷码后，喷码机构、喷头均暴露在仪器顶部，便于观察和排错；

附图说明

图1为现有技术中的样品自动落料打码装置结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图1-2中：1′.料斗，2′.气缸，3′.电磁铁，4′.下料通道，5′.光电检测器，6′.落料口，7′.烟支样品，8′. 弧形下料板，9′.升降板，10′.喷码机，11′.挡板，12′.隔板。

图3为本发明的整体结构示意图。

图4为图3的侧视图（右视）。

图5为图3中落料打码机构的俯视图。

图6为图3中喷码滚轮部位 I的局部放大图。

图3-6中：1.料斗，2.料斗左滚轮，3.喷码滚轮，4.滑道，5.滑道光电检测器，6.活动隔板，7.中隔板，8.活动隔板，9.料斗右滚轮，10.料斗底板，11. 推送区样品光电检测器，12. 喷码滚轮定位器，13.样品,14.喷码机喷头，15. 喷码滚轮电机，16.推杆。

A、B、C、D：料斗四个仓位

E、F：料斗的出仓口

G：样品推送区

具体实施方式

以下结合附图将本发明的结构组成、连接关系、工作过程做进一步描述：

如图3-6所述：一种适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，由用于盛装烟支样品的左右料斗，位于左右料斗下方的左右滚轮2、9，喷码滚轮3，光电检测器5、11，喷码喷头14以及设置在喷码滚轮3下方的落料滑道4组成，在滑道的出口处装有滑道光电检测器5，用来检测进入滑道的样品是否离开。如果样品离开了，滚轮才会放下另一支样品，否则就会停下动作，报错，等待人工排除故障。左右滚轮2、9与喷码滚轮3呈前后轴向平行设置，左右滚轮2、9的外壁均开设有一个轴向样品下料槽，喷码滚轮3的外壁开设有四个轴向接料槽，在喷码滚轮下部设有喷码滚轮定位器12，该定位器是一个磁性位置传感器，用来感应安装在喷码滚轮上的磁铁。系统旋转滚轮时，会在定位器及检测到磁铁信号之后才会命令电机停止转动，保证滚轮停下时，滚轮上总有一个接料槽对准推送区G里面的样品。喷码喷头14设置在喷码滚轮相对于接料槽的一侧，在左右滚轮下方设有一v形样品推送区G，推送区的底部设有推送区样品光电检测器11，用以检测样品推送区是否有样品，推送区后部设有用于将样品13推入喷码滚轮上接料槽的推杆16。

本发明中，在左右料斗中均设有一可将料斗再一分为二的活动隔板6、8，将原来的两个料斗分为四个料斗，进而具备四个料斗的功能，变换时只需简单装卸两个分区隔板即可。

本发明的具体落料、打码运动工作过程结合附图做一描述：

1.料斗组合说明：如图4示：当活动隔板6和8安装在原位时（现图3中所示）,料斗形成A、B、C、D四个分区，这种状态用于排序检验，最多可容纳四种样品。取A区样品时，料斗左滚轮2逆时针旋转进入A区，下料槽装入样品13后继续旋转至出仓位置E（如图3、6示），释放下料槽中样品进入样品推送区G（如图3、4、6）。然后再反向旋转至活动隔板处停下，完成一次取样过程。取B区样品和A区样品动作相似，只是料斗左滚轮9的转向相反。料斗左右结构对称，取C、D两区样品的过程和A、B两区相反，不再赘述。

当抽掉活动隔板6和8后，A、B两区合并为一个大仓（仍称为A区），C、D两区合并为另一个大仓（仍称为D区），此时料斗可以装两种样品，用于三点检验和对比检验。

这种设计的原因是三点检验的样品很多，而排序检验的样品很少，组合式设计能极大地缩小料斗的体积和重量，复杂程度也有所降低。

2.烟支输送及喷码机构。

系统通过光电检测器11检查到样品位于样品推送区G（图3中样品位置）后，会驱动一个推杆16（参见图4、6）将样品从推送区推到喷码滚轮上的接料槽里面，接着让喷码滚轮3旋转一个位置，把下一个槽对准推送区G；样品在进入喷码滚轮的接料槽的过程中，喷码机14自动完成喷码，不需单独控制；当所有的样品都集齐在喷码滚轮3的接料槽中以后，只要下面的口袋准备好以后，喷码滚轮电机15（参见图5）旋转喷码滚轮3，将样品通过滑道4，逐一放进口袋中,完成一个样品袋制备。最后喷码滚轮旋转至初始位置。进行下一个样品制备。

 

应用实例

三点检验实施例：

工作任务：某卷烟企业对某一规格卷烟的配方进行了调整，需对调整前后的产品进行三点检验。假设调整前样品为A，调整后样品为B，检验人员为6人。

1）．样品量设定为6，软件系统自动生产烟支组成和编码方案，示例如下：

2）．在A料斗、D料斗中分别装入20支A、B烟支后，启动装置。

3）．样品袋输送机构从样品袋盒中取出一样品袋，并移动至垂直位置；取袋、开袋及热封机构将样品袋打开；从01样品开始，通过信号控制，料斗右滚轮旋转，取一支烟支至旋推送区，接着推送进喷码滚轮。喷码机的光电检测器检测到该运动后，指示喷码机喷印编码91；然后喷码滚轮旋转一个位置，将下一个空槽对准推送区。通过信号控制，料斗右滚轮再次旋转，取一支烟支支推送区，并推送至喷码滚轮，喷码机喷印编码90，喷码滚轮旋转一个位置；通过信号控制，料斗左滚轮旋转，取一支烟支支推送区，并推送至喷码滚轮，喷码机喷印编码39，喷码滚轮旋转一个位置。三支样品完成了，喷码滚轮将所有烟支掉落至下方样品袋中，完成01样品的制备。最后喷码滚轮旋转至初始位置。

4）．重复步骤3，依次完成02、03、04、05、06样品的制备。

 

排序检验实施例：

工作任务：某卷烟企业对某一规格卷烟的配方进行了调整，产生了四种新类型，需对四种类型进行比较，评估哪种类型更为消费者接受。现在就需要进行排序检验。假设四种样品编号为A、B、C、D，检验人员为10人。  样品量设定为10（检验人员数量），软件系统自动产生烟支组成和编码方案，示例如下：

Claims (4)

1. 一种适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，其特征在于：该装置由用于盛装烟支样品的左右料斗、位于左右料斗下方的左右滚轮、喷码滚轮、光电检测器、喷码喷头以及设置在喷码滚轮下方的落料滑道组成，左右滚轮与喷码滚轮呈前后轴向平行设置，左右滚轮的外壁均开设有一个轴向的样品下料槽，喷码滚轮的外壁开设有3或4个轴向接料槽，喷码喷头设置在喷码滚轮相对于接料槽的一侧，在左右滚轮下方设有一v形样品推送区，推送区的底部设有样品光电检测器，推送区后部设有用于将样品推入喷码滚轮上接料槽的推杆。

2.根据权利要求1适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，其特征在于：在左右料斗中均设有一可将料斗再一分为二的活动隔板，将原来的两个料斗分为四个料斗。

3.根据权利要求1所述的适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，其特征在于：落料滑道中设有光电检测器。

4.根据权利要求1所述的适用于多项卷烟检验的样品自动落料打码装置，其特征在于：在喷码滚轮下部设有喷码滚轮定位器，该定位器是一个磁性位置传感器，用来感应安装在喷码滚轮上的磁铁。

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