CN111213907A - 一种烟支重量控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟支重量控制系统及方法。所述控制系统包括密度检测装置、烟条平整装置和重量调节装置，所述重量调节装置分别通信连接所述密度检测装置和所述烟条平整装置；所述密度检测装置用于对烟支进行检测并生成相应的密度测量值；所述重量调节装置用于将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置的吸丝带的位置。所述控制系统直接通过密度检测装置检测到密度对重量调节装置进行控制，这种直接采用密度进行判断的方式，省去了换算为重量的中间环节，使得控制灵敏度得到提升，且不再受烟支的横截面圆周尺寸的影响，调控的准确率大大提升。

Description

一种烟支重量控制系统及方法

技术领域

本发明涉及烟支制备技术领域，具体涉及一种烟支重量控制系统及方法。

背景技术

烟支重量控制系统用于卷接机组烟支重量的实时测量，精准的重量控制系统能够提高烟丝利用效率，提高烟支合格率、降低生产成本。目前，烟支重量控制系统所采用的工作原理是：核扫描器对烟支重量进行检测，将实际重量信号反馈到控制模块，控制模块将实际重量与设定重量进行比较，并根据比较结果控制调节平准器上下移动，从而控制烟支重量。

其问题在于：核扫描器通过微波检测检测出烟支的密度，然后根据密度数据和烟支长度，间接推算出烟支重量，计算出的烟支重量与设定重量比较，然后通过控制吸丝带的位置，使重量始终处于规定值之内；然而，烟支的密度不仅仅与烟丝的填充量的多少有关系，还与烟支的横截面圆周尺寸有关系，在烟丝填充量一定的情况下，烟支的密度受烟支的横截面圆周尺寸的影响；相同的烟丝量情况下，填充到不同直径的烟支中，大直径的密度明显要小于小直径的烟支；当烟丝输送装置的位置准确的情况下，如果烟支圆周控制装置不准确而导致烟支的横截面圆周尺寸偏大，烟支的密度就会偏小，此时扫描装置检测到烟支的密度偏小，控制模块就会控制烟丝输送装置增加烟丝填充量，直到扫描装置检测到烟支的密度达到预设范围之内，这样就会导致烟支重量超标；相反的，如果烟支圆周控制装置不准确而导致烟支的横截面圆周尺寸偏小，烟支的密度就会偏大，此时扫描装置检测到烟支的密度偏大，控制模块就会控制烟丝输送装置减少烟丝填充量，直到扫描装置检测到烟支的密度达到预设范围之内，这样就会导致烟支重量不达标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无需根据检测到的密度反算出质量，而是根据检测到的密度对烟支的重量进行直接控制的烟支重量控制系统。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种烟支重量控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种烟支重量控制系统，所述控制系统包括密度检测装置、烟条平整装置和重量调节装置，所述重量调节装置分别通信连接所述密度检测装置和所述烟条平整装置；所述密度检测装置用于对烟支进行检测并生成相应的密度测量值；所述重量调节装置用于将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置的吸丝带的位置。

在本发明提供的烟支重量控制系统中，所述重量调节装置包括存储单元、与所述存储单元连接的比对单元、和与所述比对单元连接的调节单元；所述存储单元内录入了所述预设密度值；所述处理单元用于从所述密度检测装置采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对；所述调节单元用于根据所述比对单元的比对结果调节所述吸丝带的位置。

在本发明提供的烟支重量控制系统中，所述烟条平整装置包括吸丝带调节装置；所述吸丝带调节装置包括调节传动装置、伺服电机和位移传感器；所述调节传动装置包括齿状扇形块、偏心件和滚子；所述齿状扇形块的弧形侧面与所述伺服电机的输出轴侧面连接，所述偏心件一端与所述齿状扇形块连接、另一端与所述滚子连接，所述滚子用于抵压所述吸丝带；所述位移传感器用于测量所述吸丝带的位移。

在本发明提供的烟支重量控制系统中，所述调节单元与所述伺服电机电连接，用于通过控制所述伺服电机正转或反转时带动所述滚子上移或下移，以使所述吸丝带向上位移或向下位移。

在本发明提供的烟支重量控制系统中，所述调节单元用于在所述密度测量值低于所述预设密度值时通过控制所述伺服电机正转带动所述滚子上移，并在所述密度测量值高于所述预设密度值时通过控制所述伺服电机反转带动所述滚子下移。

在本发明提供的烟支重量控制系统中，一个烟支分为n个依次连续的测量段，n为正整数；所述密度检测装置用于分别检测每一个所述测量段的m个位置处的密度并生成m个对应的所述密度测量值，m为正整数。

在本发明提供的烟支重量控制系统中，所述处理单元用于从所述密度检测装置分别采集每一个所述测量段的m个所述密度测量值，并计算对应同一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值，并将每一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值与所述预设密度值进行比对。

为解决上述另一个技术问题，本发明还提供了一种烟支重量控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

密度检测装置对烟支进行检测并生成相应的密度测量值；

重量调节装置将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置的吸丝带的位置。

在本发明提供的烟支重量控制方法中，所述重量调节装置包括存储单元、与所述存储单元连接的比对单元、和与所述比对单元连接的调节单元；所述存储单元内录入了所述预设密度值；所述的“重量调节装置将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置的吸丝带的位置”步骤包括如下步骤：

所述处理单元从所述密度检测装置采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对；

调节单元根据所述比对单元的比对结果调节所述吸丝带的位置。

在本发明提供的烟支重量控制方法中，一个烟支分为n个依次连续的测量段，n为正整数；所述的“密度检测装置对烟支进行检测并生成相应的密度测量值”步骤中：

所述密度检测装置分别检测每一个所述测量段的m个位置处的密度并生成m个对应的所述密度测量值，m为正整数；

所述的“所述处理单元从所述密度检测装置采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对”步骤中：

所述处理单元从所述密度检测装置分别采集每一个所述测量段的m个所述密度测量值，并计算对应同一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值，并将每一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值与所述预设密度值进行比对。

实施本发明提供的烟支重量控制系统及方法，可以达到以下有益效果：所述烟支重量控制系统及方法是直接通过密度检测装置检测到密度对重量调节装置进行控制，这种直接采用密度进行判断的方式，省去了换算为重量的中间环节，使得控制灵敏度得到提升，且不再受烟支的横截面圆周尺寸的影响，调控的准确率大大提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1为本发明实施例一提供的烟支重量控制系统的方框示意图；

图2为本发明实施例一提供的烟支重量控制系统的中重量调节装置的方框示意图；

图3为本发明实施例一提供的烟支重量控制系统的中吸丝带调节装置的分解示意图；

图4为本发明实施例一提供的烟支重量控制系统的中烟条平整装置与烟丝的位置关系示意图；

图5为本发明实施例一提供的烟支重量控制系统的显示装置显示的关系图的示意图。

具体实施方式中的附图标号说明：

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明总的思路是：由于当前的重量控制方法是基于密度反算的，而密度还受到烟支直径(即横截面圆周尺寸)的影响，这样造成重量无形中还增加了烟支直径的影响因素。实际上，直径控制和烟支重量属于两个互不相关的控制系统。而本发明提供的烟支重量控制系统及方法是直接通过密度检测装置1检测到密度对重量调节装置3进行控制，这种直接采用密度进行判断的方式，省去了换算为重量的中间环节，使得控制灵敏度得到提升，且不再受烟支的横截面圆周尺寸的影响，调控的准确率大大提升。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

本实施例提供的烟支重量控制系统包括密度检测装置1、烟条平整装置2和重量调节装置3，所述重量调节装置3分别通信连接所述密度检测装置1和所述烟条平整装置2；所述密度检测装置1用于对烟支进行检测并生成相应的密度测量值；所述重量调节装置3用于将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置2的吸丝带4的位置。

本实施例中，所述密度检测装置1包括微波扫描头和与之连接的湿度传感器。所述微波扫描头的基本功能组包括：微波谐振器，微处理单元和带温度控制器的供电装置。微波谐振器提供高频电压，电压的振幅随着连续的卷烟烟条的密度而波动。高频电压通过选择性整流产生出波动的直流电压，微波微处理器把这个电压用数字显示出来。为了保证测量平稳进行，必须调节一些微波部件的工作温度。在计算密度时要考虑烟丝湿度，所述湿度传感器提供相应的测量值。

本实施例中，所述重量调节装置3包括存储单元31、与所述存储单元31连接的比对单元32、和与所述比对单元32连接的调节单元33；所述存储单元31内录入了所述预设密度值；所述处理单元用于从所述密度检测装置1采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对；所述调节单元33用于根据所述比对单元32的比对结果调节所述吸丝带4的位置。

本实施例中，所述烟条平整装置2包括吸丝带4调节装置21和平整器22；所述吸丝带4调节装置21包括调节传动装置、伺服电机211和位移传感器212；所述调节传动装置包括齿状扇形块213、偏心件214和滚子215；所述齿状扇形块213的弧形侧面2131与所述伺服电机211的输出轴侧面连接，所述偏心件214一端与所述齿状扇形块213连接、另一端与所述滚子215连接，所述滚子215用于抵压所述吸丝带4；所述位移传感器212用于测量所述吸丝带4的位移，烟丝吸附在所述吸丝带4的下侧，所述平整器22位于所述吸丝带4的下侧，烟丝则位于所述吸丝带4与所述平整器22的平整刀盘221之间，显然的，烟条中的烟丝量和烟丝密度通过吸丝带4的上下位移调节予以确定，其中，吸丝带4向上位移使得烟条中烟丝量增加、烟支重量增大，吸丝带4向下位移使得烟条中烟丝量减少、烟支重量减小。所述位移传感器212的探测芯轴2121对准所述齿状扇形块213的凹齿2132处，如此，可通过检测所述齿状扇形块213的位移来反应所述吸丝带4的位移。而平整器22的作用在于将多余的烟丝分开。

本实施例中，所述调节单元33与所述伺服电机211电连接，用于通过控制所述伺服电机211正转或反转时带动所述滚子215上移或下移，以使所述吸丝带4向上位移或向下位移。所述调节单元33用于在所述密度测量值低于所述预设密度值时通过控制所述伺服电机211正转带动所述滚子215上移，并在所述密度测量值高于所述预设密度值时通过控制所述伺服电机211反转带动所述滚子215下移。

本实施例中，一个烟支分为n个依次连续的测量段，n为正整数；所述密度检测装置1用于分别检测每一个所述测量段的m个位置处的密度并生成m个对应的所述密度测量值，m为正整数。所述处理单元用于从所述密度检测装置分别采集每一个所述测量段的m个所述密度测量值，并计算对应同一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值，并将每一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值与所述预设密度值进行比对。具体的，n的取值优选为1-100，m的取值优选为1-100，也就是说，在对烟支进行密度测量的过程中，将一个烟支分成1-100段长度相同或不同的测量段，然后所述密度检测装置1分别对1-100段所述测量段的密度进行测量，而所述密度检测装置1在对每一个所述测量段的密度进行测量的过程中，会分别对所述测量段的1-100个位置点进行测量，从而对应每一个所述测量段生成1-100个所述密度测量值。而所述处理单元是将每一个所述测量段的1-100个所述密度测量值的平均值与所述预设密度值进行比对。

进一步的，所述烟支重量控制系统还包括显示装置，所述显示装置与所述重量调节装置的处理单元电连接，所述显示装置可以是液晶显示屏，在所述显示装置上实时显示一个烟支的不同的测量段的m个所述密度测量值的平均值与对应的所述测量段的预设密度值的关系图(参见图5)，从而可视化整个检测控制过程，便于作业员直观的掌握烟支重量控制系统的运行状态。具体的，所述预设密度值包括上限密度值和下限密度值，所述关系图中包括由每一个所述测量段的上限密度值拟合成的上限曲线，由每一个所述测量段的下限密度值拟合成的下限曲线，和每一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值拟合成的实测曲线。

综上所述，所述烟支重量控制系统直接通过密度检测装置1检测到密度对重量调节装置3进行控制，这种直接采用密度进行判断的方式，省去了换算为重量的中间环节，使得控制灵敏度得到提升，且不再受烟支的横截面圆周尺寸的影响，调控的准确率大大提升。

实施例二

本实施例提供了一种烟支重量控制方法，所述控制方法通过实施例一提供的控制系统来实现。其中，所述控制方法包括如下步骤：

密度检测装置1对烟支进行检测并生成相应的密度测量值；

重量调节装置3将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置2的吸丝带4的位置。

本实施例中，所述重量调节装置3包括存储单元31、与所述存储单元31连接的比对单元32、和与所述比对单元32连接的调节单元33；所述存储单元31内录入了所述预设密度值；所述的“重量调节装置3将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置2的吸丝带4的位置”步骤包括如下步骤：

所述处理单元从所述密度检测装置1采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对；

调节单元33根据所述比对单元32的比对结果调节所述吸丝带4的位置；具体的，所述烟条平整装置2包括吸丝带4调节装置21和平整器22；所述吸丝带4调节装置21包括调节传动装置、伺服电机211和位移传感器212；所述调节传动装置包括齿状扇形块213、偏心件214和滚子215；所述齿状扇形块213的弧形侧面2131与所述伺服电机211的输出轴侧面连接，所述偏心件214一端与所述齿状扇形块213连接、另一端与所述滚子215连接，所述滚子215用于抵压所述吸丝带4；所述位移传感器212用于测量所述吸丝带4的位移。烟丝吸附在所述吸丝带4的下侧，所述平整器22位于所述吸丝带4的下侧，烟丝则位于所述吸丝带4与所述平整器22的平整刀盘221之间，显然的，烟条中的烟丝量和烟丝密度通过吸丝带4的上下位移调节予以确定，其中，吸丝带4向上位移使得烟条中烟丝量增加、烟支重量增大，吸丝带4向下位移使得烟条中烟丝量减少、烟支重量减小。而平整器22的作用在于将多余的烟丝分开。所述调节单元33与所述伺服电机211电连接，所述调节单元33通过控制所述伺服电机211正转或反转时带动所述滚子215上移或下移，以使所述吸丝带4向上位移或向下位移。所述调节单元33在所述密度测量值低于所述预设密度值时通过控制所述伺服电机211正转带动所述滚子215上移，并在所述密度测量值高于所述预设密度值时通过控制所述伺服电机211反转带动所述滚子215下移。

本实施例中，一个烟支分为n个依次连续的测量段，n为正整数；所述的“密度检测装置对烟支进行检测并生成相应的密度测量值”步骤中：所述密度检测装置分别检测每一个所述测量段的m个位置处的密度并生成m个对应的所述密度测量值，m为正整数。所述的“所述处理单元从所述密度检测装置采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对”步骤中：所述处理单元从所述密度检测装置分别采集每一个所述测量段的m个所述密度测量值，并计算对应同一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值，并将每一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值与所述预设密度值进行比对。具体的，n的取值优选为1-100，m的取值优选为1-100，也就是说，在对烟支进行密度测量的过程中，将一个烟支分成1-100段长度相同或不同的测量段，然后所述密度检测装置1分别对1-100段所述测量段的密度进行测量，而所述密度检测装置1在对每一个所述测量段的密度进行测量的过程中，会分别对所述测量段的1-100个位置点进行测量，从而对应每一个所述测量段生成1-100个所述密度测量值。而所述处理单元是将每一个所述测量段的1-100个所述密度测量值的平均值与所述预设密度值进行比对。

进一步的，所述控制方法还包括如下步骤：显示装置实时显示一个烟支的不同的测量段的m个所述密度测量值的平均值与对应的所述测量段的预设密度值的关系图(参见图5)。从而可视化整个检测控制过程，便于作业员直观的掌握烟支重量控制系统的运行状态。具体的，所述预设密度值包括上限密度值和下限密度值，所述关系图中包括由每一个所述测量段的上限密度值拟合成的上限曲线，由每一个所述测量段的下限密度值拟合成的下限曲线，和每一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值拟合成的实测曲线。

综上所述，所述烟支重量控制方法直接通过密度检测装置1检测到密度对重量调节装置3进行控制，这种直接采用密度进行判断的方式，省去了换算为重量的中间环节，使得控制灵敏度得到提升，且不再受烟支的横截面圆周尺寸的影响，调控的准确率大大提升。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种烟支重量控制系统，其特征在于，所述控制系统包括密度检测装置、烟条平整装置和重量调节装置，所述重量调节装置分别通信连接所述密度检测装置和所述烟条平整装置；所述密度检测装置用于对烟支进行检测并生成相应的密度测量值；所述重量调节装置用于将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置的吸丝带的位置。

2.根据权利要求1所述烟支重量控制系统，其特征在于，所述重量调节装置包括存储单元、与所述存储单元连接的比对单元、和与所述比对单元连接的调节单元；所述存储单元内录入了所述预设密度值；所述处理单元用于从所述密度检测装置采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对；所述调节单元用于根据所述比对单元的比对结果调节所述吸丝带的位置。

3.根据权利要求2所述烟支重量控制系统，其特征在于，所述烟条平整装置包括吸丝带调节装置；所述吸丝带调节装置包括调节传动装置、伺服电机和位移传感器；所述调节传动装置包括齿状扇形块、偏心件和滚子；所述齿状扇形块的弧形侧面与所述伺服电机的输出轴侧面连接，所述偏心件一端与所述齿状扇形块连接、另一端与所述滚子连接，所述滚子用于抵压所述吸丝带；所述位移传感器用于测量所述吸丝带的位移。

4.根据权利要求3所述烟支重量控制系统，其特征在于，所述调节单元与所述伺服电机电连接，用于通过控制所述伺服电机正转或反转时带动所述滚子上移或下移，以使所述吸丝带向上位移或向下位移。

5.根据权利要求4所述烟支重量控制系统，其特征在于，所述调节单元用于在所述密度测量值低于所述预设密度值时通过控制所述伺服电机正转带动所述滚子上移，并在所述密度测量值高于所述预设密度值时通过控制所述伺服电机反转带动所述滚子下移。

6.根据权利要求2所述烟支重量控制系统，其特征在于，一个烟支分为n个依次连续的测量段，n为正整数；所述密度检测装置用于分别检测每一个所述测量段的m个位置处的密度并生成m个对应的所述密度测量值，m为正整数。

7.根据权利要求6所述的烟支重量控制系统，其特征在于，所述处理单元用于从所述密度检测装置分别采集每一个所述测量段的m个所述密度测量值，并计算对应同一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值，并将每一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值与所述预设密度值进行比对。

8.一种烟支重量控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

密度检测装置对烟支进行检测并生成相应的密度测量值；

重量调节装置将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置的吸丝带的位置。

9.根据权利要求7所述的烟支重量控制方法，其特征在于，所述重量调节装置包括存储单元、与所述存储单元连接的比对单元、和与所述比对单元连接的调节单元；所述存储单元内录入了所述预设密度值；所述的“重量调节装置将所述密度测量值与预设密度值进行对比，并根据比对结果控制所述烟条平整装置的吸丝带的位置”步骤包括如下步骤：

所述处理单元从所述密度检测装置采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对；

调节单元根据所述比对单元的比对结果调节所述吸丝带的位置。

10.根据权利要求8所述的烟支重量控制方法，其特征在于，

一个烟支分为n个依次连续的测量段，n为正整数；所述的“密度检测装置对烟支进行检测并生成相应的密度测量值”步骤中：

所述密度检测装置分别检测每一个所述测量段的m个位置处的密度并生成m个对应的所述密度测量值，m为正整数；

所述的“所述处理单元从所述密度检测装置采集到所述密度测量值，并将所述密度测量值与所述预设密度值进行比对”步骤中：

所述处理单元从所述密度检测装置分别采集每一个所述测量段的m个所述密度测量值，并计算对应同一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值，并将每一个所述测量段的m个所述密度测量值的平均值与所述预设密度值进行比对。

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