CN108272131B - 烟支未打孔/漏打孔检测装置、激光打孔机及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了烟支未打孔/漏打孔检测装置、激光打孔机及检测方法，属于卷烟设备技术领域，包括两固定块和设置在两固定块之间的检测鼓轮，检测鼓轮为卷烟机的检测鼓轮，检测鼓轮的轴向两端均设有凸缘，凸缘上沿圆周间隔设有数个通气孔，固定块上设有导气凹槽和与导气凹槽连通的气孔，导气凹槽是一端为凸弧形、另一端为凹弧形的弧形凹槽，导气凹槽长度等于检测鼓轮周向相邻两通气孔之间距离的整数倍，一种烟支未打孔/漏打孔检测方法是通过烟支未打孔/漏打孔检测装置实现的。本发明是一种可检测烟支未打孔/漏打孔的检测装置、激光打孔机和检测方法。

Description

烟支未打孔/漏打孔检测装置、激光打孔机及检测方法

技术领域

本发明属于卷烟设备技术领域，尤其涉及一种带有烟支未打孔检测装置。

背景技术

对烟支的过滤嘴进行激光打孔时，有时会出现未打孔(打孔未成功)或者漏打孔的情况，在专利号为201410015291.1的发明专利中，公开了一种烟支漏气检测的方法，通过检测进气出气的压力差也可以计算出烟支通风度，但是正如其文件中所述，检测的数据受到机械旋转、气源压力波动等影响，特别是烟支进入和烟支脱离时的交替，检测凹槽范围内所包含的烟支截面积发生变化，通过烟支端面的气流发生变化而引起检测气压的波动较大，从而使得数据失准。

由于存在的问题难以解决，所以至今没有一台带有烟支未打孔/漏打孔检测功能的激光打孔机面世。

发明内容

本发明的目的是提供一种可检测烟支未打孔/漏打孔的检测装置和方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：烟支未打孔/漏打孔检测装置，包括两固定块、第一压力传感器和第二压力传感器，两固定块分别设置在检测鼓轮的轴向两侧外，检测鼓轮为卷烟机的检测鼓轮，检测鼓轮的轴向两端均设有凸缘，凸缘上沿圆周间隔设有数个通气孔，固定块上设有导气凹槽和与导气凹槽连通的气孔，导气凹槽是一端为凸弧形、另一端为凹弧形的弧形凹槽；

两固定块分别设置在两凸缘外侧，两固定块的导气凹槽相对设置，固定块的导气凹槽与其轴向侧边的通气孔相应设置并用于与其轴向侧边相邻通气孔连通；

其中一个固定块上的气孔为连接进气管的进气口，另一个固定块上的气孔为连接出气管的出气口，在进气管或者进气口处设置用于测量进气端气压的第一压力传感器，在出气管或者设置出气口处设置用于测量出气端气压的第二压力传感器。

检测鼓轮在转动中的任意时刻，任意一固定块上导气凹槽与其轴向侧边相邻的通气孔连通的截面积不变，始终至少等于其中一通气孔的截面积，检测鼓轮在转动中的任意时刻，任意一固定块上导气凹槽至少与一个其轴向侧边相邻的通气孔连通。

所述导气凹槽的两端面的凹凸弧度相同、凹凸方向一致，导气凹槽的弧长是检测鼓轮周向相邻两通气孔之间弧长的整数倍。

导气凹槽的弧长、弧度分别与检测鼓轮周向相邻两通气孔之间的弧长、弧度相等。

所述固定块为石墨块。

第一压力传感器和第二压力传感器电缆连接到激光打孔机PLC模拟量输入模块。

还包括储气罐，使输出气压更稳定，储气罐的出气口连接进气管。

一种在线激光打孔机，该在线激光打孔机设有所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置。

第一压力传感器和第二压力传感器电缆连接到激光打孔机PLC模拟量输入模块。

一种烟支未打孔/漏打孔检测方法，设置所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置，经过激光打孔处理后的烟支设置在两凸缘之间，烟支两端分别与两凸缘的两通气孔对应，烟支随检测鼓轮转动时，进气管中的气流依次通过进气口、进气口所在固定块上的导气凹槽、一个凸缘上的通气孔、行至两导气凹槽之间的烟支、出气口所在固定块上的导气凹槽和出气口后进入出气管，第一压力传感器测量进气端的进气压为P1，第二压力传感器测量出气端的出气压为P2，设气流通过烟支上经激光打孔所得孔洞的气压为P3,烟支释放的气压为P4，P4为定值，控制系统根据公式：P3＝P1-P2-P4进行计算，得出P3的实际值，正常激光打孔情况下P3保持在一定的范围值，控制系统计算每只烟支P3的实际值并与所述范围值进行比较，P3的实际值低于所述范围值的烟支为未打孔或漏打孔的烟支。

在线激光打孔机电控系统或者控制系统电连接报警系统，在线激光打孔机电控系统或者控制系统检测到未打孔或漏打孔的烟支后，向卷烟机电控系统报警，然后由卷烟机上剔除机构将未打孔或漏打孔的烟支剔除。

本发明所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置、激光打孔机及检测方法，其主要包括能够实现稳定地利用气流进行烟支未打孔/漏打孔检测，将实时检测结果输送给反馈控制系统，如果出现未打孔/漏打孔烟支反馈控制系统即立即报警让烟机剔除或停机，并与现有烟支激光打孔机构成反馈控制。所述导气凹槽的两端面的凹凸弧度相同、凹凸方向一致，导气凹槽的弧长是检测鼓轮周向相邻两通气孔之间弧长的整数倍，使得在任意时刻导气凹槽内所包含的通气孔截面积的恒定。

附图说明

图1是实施例1中的固定块的立体图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是实施例1的正视图；

图4是实施例2的结构示意图；

图中：固定块1、导气凹槽另一端2、气孔3、导气凹槽的一端4、导气凹槽5、检测鼓轮6、通气孔7、凸缘8、进气管9、第一压力传感器10、橡胶嘴11、烟支12、出气管13、第二压力传感器14、卷烟机15、激光聚焦头17、搓烟轮18、激光打孔鼓轮19、烟支20、后侧烟支吸附鼓轮21A、中间烟支吸附鼓轮21B、前侧烟支吸附鼓轮21C、烟支未打孔/漏打孔检测装置22、圆周线23、储气罐24、控制系统25。

具体实施方式

实施例1：

由图1-图3所示的烟支未打孔/漏打孔检测装置，包括左右间隔设置的两固定块1、第一压力传感器10、第二压力传感器14、储气罐24和控制系统25，两固定块1分别设置在检测鼓轮6的轴向两侧外，即两固定块1之间设置检测鼓轮6。

所述检测鼓轮6为卷烟机的检测鼓轮6，检测鼓轮6左右水平设置，检测鼓轮6的中心轴线左右水平延伸，检测鼓轮6可围绕其中心轴线转动，检测鼓轮6的轴向两端均设有凸缘8，检测鼓轮6的两凸缘8轴向左右间隔设置，凸缘8为环绕检测鼓轮6外圈表面固设的环形凸起，检测鼓轮6的轴向两端均设置环形凸起，在凸缘8上环绕检测鼓轮6的中心轴线沿圆周线23间隔均布数个通气孔7，检测鼓轮6两凸缘8上的通气孔7一一对应设置，其中一个凸缘8上的每个通气孔7均与另一个凸缘8上唯一一个通气孔7轴向正对，检测鼓轮6为现有技术，故不详细叙述。

所述固定块1为石墨块，固定块1固设在卷烟机的机架上并不随检测鼓轮转动，固定块1上设有导气凹槽5和与导气凹槽5连通的气孔3，导气凹槽5是一端4为凸圆弧形、另一端2为凹圆弧形的弧形凹槽，导气凹槽5沿一条圆弧线延伸，该条圆弧线的圆心在检测鼓轮的中心轴线上，该条圆弧线的半径与所述圆周线的半径相等，所述导气凹槽的两端面均为圆弧面，导气凹槽的两端面的凹凸弧度相同、凹凸方向一致(凹凸弧度≥0弧度，等于0时就是一条直线了)，导气凹槽的两端面沿导气凹槽的弧形的延伸方向上凹凸一致，导气凹槽的两端面形状相同、尺寸相同，假定导气凹槽的其中一个端面沿所述圆弧线行至该导气凹槽的另一端则与另一端面重合，导气凹槽5的弧长L是检测鼓轮6任意一凸缘上周向相邻两通气孔7之间弧长l的整数倍，导气凹槽5弧长L指连接导气凹槽5的两端点的所述圆弧线的弧长，所述周向相邻两通气孔7位于同一凸缘8上，凸缘上周向相邻两通气孔7之间距离l指在该凸缘圆周线上的一段连接相邻两通气孔圆心之间的圆弧线的弧长，固定块1的导气凹槽5与其轴向侧边的通气孔7相应设置并用于与其轴向侧边相邻通气孔7连通，使得检测鼓轮6在转动中的任意时刻，任意一固定块1上导气凹槽5至少与一个其轴向侧边相邻的通气孔7连通，优选地，导气凹槽5的弧长、弧度与检测鼓轮6周向相邻两通气孔7之间的弧长、弧度相等，即导气凹槽5的弧长L等于检测鼓轮6任意一凸缘上周向相邻两通气孔7之间弧长l。

两固定块1分别设置在两凸缘8轴向外侧，左侧固定块1设于左侧凸缘8的左侧，右侧固定块1设于右侧凸缘8的右侧，两固定块1分别与两凸缘8接触并且两固定块1左右对称设置，两固定块1固设在卷烟机的支架上并不随检测鼓轮6转动，两固定块1的导气凹槽5相对设置，即左侧固定块1的导气凹槽5的槽口向右，右侧固定块1的导气凹槽5的槽口向左，两固定块1的两导气凹槽5的槽口相向正对。固定块1的导气凹槽5可与其轴向侧边相邻通气孔7连通，即左侧固定块1的导气凹槽5可与左侧凸缘上相邻的通气孔7连通，右侧固定块1的导气凹槽5可与右侧凸缘上相邻的通气孔7连通。

检测鼓轮6在转动中的任意时刻，任意一固定块1上导气凹槽5与其轴向侧边相邻的通气孔7连通的截面积不变，始终至少等于其中一通气孔7的截面积，检测鼓轮在转动中的任意时刻，任意一固定块上导气凹槽至少与一个其轴向侧边相邻的通气孔连通。

其中一个固定块1上的气孔3为连接进气管9的进气口，另一个固定块1上的气孔3为连接出气管13的出气口，在进气管9或者进气口处设置用于测量进气端气压的第一压力传感器10，在出气管13或者出气口处设置用于测量出气端气压的第二压力传感器14，本实施例中，左侧固定块1上的气孔3为进气口，右侧固定块1上的气孔为出气口，在进气管9上设置用于测量进气端气压的第一压力传感器10，第一压力传感器10为贴在进气管9内壁上的应变片，在出气管13上设置用于测量出气端气压的第二压力传感器14，第二压力传感器14为贴在出气管13内壁上的应变片，当然，第一压力传感器10和第二压力传感器14也可为气压计(即压力计)，当第一压力传感器10和第二压力传感器14均为气压计，将第一压力传感器10的测量端插入进气管或者进气口内，将第二压力传感器14的测量端插入出气管13或者出气口内即可。

储气罐24的出气口连接进气管。

还包括控制系统25，第一压力传感器10和第二压力传感器14均与控制系统25信号连接，控制系统25可以为PLC控制系统或者单片机或者其他类型控制系统，当然，本发明不拘泥于上述形式，也可以不设置控制系统25，第一压力传感器10和第二压力传感器14电连接到激光打孔机PLC模拟量输入模块。

实施例2：

由图4所示的一种在线激光打孔机，该在线激光打孔机设有实施例1所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置22。

在线激光打孔机设有电控系统，电控系统为PLC控制系统，当烟支未打孔/漏打孔检测装置22包括控制系统时，在线激光打孔机16的电控系统与烟支未打孔/漏打孔检测装置22的控制系统之间通讯连接，并且在线激光打孔机16的电控系统与烟支未打孔/漏打孔检测装置22的控制系统之间可通过485总线连接。

当然，本发明不拘泥于上述形式，当烟支未打孔/漏打孔检测装置22不设置控制系统时，激光打孔机PLC控制系统设有激光打孔机PLC模拟量输入模块，第一压力传感器10和第二压力传感器14电连接到激光打孔机PLC模拟量输入模块。

一种在线激光打孔机包括前后相应间隔设置的激光打孔装置和实施例1所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置22，在激光打孔装置与烟支未打孔/漏打孔检测装置22之间设有用于为烟支未打孔/漏打孔检测装置22传递烟支20的烟支输送装置。

所述激光打孔装置包括激光打孔鼓轮19、搓烟轮18和激光聚焦头17，搓烟轮18和激光聚焦头17围绕激光打孔鼓轮19沿逆时针设于激光打孔鼓轮19的外围，围绕激光打孔鼓轮19外圈表面间隔均布设置数对吸附孔，激光打孔鼓轮19内设为其吸附孔提供负压的负压分配阀，数根烟支20沿周向被一一吸附在激光打孔鼓轮19外圈表面上并被分别吸附在激光打孔鼓轮19的数对吸附孔处，在激光打孔鼓轮19自转时，其上吸附的烟支20随之围绕激光打孔鼓轮19的中心线转动，激光打孔鼓轮19与搓卷轮转向相反，当烟支20经过激光打孔鼓轮19与搓卷轮之间时，烟支20自转一周，激光聚焦头17向自转中的烟支20发射激光，并在烟支20的过滤嘴处激光打孔，激光打孔鼓轮19也为左右水平设置，激光打孔装置及其激光打孔鼓轮19、搓烟轮18和激光聚焦头17均为现有技术，故不详细叙述。

烟支20输送装置包括从前至后依次相应间隔设置的数个烟支20吸附鼓轮，烟支20吸附鼓轮为左右水平设置，烟支20吸附鼓轮的中心线左右水平延伸，烟支20吸附鼓轮、激光打孔鼓轮19和检测鼓轮6相互平行，烟支20吸附鼓轮与激光打孔鼓轮19结构相同，烟支20吸附鼓轮外圈表面也设有用于吸附烟支20的吸附孔，烟支20吸附鼓轮内置用于为其吸附孔提供负压的负压分配阀，烟支20被吸附在烟支20吸附鼓轮外圈表面上并被吸附在烟支20吸附鼓轮的吸附孔处，烟支20吸附鼓轮的轮轴设于卷烟机15的机架上并与电机传动连接，电机带动烟支20吸附鼓轮转动，烟支20吸附鼓轮自转时，烟支20吸附鼓轮上吸附的烟支20随之围绕该烟支20吸附鼓轮的中心线转动；检测鼓轮与其后侧相邻烟支20吸附鼓轮转向相反，激光打孔鼓轮19与其前侧相邻烟支20吸附鼓轮转向相反，前后相邻两烟支20吸附鼓轮转向相反，数个烟支20吸附鼓轮的中心线从前至后依次上下交替错开设置。

本实施例中，所述烟支20吸附鼓轮从前至后依次相应设置三个，这三个烟支20吸附鼓轮从前至后分别是前侧烟支吸附鼓轮21C、中间烟支吸附鼓轮21B和后侧烟支吸附鼓轮21A，激光打孔鼓轮19逆时针自转，后侧烟支吸附鼓轮21A顺时针自转，中间烟支吸附鼓轮21B逆时针自转，前侧烟支吸附鼓轮21C顺时针自转，检测鼓轮逆时针自转。

激光打孔装置输出的烟支20依次从后侧烟支吸附鼓轮21A的下侧、中间烟支吸附鼓轮21B的上侧以及前侧烟支吸附鼓轮21C的上侧传送至检测鼓轮6的上侧，具体地，激光打孔鼓轮19上的烟支20随自转的激光打孔鼓轮19围绕激光打孔鼓轮19的中心线逆时针从激光打孔鼓轮19上半圈向前转动至激光打孔鼓轮19与后侧烟支吸附鼓轮21A的交界处(即临近处)时，随即被吸附在后侧烟支吸附鼓轮21A上；然后烟支20随自转的后侧烟支吸附鼓轮21A围绕后侧烟支吸附鼓轮21A的中心线顺时针从后侧烟支吸附鼓轮21A的下半圈向前转动至后侧烟支吸附鼓轮21A与中间烟支吸附鼓轮21B的交界处(即临近处)，烟支20随即被吸附在中间烟支吸附鼓轮21B上；接着烟支20随自转的中间烟支吸附鼓轮21B围绕中间烟支吸附鼓轮21B的中心线逆时针从中间烟支吸附鼓轮21B的上半圈向前转动至中间烟支吸附鼓轮21B与前侧烟支吸附鼓轮21C的交界处(即临近处)，烟支20随即被吸附在前侧烟支吸附鼓轮21C上；烟支20再随自转的前侧烟支吸附鼓轮21C围绕前侧烟支吸附鼓轮21C的中心线顺时针从前侧烟支吸附鼓轮21C的下半圈向前转动至前侧烟支吸附鼓轮21C与检测鼓轮的交界处(即临近处)，烟支20随即被吸附在检测鼓轮6上，烟支20夹设在两凸缘8之间，烟支20左端与左侧凸缘上的通气孔正对、右端与右侧凸缘上的通气孔正对，烟支20转至两固定块之间并与两导气凹槽5形成通气的气路时，即可进行未打孔或者漏打孔的检测。

实施例3：

一种烟支未打孔/漏打孔检测方法，先设置实施例1所述的一种带有烟支12未打孔检测装置，经过激光打孔处理后的烟支12设置在两凸缘8之间，激光打孔处理是指对烟支12的过滤嘴处进行激光打孔(激光打孔为现有技术，故不详细叙述)，烟支12平行检测鼓轮6的中心轴线，烟支12两端分别与两凸缘8的两通气孔7对应，即烟支12一端4与其中一个凸缘8上的一个通气孔7正对，另一端2与另一个凸缘8上的一个通气孔7正对，更优地，每个通气孔7的轴向内侧均设置一个与之连通的橡胶嘴11，橡胶嘴11与相应凸缘8固定连接，烟支12夹设在两凸缘8的两橡胶嘴11之间。

烟支12随检测鼓轮6转动时，固定块1始终固定不动，进气管9中的气流依次通过进气口、进气口所在固定块1上的导气凹槽5、一个凸缘8上的通气孔7、行至两导气凹槽5之间的烟支12、出气口所在固定块1上的导气凹槽5和出气口后进入出气管13，两石墨块内的导气凹槽5进入端、脱离端的形状完全一致，从而使得在任意时刻，导气凹槽5所能包含的孔洞面积恒定，从而避免了因鼓轮旋转、烟支12交替所造成的进、出的气流压力波动，确保了检测数据的稳定性；设第一压力传感器10测量进气端的进气压为P1，第二压力传感器14测量出气端的出气压为P2，设气流通过烟支12上经激光打孔所得孔洞的气压为P3,烟支12释放的气压为P4，P4为定值，控制系统根据公式：P3＝P1-P2-P4进行计算，得出P3的实际值，正常激光打孔情况下P3保持在一定的范围值，控制系统计算每只烟支12P3的实际值并与所述范围值进行比较，未打孔或者漏打孔的烟支12的P3的实际值将低于所述范围值，控制系统进行判断，P3的实际值低于所述范围值的烟支12为未打孔或漏打孔的烟支12。

如出现较多烟支P3实际值小于设定的范围值，激光打孔机的电控系统将加大激光能量，如出现较多烟支P3实际值大于设定的范围值，激光打孔机的电控系统将减小大激光能量，确保烟支通风度合格。

在线激光打孔机的电控系统或者控制系统25电连接报警系统，在线激光打孔机的电控系统或者控制系统25检测到未打孔或漏打孔的烟支12后，向卷烟机电控系统报警，然后由卷烟机上的剔除机构将未打孔或漏打孔的烟支12剔除。除上述的实施案例外，本发明还可以有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换而形成的技术方案，均落在本发明的包含范围内。

Claims (9)

1.烟支未打孔/漏打孔检测装置，其特征在于：包括两固定块(1)、第一压力传感器(10)、第二压力传感器(14)和激光打孔机PLC模拟量输入模块，两固定块(1)分别设置在检测鼓轮(6)的轴向两侧外，检测鼓轮(6)为卷烟机的检测鼓轮(6)，检测鼓轮(6)的轴向两端均设有凸缘(8)，凸缘(8)上沿圆周间隔设有数个通气孔(7)，固定块(1)上设有导气凹槽(5)和与导气凹槽(5)连通的气孔(3)，导气凹槽(5)是一端(4)为凸弧形、另一端(2)为凹弧形的弧形凹槽；所述导气凹槽的两端面的凹凸弧度相同、凹凸方向一致，导气凹槽的弧长是检测鼓轮(6)周向相邻两通气孔(7)之间弧长的整数倍；两固定块(1)分别设置在两凸缘(8)外侧，两固定块(1)的导气凹槽(5)相对设置，固定块(1)的导气凹槽(5)与其轴向侧边的通气孔(7)相应设置并用于与其轴向侧边相邻通气孔(7)连通；其中一个固定块(1)上的气孔(3)为连接进气管(9)的进气口，另一个固定块(1)上的气孔(3)为连接出气管(13)的出气口，在进气管(9)或者进气口处设置用于测量进气端气压的第一压力传感器(10)，在出气管(13)或者出气口处设置用于测量出气端气压的第二压力传感器(14)；检测鼓轮(6)在转动中的任意时刻，任意一固定块(1)上导气凹槽(5)与其轴向侧边相邻的通气孔(7)连通的截面积不变，始终等于其中一通气孔(7)的截面积。

2.如权利要求1所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置，其特征在于：导气凹槽(5)的弧长、弧度分别与检测鼓轮(6)周向相邻两通气孔(7)之间的弧长、弧度相等。

3.如权利要求1所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置，其特征在于：还包括控制系统(25)，第一压力传感器(10)和第二压力传感器(14)均与控制系统(25)信号连接。

4.如权利要求1所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置，其特征在于：第一压力传感器(10)和第二压力传感器(14)均电连接到激光打孔机PLC模拟量输入模块。

5.如权利要求2所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置，其特征在于：还包括储气罐(24)，储气罐(24)的出气口连接进气管(9)。

6.一种在线激光打孔机，其特征在于：该在线激光打孔机设有权利要求1-5任一项所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置(22)。

7.如权利要求6所述的一种在线激光打孔机，其特征在于：当烟支未打孔/漏打孔检测装置(22)包括控制系统时，在线激光打孔机(16)的电控系统与烟支未打孔/漏打孔检测装置(22)的控制系统之间通讯连接。

8.一种烟支未打孔/漏打孔检测方法，其特征在于：设置权利要求1-5任一项所述的烟支未打孔/漏打孔检测装置，经过激光打孔处理后的烟支(12)设置在两凸缘(8)之间，烟支(12)两端分别与两凸缘(8)的两通气孔(7)对应，烟支(12)随检测鼓轮(6)转动时，进气管(9)中的气流依次通过进气口、进气口所在固定块(1)上的导气凹槽(5)、一个凸缘(8)上的通气孔(7)、行至两导气凹槽(5)之间的烟支(12)、出气口所在固定块(1)上的导气凹槽(5)和出气口后进入出气管(13)，第一压力传感器(10)测量进气端的进气压为P1，第二压力传感器(14)测量出气端的出气压为P2，设气流通过烟支(12)上经激光打孔所得孔洞的气压为P3,烟支(12)释放的气压为P4，P4为定值，控制系统根据公式：P3＝P1-P2-P4进行计算，得出P3的实际值，正常激光打孔情况下P3保持在一定的范围值，控制系统计算每只烟支(12)P3的实际值并与所述范围值进行比较，P3的实际值低于所述范围值的烟支(12)为未打孔或漏打孔的烟支(12)。

9.如权利要求8所述的一种烟支未打孔/漏打孔检测方法，其特征在于：控制系统(25)电连接报警系统，控制系统(25)检测到未打孔或漏打孔的烟支(12)后，向卷烟机控制系统(25)报警，然后由卷烟机上剔除机构将未打孔或漏打孔的烟支(12)剔除。

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