CN112641129A - 一种利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，利用自动检测系统，实现自动取样、自动检测的在线进行烟支物理指标的检测，并且通过物理指标的检测数据，对卷烟机的故障进行预判断，并及时报警给操作人员或维修人员对卷烟机的相关部分进行维修或调整，以减少不合格烟支的生产，减少了生产成本，并提高了卷烟机的利用率。

Description

一种利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法
技术领域
本发明属于卷烟烟支检测管理技术领域，特别是指一种利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法。
背景技术
现卷烟厂所使用的卷烟机中，均是通过目视或检测出产品的品质出现问题，或者卷烟机出现明显的故障时，才进行维修或停机处理，而此时的卷烟生产线导致大量的不合格废烟支的产生，导致了极大的浪费，提高了生产成本。
针对卷烟烟支的某些物理指标的检测，现技术是通过人工的方式进行离线检测，在检测后再反馈给卷烟机的操作人员，导致检测结果与卷烟机的生产完全不同步，这样的检测也仅起到后期监测的目的，对卷烟机的即时监测没有任何的效果。
为了提高检测效率，现有技术使用自动取样技术，利用压缩空气将烟支从烟支输送线上吹落到取样装置内，然后再由人工检测。这样的技术对检测效率有较大的提升，但是依然不能做到即时监测，更不能对卷烟机的故障进行预判断，不符合现智能技术及管理的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，以解决现技术不能对卷烟机的故障进行预判断，而仅能起到产品的后期监测的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，包括以下步骤：
S1、选取卷烟机多段第一设定时间长度的历史数据及对应时间长度的烟支检测数据；
S2、结合卷烟机发生故障的记录，得到在卷烟机发生故障之前第二设定时间长度的烟支中某一或某几个物理指标的变化数据，得到烟支中物理指标N个数据与卷烟机相应故障的关联数据组，其中N为大于1的自然数；
S3、烟支自动检测系统根据设定的程序及时间间隔对烟支输送线上的烟支进行自动取样及在线检测，并将检测数据M1传递给控制器，若检测数据在设定范围内，所述控制器存储当前检测数据；
S4、在进行下一次在线检测时，若检测数据M2在设定范围内，控制器存储当前检测数据，并重复步骤S4，直到检测数据MN均在设定范围内，控制器将在线检测数据M1、M2…MN组成在线检测数据组；
S5、控制器将在线检测数据组与关联数据组进行比对，若误差在设定范围内，认定存在卷烟机相应故障风险高，发送预警信息，并舍弃该在线检测数据组，若误差不在设定范围内，认定卷烟机相应故障风险低，控制器舍弃检测数据M1；
S6、控制器将在线检测数据M2、M3…MN+1组成新的在线检测数据组，与关联数据组进行比对，依此类推，直至发送预警信息，控制器清空在线检测数据组；
S7、重复步骤S3至步骤S6。
优选的，物理指标包括但不限于烟支重量、烟支长度、烟支外观或烟支圆周。
优选的，第一设定时间长度大于3个月，第二设定时间长度大于烟支自动检测系统的5个或5个以上的检测间隔。
优选的，烟支自动取样及在线检测的方法，利用烟支自动检测系统，包括以下步骤：
S11、根据设定的时间间隔，烟支移动装置带动烟支拾取装置移动到烟支输送线的上方，并保持烟支拾装置与烟支输送线上的烟支不接触；
S12、烟支拾取装置的电磁阀开启，烟支拾取装置利用负压产生的吸力，将烟支吸到烟支拾取装置的烟支吸爪上；
S13、烟支拾取装置上升，并控制烟支移动装置从烟支输送线上移出；
S14、烟支拾取装置移动到检测基点处，分别进行烟支重量、烟支长度、烟支外观及烟支圆周的检测，并将检测数据反馈给控制器。
优选的，在步骤S14之后，还包括若上述的物理指标检测均合格，烟支移动装置带动烟支拾取装置返回到烟支输送线的上方，关闭电磁阀，烟支落于烟支输送线上；
若任一项物理指标检测不合格，烟支移动装置带动烟支拾取装置移动到废烟支储箱上方，关闭电磁阀，烟支落入废烟支储箱内。
优选的，烟支自动检测系统包括烟支拾取装置、烟支移动装置、烟支检测装置及控制器；
所述烟支拾取装置与所述烟支移动装置连接，所述烟支检测装置与所述烟支拾取装置相配合；
所述烟支移动装置、烟支拾取装置及烟支检测装置均与所述控制器电信号连接。
优选的，所述烟支拾取装置包括连杆、旋转气缸、电磁阀及烟支吸爪，所述连杆的上端与所述烟支移动装置连接，所述连杆的下端与旋转气缸连接，所述旋转气缸的输出端与烟支吸爪连接，所述烟支吸爪上设置有吸孔，所述吸孔通过管路与负压空气源连接，在管路上设置有电磁阀，所述旋转气缸及所述电磁阀均与控制器电信号连接。
优选的，所述烟支移动装置包括X向直线导轨组件和Y向直线导轨组件；
所述X向直线导轨组件包括X向导轨、X向滚珠丝杆、X向滑块、X向步进电机，所述X向滚珠丝杆的两端通过X向滚珠丝杆支撑座转动设置于X向导轨上，所述X向滑块套于所述X向滚珠丝杆上且滑动卡接于所述X向导轨上，所述X向步进电机设置于所述X向导轨的一端，所述X向步进电机的输出轴与所述X向滚珠丝杆连接；
所述Y向直线导轨组件包括Y向导轨、Y向滚珠丝杆、Y向步进电机及Y向滑块；
所述Y向导轨固定于所述X向滑块上，所述Y向滚珠丝杆的两端通过Y向滚珠丝杆支撑座转动设置于Y向导轨上，所述Y向滑块套于所述Y向滚珠丝杆上，且滑动卡接于所述Y向导轨上，所述Y向步进电机的输出端与所述Y向滚珠丝杆连接。
优选的，在所述Y向导轨上设置有光电开关，所述光电开关与所述控制器电信号连接。
优选的，所述烟支检测装置包括烟支重量检测装置、烟支长度检测装置、烟支外观检测装置及烟支圆周检测装置；所述烟支重量检测装置为电子天平；所述烟支长度检测装置、所述烟支外观检测装置及所述烟支圆周检测装置采用同一个CCD图像传感器进行检测。
本发明的有益效果是：
本技术方案利用自动检测系统，实现自动取样、自动检测的在线进行烟支物理指标的检测，并且通过物理指标的检测数据，对卷烟机的故障进行预判断，并及时报警给操作人员或维修人员对卷烟机的相关部分进行维修或调整，以减少不合格烟支的生产，减少了生产成本，并提高了卷烟机的利用率。
附图说明
图1为本发明自动检测系统结构示意图。
附图标记说明
1、支撑架，2、基座，3、X向直线导轨组件，4、Y向直线导轨组件，5、连杆，6、旋转气缸，7、烟支吸爪，8、烟支重量测量装置，9、测量基点，10、烟支输送线，11、烟支，12、CCD图像传感器，31、X向导轨，32、X向滚珠丝杆，33、X向滑块，34、X向步进电机，41、Y向导轨，42、Y向滚珠丝杆，43、Y向滑块，44、Y向步进电机。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
在本申请的技术方案中，与方向或位置相关的修饰词如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等均是为了说明本申请的技术方案，而不是特别限定的具体位置。
本申请的技术方案是以烟支自动检测系统为基础的烟机故障预判断方法，首先提供一种用于检测烟支物理指标的在线检测系统，如图1所示。
本申请的自动检测系统包括烟支拾取装置、烟支移动装置、烟支检测装置及控制器。
烟支拾取装置与烟支移动装置连接，烟支检测装置与烟支拾取装置相配合。
烟支移动装置、烟支拾取装置及烟支检测装置均与控制器电信号连接。
本申请的技术方案还包括基座2和支撑架1，基座用于将本在线检测系统安装于需要的位置，或者壳体内，具体的根据需要而定。支撑架的下端垂直固定安装于基座上，支撑架为能够实现本技术方案的任一支架，所有能够实现本申请的技术方案均可，因此，在本申请的技术方案中对支撑架不进行详细说明。
烟支移动装置包括X向直线导轨组件3和Y向直线导轨组件4。
X向直线导轨组件3包括X向导轨31、X向滚珠丝杆32、X向滑块33、X向步进电机34。X向导轨包括导轨本体，在本申请的技术方案中，导轨本体为长方体、正方体，长方管形，正方管形或其它相似的结构，在本实施例中，导轨本体为长方体结构，导轨本体的一端安装于支撑架上，在本申请的技术方案中，导轨本体的一端为固定安装于支撑架上，在本申请的其它实施例中，导轨本体的一端与支撑架也可以为滑动连接，或者通过升降电机带动，以调整X向导轨的高度，以适应不同的生产线。
在本实施例中，导轨本体与Y向直线导轨组件相对的一侧(如图1所示为右侧)的上下两端均设置有滑槽，分别为上滑槽和下滑槽，因此，导轨本体的横截面至少呈右转90度的凸字型，滑槽的作用是与X向滑块配合，X向滑块的横截面呈向左转90度的凹字形。导轨本体的结构既能保证X向滑块在导轨本体上的滑动，又能防止X向滑块发生转动。
在导轨本体右侧的前后靠近两端处各设置有一个X向滚珠丝杆支撑座，X向滚珠丝杆转动设置于X向滚珠丝杆支撑座之间，且X向滚珠丝杆的后端穿过X向滚珠丝杆支撑座，X向滑块设置有轴向贯通的螺纹孔，套于X向滚珠丝杆上，在X向滚珠丝杆的转动下，X向滑块沿导轨本体的滑槽前后移动。
在X向导轨的后端设置有X向步进电机，X向步进电机的输出轴与X向滚珠丝杆连接，用于X向滚珠丝杆的转动动力源。
Y向直线导轨组件4包括Y向导轨41、Y向滚珠丝杆42、Y向步进电机44及Y向滑块43；
Y向导轨通过螺杆固定于X向滑块上，Y向导轨的轴线与X向导轨的轴线垂直，X向滑块的移动带动Y向导轨的同步移动。
Y向导轨包括Y向导轨本体及沿Y向导轨本体与X向滑块相对的侧面(右侧面)靠近上下两端向外延伸的Y向滚珠丝杆支撑座，同样在该侧的前后设置有贯通的滑槽，用于Y向滑块的定位及滑动。Y向滑槽螺纹套接于Y向滚珠丝杆上，在Y向导轨上方设置有Y向步进电机，Y向步进电机的输出轴与Y向滚珠丝杆连接，带动Y向滚珠丝杆转动，同时带动Y向滑块上下滑动。
在Y向导轨上设置有光电开关，当Y向导轨移动到待取样烟支上方时，由光电开关检测到位，并将到位信号传递给控制器，控制器控制Y向步进电机动作及烟支拾取装置开始取样。
在本申请的技术方案中，步进电机均加设伺服控制器，伺服控制器均与控制器连接，通过控制器分别控制X向步进电机和/或Y向步进电机的动作，实现精确移动控制。
烟支拾取装置包括连杆5、旋转气缸6及烟支吸爪7，连杆的上端与Y向滑块连接，在Y向滑块的移动下，带动连杆上下移动。在连杆的下端设置有旋转气缸，在旋转气缸的输出端连接有烟支吸爪，用于对烟支吸爪的方向进行调整，以便于对烟支11的测量。在烟支吸爪上设置有吸槽，吸槽的横截面呈半圆或弧形，便于吸取烟支，在吸槽内设置有吸孔，吸孔通过管路与负压空气源连接，在管路上设置有电磁阀，电磁阀与控制器电信号连接。
烟支重量测量装置8设置于烟支拾取装置的移动范围内的下方，在本实施例中，烟支重量测量装置采用电子天平作为传感器，电子天平设置于基座上，且位于烟支吸爪的移动范围内的下方，通过R232数据传输串口，运用计算机编程，对压力传感器信号进行采集，采集逻辑如下：当采集到的信号低于某个值时认为此时重量检测装置上没有烟支，当高于某个值时则进行多次对比，当对比值连续多次一致时采用该数据作为测量值，存储至控制器进行分析。
在烟支重量测量装置的上方与烟支拾取装置的移动范围的下方之间设置有测量基点9，在测量基点处设置有检测器，检测器与控制器电信号连接，用于检测烟支拾取装置移动到检测基点，开始进行烟支物理指标和外观在线测量。具体的，当烟支拾取装置完成烟支的取样后，烟支移动装置带动被拾取的烟支离开烟支输送线后，控制器控制Y向步进电机转动，带动Y向滑块上移，同时带连杆上移，再通过X向步进电机动作，带动Y向导轨组件向支撑架方向移动，当移动到测量基点处时，测量基点检测到待取样烟支控制器控制X向步进电机停止，或者通过旋转气缸对烟支的方向或位置进行调整后，控制器控制烟支的圆周及长度测量装置开始测量，当测量结束后，烟支拾取装置将待检测烟支放置于重量检测装置上进行烟支重量的测量，上述的检测数据均传递给计算机进行存储及数据处理。
在本申请的技术方案中，烟支的圆周及长度测量采用显微视觉测量，属于非接触式测量。
本申请的技术方案中，烟支长度、烟支外观及烟支圆周均采用同一CCD图像传感器12进行测量。
本申请提供一种利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，包括以下步骤：
S1、选取卷烟机多段第一设定时间长度的历史数据及对应时间长度的烟支检测数据；
S2、结合卷烟机发生故障的记录，得到在卷烟机发生故障之前第二设定时间长度的烟支中某一或某几个物理指标的变化数据，得到烟支中物理指标N个数据与卷烟机相应故障的关联数据组，其中N为大于1的自然数；
S3、烟支自动检测系统根据设定的程序及时间间隔对烟支输送线上的烟支进行自动取样及在线检测，并将检测数据M1传递给控制器，若检测数据在设定范围内，控制器存储当前检测数据；
S4、在进行下一次在线检测时，若检测数据M2在设定范围内，控制器存储当前检测数据，并重复步骤S4，直到检测数据MN均在设定范围内，控制器将在线检测数据M1、M2…MN组成在线检测数据组；
S5、控制器将在线检测数据组与关联数据组进行比对，若误差在设定范围内，认定存在卷烟机相应故障风险高，发送预警信息，并舍弃该在线检测数据组，若误差不在设定范围内，认定卷烟机相应故障风险低，控制器舍弃检测数据M1；
S6、控制器将在线检测数据M2、M3…MN+1组成新的在线检测数据组，与关联数据组进行比对，依此类推，直至发送预警信息，控制器清空在线检测数据组；
S7、重复步骤S3至步骤S6。
物理指标包括但不限于烟支重量、烟支长度、烟支外观或烟支圆周。
第一设定时间长度大于3个月，第二设定时间长度大于烟支自动检测系统的5个或5个以上的检测间隔。
烟支自动取样及在线检测的方法，利用上述的烟支自动检测系统，包括以下步骤：
S11、根据设定的时间间隔，烟支移动装置带动烟支拾取装置移动到烟支输送线的上方，并保持烟支拾装置与烟支输送线上的烟支不接触；
S12、烟支拾取装置的电磁阀开启，烟支拾取装置利用负压产生的吸力，将烟支吸到烟支拾取装置的烟支吸爪上；
S13、烟支拾取装置上升，并控制烟支移动装置从烟支输送线上移出；
S14、烟支拾取装置移动到检测基点处，分别进行烟支重量、烟支长度、烟支外观及烟支圆周的检测，并将检测数据反馈给控制器。
在步骤S14之后，还包括若上述的物理指标检测均合格，烟支移动装置带动烟支拾取装置返回到烟支输送线的上方，关闭电磁阀，烟支落于烟支输送线上；
若任一项物理指标检测不合格，烟支移动装置带动烟支拾取装置移动到废烟支储箱上方，关闭电磁阀，烟支落入废烟支储箱内。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取卷烟机多段第一设定时间长度的历史数据及对应时间长度的烟支检测数据；
S2、结合卷烟机发生故障的记录，得到在卷烟机发生故障之前第二设定时间长度的烟支中某一或某几个物理指标的变化数据，得到烟支中物理指标N个数据与卷烟机相应故障的关联数据组，其中N为大于1的自然数；
S3、烟支自动检测系统根据设定的程序及时间间隔对烟支输送线上的烟支进行自动取样及在线检测，并将检测数据M1传递给控制器，若检测数据在设定范围内，所述控制器存储当前检测数据；
S4、在进行下一次在线检测时，若检测数据M2在设定范围内，控制器存储当前检测数据，并重复步骤S4，直到检测数据MN均在设定范围内，控制器将在线检测数据M1、M2…MN组成在线检测数据组；
S5、控制器将在线检测数据组与关联数据组进行比对，若误差在设定范围内，认定存在卷烟机相应故障风险高，发送预警信息，并舍弃该在线检测数据组，若误差不在设定范围内，认定卷烟机相应故障风险低，控制器舍弃检测数据M1；
S6、控制器将在线检测数据M2、M3…MN+1组成新的在线检测数据组，与关联数据组进行比对，依此类推，直至发送预警信息，控制器清空在线检测数据组；
S7、重复步骤S3至步骤S6。
2.根据权利要求1所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，物理指标包括但不限于烟支重量、烟支长度、烟支外观或烟支圆周。
3.根据权利要求1所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，第一设定时间长度大于3个月，第二设定时间长度大于烟支自动检测系统的5个或5个以上的检测间隔。
4.根据权利要求2所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，烟支自动取样及在线检测的方法，利用烟支自动检测系统，包括以下步骤：
S11、根据设定的时间间隔，烟支移动装置带动烟支拾取装置移动到烟支输送线的上方，并保持烟支拾装置与烟支输送线上的烟支不接触；
S12、烟支拾取装置的电磁阀开启，烟支拾取装置利用负压产生的吸力，将烟支吸到烟支拾取装置的烟支吸爪上；
S13、烟支拾取装置上升，并控制烟支移动装置从烟支输送线上移出；
S14、烟支拾取装置移动到检测基点处，分别进行烟支重量、烟支长度、烟支外观及烟支圆周的检测，并将检测数据反馈给控制器。
5.根据权利要求4所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，在步骤S14之后，还包括若上述的物理指标检测均合格，烟支移动装置带动烟支拾取装置返回到烟支输送线的上方，关闭电磁阀，烟支落于烟支输送线上；
若任一项物理指标检测不合格，烟支移动装置带动烟支拾取装置移动到废烟支储箱上方，关闭电磁阀，烟支落入废烟支储箱内。
6.根据权利要求1或4所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，烟支自动检测系统包括烟支拾取装置、烟支移动装置、烟支检测装置及控制器；
所述烟支拾取装置与所述烟支移动装置连接，所述烟支检测装置与所述烟支拾取装置相配合；
所述烟支移动装置、烟支拾取装置及烟支检测装置均与所述控制器电信号连接。
7.根据权利要求6所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，所述烟支拾取装置包括连杆、旋转气缸、电磁阀及烟支吸爪，所述连杆的上端与所述烟支移动装置连接，所述连杆的下端与旋转气缸连接，所述旋转气缸的输出端与烟支吸爪连接，所述烟支吸爪上设置有吸孔，所述吸孔通过管路与负压空气源连接，在管路上设置有电磁阀，所述旋转气缸及所述电磁阀均与控制器电信号连接。
8.根据权利要求6所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，所述烟支移动装置包括X向直线导轨组件和Y向直线导轨组件；
所述X向直线导轨组件包括X向导轨、X向滚珠丝杆、X向滑块、X向步进电机，所述X向滚珠丝杆的两端通过X向滚珠丝杆支撑座转动设置于X向导轨上，所述X向滑块套于所述X向滚珠丝杆上且滑动卡接于所述X向导轨上，所述X向步进电机设置于所述X向导轨的一端，所述X向步进电机的输出轴与所述X向滚珠丝杆连接；
所述Y向直线导轨组件包括Y向导轨、Y向滚珠丝杆、Y向步进电机及Y向滑块；
所述Y向导轨固定于所述X向滑块上，所述Y向滚珠丝杆的两端通过Y向滚珠丝杆支撑座转动设置于Y向导轨上，所述Y向滑块套于所述Y向滚珠丝杆上，且滑动卡接于所述Y向导轨上，所述Y向步进电机的输出端与所述Y向滚珠丝杆连接。
9.根据权利要求8所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，在所述Y向导轨上设置有光电开关，所述光电开关与所述控制器电信号连接。
10.根据权利要求6所述的利用烟支自动监测数据进行烟机故障预判断的方法，其特征在于，所述烟支检测装置包括烟支重量检测装置、烟支长度检测装置、烟支外观检测装置及烟支圆周检测装置；所述烟支重量检测装置为电子天平；所述烟支长度检测装置、所述烟支外观检测装置及所述烟支圆周检测装置采用同一个CCD图像传感器进行检测。
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