CN111567857A - Passim卷烟机的烟支重量控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，包括以下步骤：利用烟支样本对PASSIM卷烟机重量控制系统分别进行烟支目标重量的校准与验证、烟支重量计算公式的斜率的校准与验证、烟支重量计算公式的线性验证，以确定最终烟支重量计算公式；根据最终烟支重量计算公式的计算重量进行待测烟支采样，并对待测烟支进行超轻超重验证，实现对烟支质量的控制。该烟支重量控制方法适用于PASSIM卷烟机重量控制系统，能够提高烟条的精确度从而提高生产效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于卷烟制造技术领域，具体涉及一种PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法。
背景技术
当前国内烟草生产企业所面临的一项重要指标就是提高卷烟产品质量。为此，企业一方面需要从产品工艺、结构上进行技术调整和研发，另一方面在现有机器设备上进行升级，研发更好的质量控制和检测装置，从而提高产品质量。
企业能否拥有竞争力其关键就在于是否具备一流的卷烟制造能力。实现烟草企业盈利的重要手段之一就是降低生产成本，在整个烟支制造的工艺流程中，辅料的消耗是最主要的因素，主要分为两个部分合格烟支与不合格烟支。造成不合格烟支的典型原因为烟支重量未达工艺标准，因此烟支重量控制的精度与方法研究在卷烟生产过程中成本比重的降低具有重要意义。
申请公布号为CN105388168A的专利申请公开了一种卷烟设备检测工艺的验证方法，通过微波参数的校准、第一斜率校准、目标重量、第二斜率，线性系数验证等步骤，保障微波质量检测系统在运行过程中保持准确。但是该验证过程过于繁琐和复杂，在实际生产中要花费大量的时间，原材料消耗大。同时，该验证方法对于斜率的验证时通过显示标准偏差值和实际标准偏差值之比来修正斜率，该方法要多次取样修正斜率，计算量大，耗费时间。再者，该验证方法的线性验证失败需要从初始步骤开始验证，效率降低。此外，该验证方法适用于微波质量检测系统，并不适用于PASSIM卷烟机重量控制系统。
申请公布号为CN105105326A的专利申请公开了一种基于IPC卷烟机烟支重量控制及质量检测一体化装置及方法，该方法并没有公开怎样控制质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，该控制方法适用于PASSIM卷烟机重量控制系统，能够提高烟条的精确度从而提高生产效率，降低生产成本。
本发明的技术方案为：
一种PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，包括以下步骤：
利用烟支样本对PASSIM卷烟机重量控制系统分别进行烟支目标重量的校准与验证、烟支重量计算公式的斜率的校准与验证、烟支重量计算公式的线性验证，以确定最终烟支重量计算公式；
根据最终烟支重量计算公式的计算重量进行待测烟支采样，并对待测烟支进行超轻超重验证，实现对烟支质量的控制。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
在烟支重量控制方法中，每一步的验证都是后续步骤的基础，其中，烟支目标重量的校准与验证、烟支重量计算公式的斜率的校准与验证、烟支重量计算公式的线性验证可看作是剔除条件，为最终成功剔除轻重烟支提供精度支持，进而能够提高烟条的精确度从而提高生产效率，降低生产成本。
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做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
针对Passim卷接机组对烟条进行精准重量控制，优化重量控制系统验证的过程，提升可操作性。目前的卷烟自动化越发成熟，生产效率飞速提升，但是轻重烟剔除的问题一直处在无用消耗的前列，这主要是生产过程中重量控制的问题，为了解决这个问题，实施例提供了一种PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法。
图1为PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法的流程图，如图1所示，该烟支重量控制方法包括以下步骤：
利用烟支样本对PASSIM卷烟机重量控制系统分别进行烟支目标重量的校准与验证、烟支重量计算公式的斜率的校准与验证、烟支重量计算公式的线性验证，以确定最终烟支重量计算公式；
根据最终烟支重量计算公式的计算重量进行待测烟支采样，并对待测烟支进行超轻超重验证，实现对烟支质量的控制。
具体地，所述烟支目标重量的校准步骤包括：
首先，根据目标重量值，利用表示烟支重量与采集电压关系的烟支重量计算公式计算获得目标电压值，依据目标电压值在内外排上各筛选n次烟支样本，n为大于等于2的自然数；
然后，分别计算内外排烟支样本的重量均值，若内外排烟支样本重量均值与目标重量值之差绝对值均大于重量差阈值，则调整设定目标重量值后，再重复在内外排上取样直到内外排烟支样本重量均值与设定目标重量值之差绝对值均不大于重量差阈值为止；
最后，计算停止采样时对应的内外排上总计2n次取样的单支烟平均重量值，并比较该平均重量值与目标重量值得到重量差值后，根据该重量差值对烟支重量计算公式进行修正。
具体实施例的烟支目标重量的校准步骤中，每次取样30支烟支样本，并设定重量差阈值为5mg，首次依据目标电压值在内外排上各筛选2次烟支样本进行烟支目标重量的校准。
烟支重量计算公式是一个表示烟支重量和采集电压线性关系的公式，假设烟支重量计算公式为y＝kx+b，x表示采集电压，y表示烟支重量，k为斜率，b是一个修正烟支重量的重量调节参数，利用烟支重量计算公式计算获得的值为烟支计算重量。在烟支样本采集时，是根据目标重量值和烟支重量计算公式计算获得目标电压值，实时采集每个烟支样本的电压信号，当采集的电压信号值与目标电压值相等时，则将该烟支样本采集出来，以完成烟支样本采集。在烟支目标重量的校准步骤中，利用根据平均重量值与目标重量值得到重量差值来更新烟支重量计算公式中的重量调节参数b，以修正烟支重量计算公式。
在执行完烟支目标重量的校准步骤后，进行烟支目标重量的验证步骤，具体包括：
首先，根据目标重量值，利用修正后的烟支重量计算公式计算获得新目标电压值，依据新目标电压值在内外排上各筛选m次烟支样本，m小于n，m为大于等于1的自然数；
然后，分别计算出所有取样烟支样本的重量均值和重量标准差(SD)，若该重量均值与目标重量值之差的绝对值小于重量差阈值且该重量标准差的绝对值小于标准差阈值，则验证通过，否则继续跳转执行烟支目标重量的校准步骤。
具体实施例的烟支目标重量的验证步骤中，依据新目标电压值在内外排上各筛选1次烟支样本，并设定重量差阈值为5mg，设定标准差阈值为8mg。
在烟支目标重量的验证通过后，执行烟支重量计算公式的斜率的验证步骤，包括：
首先，根据第一目标重量值和第二目标重量值，利用修正后的烟支重量计算公式计算获得第一新目标电压值和第二新目标电压值，依据该新第一新目标电压值和第二新目标电压值筛选采样烟支样本；
然后，计算第一重量目标值对应的采样烟支样本的第一重量均值和第一重量标准差，计算第二重量目标值对应的采样烟支样本的第二重量均值和第二重量标准差，若第一重量均值与第一目标重量值之差的绝对值小于重量差阈值，且第而重量均值与第二目标重量值之差的绝对值也小于重量差阈值，则烟支重量计算公式的斜率验证结束，否则执行烟支重量计算公式的斜率校准步骤。
具体实施例的烟支重量计算公式的斜率的验证步骤中，每次取样30支烟支样本，设定重量差阈值为5mg。
在烟支重量计算公式的斜率的验证通过后，执行烟支重量计算公式的校准步骤，包括：
分别将第一重量均值、第二重量均值与对应的第一新目标电压值和第二新目标电压值组成第一验证点(第一新目标电压值，第一重量均值)和第二验证点(第二新目标电压值，第二重量均值)；
利用第一验证点(第一新目标电压值，第一重量均值)和第二验证点(第二新目标电压值，第二重量均值)对烟支重量计算公式的斜率进行校准，以确定最新斜率。
当经过烟支目标重量的校准与验证后，烟支重量计算公式的重量调节参数b是确定不变的，此时，根据第一验证点和第二验证点重新拟合来修正斜率。
在执行完烟支重量计算公式的校准步骤后，执行烟支重量计算公式的线性验证步骤，包括：
首先，以目标重量值为中心的一定重量范围内，按固定梯度设定p个等级重量值，根据p个等级重量值，利用斜率验证后的烟支重量计算公式计算获得p个等级电压值，分别依据P个等级电压值筛选采样P组烟支样本；
然后，分别计算P组烟支样本的重量平均值与重量标准差，再对P组烟支样本的重量平均值与P个等级重量值做相关性分析，若相关性分析结果大于99％时，则线性验证通过，以通过烟支目标重量的校准与验证、烟支重量计算公式的斜率的校准与验证确定的烟支重量计算公式作为最终烟支重量计算公式；
若相关性分析结果小于99％时，则线性验证不通过，检查P组烟支样本中是否存异常数据，若不存在，则跳转执行烟支重量计算公式的斜率的验证步骤；若存在，则将存在异常数据的那组进行重新取样再进行相关性分析，若相关性分析结果仍然小于99％时，则跳转执行烟支重量计算公式的斜率的验证步骤。
具体实施例烟支重量计算公式的线性验证步骤中，采取30支的样本量，在目标重量设计值的±50mg范围内，输入11个重量校准参数(以10mg为梯度，-50至+50)，共进行11次校准取样分别检测出11组烟条的平均值和SD，然后使用CORREL函数将11组烟条的设定值与实测均值做相关性分析，大于99％，小于100％才能通过验证，若达不到该要求，则检查这11组数据中是否存异常数据；若存在，则将该组重新取样再计算相关性是否符合要求，若仍不符合或不存在异常数据，则可能斜率出现异常，需重新进行斜率校准。
在烟支重量计算公式的线性验证通过时，执行超轻超重验证步骤，包括：
首先，根据目标重量值，利用最终烟支重量计算公式计算获得目标电压值，依据该目标电压值筛选采样烟支样本；
然后，针对单烟支样本，若单支样品重量小于(目标重量值+废品重量轻限)，则轻烟剔除合格；若单支样品重量大于(目标重量值+废品重量重限)，则重烟剔除合格；
最后，根据轻烟剔除量和重烟剔除量对应的准确率满足要求时，超轻超重验证结束，否则，跳转执行烟支目标重量的校准与验证后再执行超轻超重验证步骤。
实施例中，一般准确率符合允许容错率在内的阈值范围，则认为准确率满足要求。
具体实施例超轻超重验证步骤中，样本量都为30支，废品重量轻限设定为-70mg，废品重量重限为+70mg。在轻重烟取样时，在综合测试台检测30支样品的重量并记录，若单支样品重量小于(目标重量+废品重量轻限)，则轻烟剔除合格，若单支样品重量大于(目标重量+废品重量重限)，则重烟剔除合格，最终两者取样合格率大于工艺要求值，则验证通过，否则重新调整重量控制系统。
本发明提供的PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法通过目标重量的校准与验证成功后在进行斜率校准可以减少重复计算量，同时保障检测准确性，同时整个系统遵循一步一步严格检测，在线性验证失败时能够保证前面验证无错，只需继续调整线性参数即可不用返回初始不走加大计算量，同时对于每一次验证都经过大量测试选出最适合的标准，保证产品品质，使最终剔除缺陷烟支结果可靠。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用烟支样本对PASSIM卷烟机重量控制系统分别进行烟支目标重量的校准与验证、烟支重量计算公式的斜率的校准与验证、烟支重量计算公式的线性验证，以确定最终烟支重量计算公式；
根据最终烟支重量计算公式的计算重量进行待测烟支采样，并对待测烟支进行超轻超重验证，实现对烟支质量的控制。
2.如权利要求1所述的PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，其特征在于，所述烟支目标重量的校准步骤包括：
首先，根据目标重量值，利用表示烟支重量与采集电压关系的烟支重量计算公式计算获得目标电压值，依据目标电压值在内外排上各筛选n次烟支样本，n为大于等于2的自然数；
然后，分别计算内外排烟支样本的重量均值，若内外排烟支样本重量均值与目标重量值之差绝对值均大于重量差阈值，则调整目标重量值后，再重复在内外排上取样直到内外排烟支样本重量均值与目标重量值之差绝对值均不大于重量差阈值为止；
最后，计算停止采样时对应的内外排上总计2n次取样的单支烟平均重量值，并比较该平均重量值与目标重量值得到重量差值后，根据该重量差值对烟支重量计算公式进行修正。
3.如权利要求2所述的PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，其特征在于，在执行完烟支目标重量的校准步骤后，进行烟支目标重量的验证步骤，具体包括：
首先，根据目标重量值，利用修正后的烟支重量计算公式计算获得新目标电压值，依据新目标电压值在内外排上各筛选m次烟支样本，m小于n，m为大于等于1的自然数；
然后，分别计算出所有取样烟支样本的重量均值和重量标准差，若该重量均值与目标重量值之差的绝对值小于重量差阈值且该重量标准差的绝对值小于标准差阈值，则验证通过，否则继续跳转执行烟支目标重量的校准步骤。
4.如权利要求3所述的PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，其特征在于，在烟支目标重量的验证通过后，执行烟支重量计算公式的斜率的验证步骤，包括：
首先，根据第一目标重量值和第二目标重量值，利用修正后的烟支重量计算公式计算获得第一新目标电压值和第二新目标电压值，依据该新第一新目标电压值和第二新目标电压值筛选采样烟支样本；
然后，计算第一重量目标值对应的采样烟支样本的第一重量均值和第一重量标准差，计算第二重量目标值对应的采样烟支样本的第二重量均值和第二重量标准差，若第一重量均值与第一目标重量值之差的绝对值小于重量差阈值，且第而重量均值与第二目标重量值之差的绝对值也小于重量差阈值，则烟支重量计算公式的斜率验证结束，否则执行烟支重量计算公式的斜率校准步骤。
5.如权利要求4所述的PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，其特征在于，在烟支重量计算公式的斜率的验证通过后，执行烟支重量计算公式的校准步骤，包括：
分别将第一重量均值、第二重量均值与对应的第一新目标电压值和第二新目标电压值组成第一验证点(第一新目标电压值，第一重量均值)和第二验证点(第二新目标电压值，第二重量均值)；
利用第一验证点(第一新目标电压值，第一重量均值)和第二验证点(第二新目标电压值，第二重量均值)对烟支重量计算公式的斜率进行校准，以确定最新斜率。
6.如权利要求5所述的PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，其特征在于，在执行完烟支重量计算公式的校准步骤后，执行烟支重量计算公式的线性验证步骤，包括：
首先，以目标重量值为中心的一定重量范围内，按固定梯度设定p个等级重量值，根据p个等级重量值，利用斜率验证后的烟支重量计算公式计算获得p个等级电压值，分别依据P个等级电压值筛选采样P组烟支样本；
然后，分别计算P组烟支样本的重量平均值与重量标准差，再对P组烟支样本的重量平均值与P个等级重量值做相关性分析，若相关性分析结果大于99％时，则线性验证通过，以通过烟支目标重量的校准与验证、烟支重量计算公式的斜率的校准与验证确定的烟支重量计算公式作为最终烟支重量计算公式；
若相关性分析结果小于99％时，则线性验证不通过，检查P组烟支样本中是否存异常数据，若不存在，则跳转执行烟支重量计算公式的斜率的验证步骤；若存在，则将存在异常数据的那组进行重新取样再进行相关性分析，若相关性分析结果仍然小于99％时，则跳转执行烟支重量计算公式的斜率的验证步骤。
7.如权利要求6所述的PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，其特征在于，在烟支重量计算公式的线性验证通过时，执行超轻超重验证步骤，包括：
首先，根据目标重量值，利用最终烟支重量计算公式计算获得目标电压值，依据该目标电压值筛选采样烟支样本；
然后，针对单烟支样本，若单支样品重量小于(目标重量值+废品重量轻限)，则轻烟剔除合格；若单支样品重量大于(目标重量值+废品重量重限)，则重烟剔除合格；
最后，根据轻烟剔除量和重烟剔除量对应的准确率满足要求时，超轻超重验证结束，否则，跳转执行烟支目标重量的校准与验证后再执行超轻超重验证步骤。
8.如权利要求2所述的PASSIM卷烟机的烟支重量控制方法，其特征在于，所述重量差阈值为5mg，所述标准差阈值为8mg。
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