CN104030072A - 一种水松纸自动定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水松纸自动定位装置及方法，其包括：平衡轴，其包括轴芯和轴套，轴套套设在轴芯外面，并通过设置在其与轴芯之间的转动件与轴芯转动连接；轴线和水松纸的输送方向垂直的轴套的两端均与水松纸的整个截面相贴合；摆动机构，其通过与轴芯的一端固定连接而能够带动轴芯的一端倾斜，该倾斜端向水松纸相应侧施加的压紧力增大；驱动机构，其与摆动机构相连接，在水松纸的两侧的张力不相等时，驱动机构为摆动机构提供摆动力，使水松纸张力小的一侧向另一侧移动、直至回归到正确的位置。本发明能够实现水松纸精确快速定位，提高生产效率，降低工人劳动强度。

Description

一种水松纸自动定位装置及方法

技术领域

本发明涉及烟草自动化控制领域，特别涉及一种水松纸自动定位装置及方法。

背景技术

卷烟机开始朝着高自动化、高效率、高速等方向发展，但是卷烟机在使用过程中仍存在一些问题，其中突出的是水松纸在输送过程中的位置跑偏问题，该问题会造成水松纸分切后长短不一，影响烟支质量。目前的相关技术采用激光检测器对水松纸的位置进行检测，通过控制调整装置，对水松纸进行水平方向机械强制调整，该方法可以对水松纸的位置跑偏问题起到一定效果。但是，当水松纸两侧张力偏差较大时，在输送过程中，水松纸的抖动量也相应增大，容易在机械调整位置发生弯折、卷边，发生水松纸露白故障。

发明内容

本发明的目的是提出一种水松纸自动定位装置及方法，其能够实现水松纸精确快速定位，提高生产效率，降低工人劳动强度。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种水松纸自动定位装置，其包括：平衡轴，其包括轴芯和轴套，其中：所述轴套套设在所述轴芯外面，并通过设置在其与所述轴芯之间的转动件与所述轴芯转动连接；轴线和所述水松纸的输送方向垂直的所述轴套的两端均与所述水松纸的整个截面相贴合；摆动机构，其通过与所述轴芯的一端固定连接而能够带动所述轴芯的一端倾斜，该倾斜端向所述水松纸相应侧施加的压紧力增大；驱动机构，其与所述摆动机构相连接，在所述水松纸的两侧的张力不相等时，所述驱动机构为所述摆动机构提供摆动力，使所述水松纸张力小的一侧向另一侧移动、直至回归到正确的位置。

进一步地，还包括：图像采集设备，其设置在水松纸鼓之前的架子的上方，用于采集所述水松纸两侧位置的图像。

进一步地，还包括：图像处理设备，其与所述图像采集设备连接，用于接收所述图像采集设备输出的图像，并根据所述图像判断所述水松纸的两侧的张力是否相等，在所述水松纸的两侧的张力不相等时控制所述驱动机构为所述摆动机构提供摆动力。

进一步地，所述驱动机构包括：伺服电机，其控制端与所述图像处理设备驱动连接；内螺杆传动轴，其一端与所述伺服电机的输出轴刚性连接；外螺母传动套，其具有开口端和封闭端，所述内螺杆传动轴的另一端伸入所述开口端与所述外螺母传动套螺纹连接，所述封闭端与所述摆动机构固定连接。

进一步地，所述摆动机构包括：L形连接块，其一边的内侧与所述平衡轴的所述轴芯固定连接；摆动传动轴，其一端与所述L形连接块的另一边的外侧刚性连接；方形摆动连接块，其一侧与所述摆动传动轴的另一端刚性连接，所述方形摆动连接块的另一侧与所述外螺母传动套的所述封闭端刚性连接。

进一步地，还包括：工字形连接块，其用于连接所述摆动机构中所述方形摆动连接块和所述驱动机构中所述外螺母传动套的所述封闭端。

进一步地，还包括：弹簧，其一端与所述方形摆动连接块固定连接，另一端固定设置。

本发明还提供一种利用上述各实施例中的水松纸自动定位装置的水松纸自动定位方法，其包括以下步骤：在所述水松纸的两侧的张力不相等时，通过所述驱动机构向所述摆动机构提供摆动力；通过所述摆动机构带动所述平衡轴中所述轴芯的一端朝所述水松纸张力小的一侧倾斜，使所述水松纸相应侧受到的压紧力增大；使所述水松纸张力小的一侧向另一侧移动、直至回归到正确的位置。

进一步地，还包括：通过图像采集设备采集所述水松纸两侧位置的图像。

进一步地，还包括：通过图像处理设备接收所述图像采集设备输出的图像，并根据所述图像判断所述水松纸的两侧的张力是否相等，在所述水松纸的两侧的张力不相等时，控制所述驱动机构为所述摆动机构提供摆动力。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

由于本发明设置了平衡轴、摆动机构和驱动机构，其中的平衡轴包括轴芯和轴套，轴套套设在轴芯外面，并通过设置在其与轴芯之间的转动件与轴芯转动连接，轴线和水松纸的输送方向垂直的轴套的两端相应地与水松纸的两侧相接触，摆动机构通过与轴芯的一端固定连接而能够带动轴芯的一端倾斜，该倾斜端向水松纸相应侧施加的压紧力增大，驱动机构与摆动机构相连接，在水松纸的两侧的张力不相等时，驱动机构为所述摆动机构提供摆动力，使水松纸张力小的一侧向另一侧移动、直至回归到正确的位置，因此本发明可以平衡水松纸两侧的张力，使其在正确位置进行输送，实现了水松纸精确快速定位，提高了生产效率，降低了工人劳动强度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所提供的水松纸自动定位装置一实施例的俯视局部图；

图2为本发明所提供的水松纸自动定位装置一实施例的正视局部图；

图3为图1和图2中平衡轴的工作状态示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1～3所示，本发明所提供的水松纸自动定位装置包括：平衡轴1、摆动机构2和驱动机构3，其中：

平衡轴1包括轴芯11、轴套12和转动件13，其中：轴套12套设在轴芯11的外面，转动件13设置在轴芯11和轴套12之间。转动件13采用的是两个轴承14，分别设置在轴芯11的两端。轴套12通过转动件13与轴芯11转动连接，由于轴芯11固定设置，因此，使用过程中仅有轴套12做旋转运动。轴套12的轴线和水松纸A的输送方向相垂直，两端均与水松纸A的整个截面相贴合，以不影响水松纸A的正常输送为宜。

摆动机构2与轴芯11的一端固定连接(比如螺栓连接)，摆动机构2可以进行摆动，能够带动轴芯11的一端相对于水松纸A倾斜，轴芯11的该倾斜端向水松纸A相应侧施加的压紧力随之增大。

驱动机构3与摆动机构2相连接，在水松纸A两侧的张力不相等时，驱动机构3为摆动机构2提供摆动力，使水松纸A张力小的一侧向另一侧移动、直至回归到正确的位置。

举例说明：本发明运行时，当水松纸A外侧A1张力小于内侧A2张力的时候，即水松纸A将发生向外偏移，超过质量规定要求时，驱动机构3为摆动机构2提供摆动力，使摆动机构2进行摆动操作，从而带动轴芯11的一端倾斜，轴芯11的该倾斜端向水松纸A相应侧施加的压紧力相应增大，进而使水松纸A向内侧A2发生移动，直至回到正确的位置。因此，本发明可以平衡水松纸A两侧的张力，使其在正确位置进行输送，实现了水松纸A精确快速定位，提高了生产效率，降低了工人劳动强度。

本发明所提供的水松纸自动定位装置还包括图像采集设备(图中未示出)，其设置在水松纸A的上方，用于采集水松纸两侧(内侧A1和外侧A2)位置的图像。本实施例中，图像采集设备采用的是工业相机，其安装在水松纸鼓之前的架子上，与水松纸A的表面垂直。本发明运行时，水松纸A自工业相机的垂直下方通过，工业相机采集水松纸A两侧位置的图像。相比于人眼对水松纸A两侧位置的识别，图像采集设备对图像识别的准确性更高。

本发明所提供的水松纸自动定位装置还包括图像处理设备(图中未示出)，其与图像采集设备连接，用于接收图像采集设备输出的图像，并根据所述图像判断水松纸A的两侧的张力是否相等，在水松纸A的两侧的张力不相等时控制驱动机构3为摆动机构2提供摆动力。通过使用图像处理设备，进一步地可以实现对本发明装置的自动化控制，实现了水松纸精确快速定位，提高了生产效率，降低了工人劳动强度。

上述图像处理设备根据所述图像判断水松纸A的两侧的张力是否相等的具体方法如下：

由于水松纸两侧的张力不等是导致水松纸发生跑偏的原因，因此，当水松纸两侧的张力不等时，与此相应地，水松纸会发生跑偏，其图像由所述图像采集设备进行采集，再通过所述图像处理设备将采集到的图像与预设符合质量规定要求的图像进行比较，从而可以判断水松纸是否跑偏，由此可以得出水松纸两侧的张力是否相等的结论。

实际上，图像处理设备根据图像采集设备采集到的图像对水松纸两侧的张力的平衡状态进行判断的过程中，还可以通过人机界面在型号、参数发生改变时对系统进行切换和修改工作，以满足图像处理设备控制的精准性。

上述各实施例中，驱动机构3包括：伺服电机(图中未示出)、内螺杆传动轴32和外螺母传动套33，其中：伺服电机的控制端与图像处理设备驱动连接，图像采集设备将采集到的图像传递给图像处理设备处理分析和计算并输出检测结果，控制伺服电机。内螺杆传动轴32通过两个轴承31和两个卡圈固定在基座上，其一端与伺服电机的输出轴刚性连接，因此，伺服电机的输出动力输送给内螺杆传动轴32，内螺杆传动轴32开始旋转。外螺母传动套33具有开口端331和封闭端332，内螺杆传动轴32的另一端伸入开口端331与外螺母传动套32螺纹连接，封闭端332与摆动机构2固定连接。通过外螺母传动套33，内螺杆传动轴32将其旋转运动转化成外螺母传动套33的水平运动，从而带动与外螺母传动套33固定连接的摆动机构2也相应地做水平运动。

上述各实施例中，摆动机构2包括L形连接块21、摆动传动轴22和方形摆动连接块23，其中：L形连接块21的一边的内侧与平衡轴1的轴芯11固定连接。摆动传动轴22通过两个轴承24和三个卡圈固定在基座上，其一端与L形连接块21的另一边的外侧通过螺栓锁紧抱紧，形成刚性连接。方形摆动连接块23上方具有一个开槽口的圆孔，该圆孔通过螺栓锁紧抱住摆动传动轴22，形成刚性连接。摆动传动轴22的旋转运动必然会带动L形连接块21的旋转，进而带动平衡轴1的轴芯11的一端产生倾斜。方形摆动连接块23下方的一角与外螺母传动套33的封闭端332刚性连接，因此，外螺母传动套33的封闭端332仅需要对方形摆动连接块23施加一个较小的拉力或推力，便可以实现方形摆动连接块23的转动，从而带动摆动传动轴22的顺时针或逆时针转动。

上述各实施例中，本发明所提供的水松纸自动定位装置还包括工字形连接块4，其一端通过插销与摆动机构2中方形摆动连接块23连接，另一端通过插销连接驱动机构3中外螺母传动套33的封闭端332。通过工字形连接块4，方形摆动连接块23的摆动角度将受到外界控制伺服电机的控制设备中预设的角度调整范围的限制。

上述各实施例中，本发明所提供的水松纸自动定位装置还包括弹簧5，其一端与方形摆动连接块23固定连接，另一端固定设置。具体为：弹簧5的一端通过柱销6连接的方形摆动连接块23，另一端采用一个螺栓7固定在基座上，从而可以为方形摆动连接块23提供一个回复弹力，便于方形摆动连接块23顺利回位。

本发明所提供的水松纸自动定位装置运行时，水松纸自图像采集设备的垂直下方通过，图像采集设备采集水松纸两侧位置的图像，传递给图像处理设备处理分析和计算并输出检测结果，当水松纸外侧张力小于内侧张力，水松纸就发生向外偏移超过质量规定要求时，被图像采集设备采集，经图像处理设备处理输送检测结果，控制伺服电机顺时针转动，从而带动内螺杆传动轴32转动，在内螺杆传动轴32的带动下，外螺母传动套33、方形摆动连接块23向左(图中的左方向)运动，从而使摆动传动轴22、L形连接块21和平衡轴1均向顺时针方向转动，平衡轴1呈倾斜，施加给水松纸外侧的压紧力变大，从而使水松纸向内侧移动，直至回到正确的位置。

本发明还提供一种利用上述各实施例中的水松纸自动定位装置的水松纸自动定位方法，其过程如下：

在水松纸A的两侧的张力不相等时，通过水松纸自动定位装置中的驱动机构3向摆动机构2提供摆动力。通过摆动机构2带动水松纸自动定位装置中的平衡轴1中轴芯11的一端朝水松纸张力小的一侧倾斜，使水松纸A相应侧受到的压紧力增大。使水松纸A张力小的一侧向另一侧移动、直至回归到正确的位置。

上述过程中，水松纸A两侧位置的图像通过图像采集设备采集获得。相比于人眼对水松纸A两侧位置的识别，图像采集设备对图像识别的准确性更高。

上述过程中，所述图像采集设备输出的图像由图像处理设备接收，图像处理设备根据所述图像判断水松纸的两侧的张力是否相等，在水松纸A的两侧的张力不相等时，控制驱动机构3为摆动机构2提供摆动力。通过使用图像处理设备，可以实现对本发明装置的自动化控制，进一步地实现了水松纸精确快速定位，提高了生产效率，降低了工人劳动强度。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种水松纸自动定位装置，其特征在于，包括：

平衡轴，其包括轴芯和轴套，其中：所述轴套套设在所述轴芯外面，并通过设置在其与所述轴芯之间的转动件与所述轴芯转动连接；轴线和所述水松纸的输送方向垂直的所述轴套的两端均与所述水松纸的整个截面相贴合；

摆动机构，其通过与所述轴芯的一端固定连接而能够带动所述轴芯的一端倾斜，该倾斜端向所述水松纸相应侧施加的压紧力增大；

驱动机构，其与所述摆动机构相连接，在所述水松纸的两侧的张力不相等时，所述驱动机构为所述摆动机构提供摆动力，使所述水松纸张力小的一侧向另一侧移动、直至回归到正确的位置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

图像采集设备，其设置在水松纸鼓之前的架子的上方，用于采集所述水松纸两侧位置的图像。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

图像处理设备，其与所述图像采集设备连接，用于接收所述图像采集设备输出的图像，并根据所述图像判断所述水松纸的两侧的张力是否相等，在所述水松纸的两侧的张力不相等时控制所述驱动机构为所述摆动机构提供摆动力。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动机构包括：

伺服电机，其控制端与所述图像处理设备驱动连接；

内螺杆传动轴，其一端与所述伺服电机的输出轴刚性连接；

外螺母传动套，其具有开口端和封闭端，所述内螺杆传动轴的另一端伸入所述开口端与所述外螺母传动套螺纹连接，所述封闭端与所述摆动机构固定连接。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述摆动机构包括：

L形连接块，其一边的内侧与所述平衡轴的所述轴芯固定连接；

摆动传动轴，其一端与所述L形连接块的另一边的外侧刚性连接；

方形摆动连接块，其一侧与所述摆动传动轴的另一端刚性连接，所述方形摆动连接块的另一侧与所述外螺母传动套的所述封闭端刚性连接。

6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

工字形连接块，其用于连接所述摆动机构中所述方形摆动连接块和所述驱动机构中所述外螺母传动套的所述封闭端。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

弹簧，其一端与所述方形摆动连接块固定连接，另一端固定设置。

8.一种利用如权利要求1-7中任一项所述的水松纸自动定位装置的水松纸自动定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述水松纸的两侧的张力不相等时，通过所述驱动机构向所述摆动机构提供摆动力；

通过所述摆动机构带动所述平衡轴中所述轴芯的一端朝所述水松纸张力小的一侧倾斜，使所述水松纸相应侧受到的压紧力增大；

使所述水松纸张力小的一侧向另一侧移动、直至回归到正确的位置。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

通过图像采集设备采集所述水松纸两侧位置的图像。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

通过图像处理设备接收所述图像采集设备输出的图像，并根据所述图像判断所述水松纸的两侧的张力是否相等，在所述水松纸的两侧的张力不相等时，控制所述驱动机构为所述摆动机构提供摆动力。