CN112741366B - 一种烟支在线监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烟支在线监测方法，控制器控制烟支移动装置移动到烟支输送线的上方；控制器控制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；对同一个烟支分别进行烟支重量、烟支长度、烟支圆周及烟支外观的检测。本技术方案通过自动控制烟支检测系统，通过自动取样及自动测量，并将测量数据反馈给控制器，再通过控制器发送到人机交换系统，能够及时对烟支输送线上的烟支的重量、长度、圆周及外观进行测量，并且可以根据需要，随时调节取样间隔，在保证检测间隔相等的情况下，减少取样工作量。

Description

一种烟支在线监测方法
技术领域
本发明属于卷烟烟支检测技术领域，特别是指一种烟支在线监测方法。
背景技术
目前，卷烟生产企业烟支物理指标在线检验主要通过外径量板和电子秤，离线检验主要通过卷烟综合测试台来进行，量板测量用于测量圆周指标和长度指标，量板测量在测量中具有主观性，其测量值因人而异，在提供判断依据上可靠性极差；电子秤用于测量研制重量，在抽样、校准、测量需要操作人员手动操作；卷烟综合测试台可以同步测量重量、长度、圆度、吸阻等物理指标，但基本属于离线检测。
以上三种测量方案，均需要人工进行取样，根据车间质量管理规定，通常需要每5分钟对烟支进行一次人工长度、圆周及重量测量，每30分钟进行综合测试台测量，人工操作不能保证取样的及时性，而且有限的综合测试台也不能满足多台卷烟机的同时使用，可以看出离线测量对质量控制反应不及时，测量频率低，无法满足日常生产需要。而且，在经过调查多家卷烟生产厂，烟支外观指标始终无法得到实时监测。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟支在线监测方法，以解决现技术的烟支检测需要离线检测且不能实时监测的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种烟支在线监测方法，包括以下步骤：
S1、控制器控制烟支移动装置中的Y向直线导轨组件沿X向直线导轨组件移动到烟支输送线的上方，烟支拾取装置沿Y向直线导轨组件下移至取样位置；
S2、控制器控制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；
S3、控制器控制烟支拾取装置上升，并控制烟支移动装置的Y向直线导轨组件沿X向直线导轨组件移动至烟支称重装置位置；
S4、控制器控制电磁阀关闭，烟支落于烟支称重装置上进行称重，并将烟支重量数据反馈给控制器；控制器分析烟支重量数据，若烟支重量数据在设定范围内，执行步骤S5，若烟支重量数据不在设定范围内，执行步骤S8；
S5、控制器控制电磁阀开启，将烟支吸到烟支拾取装置的烟支吸爪上，并移动到测量基点处，测量基点的检测器检测到烟支吸爪，移动装置停止移动，CCD图像传感器对烟支的长度及外观进行检测，并将检测数据反馈给控制器，控制器进行分析，若烟支的长度或烟支的外观有任一项或两项不在设定范围内，执行步骤S8，若烟支的长度和烟支的外观均在设定范围内，执行步骤S6；
S6、控制器控制旋转气缸旋转90度，保证烟支的点火端与CCD图像传感器相对，CCD传感器对烟支采集控制器可识别的图像并传递给控制器，所述控制器提取图像的形状特征，与控制器内存储的标准图像进行比对，若图像正常，所述控制器存储数据并传递给人机交互系统，并执行步骤S7；若图像异常，所述控制器存储数据并发出警报信号给人机交互系统，并执行步骤S8；
S7、旋转气缸复位，控制器控制移动装置移动并使得烟支拾取装置位于烟支输送线的上方，控制器控制电磁阀关闭，烟支落回烟支输送线上；
S8、控制器控制移动装置移动并使得烟支拾取装置移动到废烟支储箱上方，控制器控制电磁阀关闭，烟支落入废烟支储箱。
优选的，步骤S1和步骤S7中的烟支拾取装置与烟支输送线上的烟支不接触。
优选的，在烟支移动装置上设置有位置传感器，所述位置传感器检测烟支输送线的信号并反馈给控制器，用于确保烟支拾取装置的烟支吸爪位于烟支的烟丝部分范围内。
优选的，所述位置传感器为光电开关。
优选的，负压产生的吸力大于单支烟支的重量，但小于两支烟支的重量。
优选的，烟支长度、圆周及外观均采用显微视觉测量，利用CCD图像传感器采集控制器可识别的图像。
优选的，所述烟支拾取装置包括连杆、旋转气缸及烟支吸爪，所述连杆的上端与所述烟支移动装置连接，所述连杆的下端旋转气缸连接，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。
优选的，人机交互系统上通过波形图反馈烟支重量、烟支圆周及烟支长度物理指标，烟支外观显示烟支放大图像，且当出现不合格烟支时，同时显示缺陷烟支图像。
本发明的有益效果是：
本技术方案通过自动控制烟支检测系统，通过自动取样及自动测量，并将测量数据反馈给控制器，再通过控制器发送到人机交换系统，能够及时对烟支输送线上的烟支进行在线监测，并且可以根据需要，随时调节取样间隔，在保证检测间隔相等的情况下，减少取样工作量。
附图说明
图1为本发明烟支在线检测系统结构示意图。
附图标记说明
1、基座，2、支撑架，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、烟支长度、圆周及外观检测装置，9、重量检测装置，10、测量基点。
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利用卷烟烟支物理指标在线监测系统实现的，如图1所示，本申请的在线监测系统，至少包括烟支拾取装置、烟支移动装置、烟支重量检测装置9、烟支长度、圆周及外观检测装置，控制器，控制器的输出端与生产线或检测机构的人机交互系统电信号连接。在本申请的技术方案中，控制器采用现常规技术使用的能够起到控制器作用的装置或模块，并且通过商业购买即可获得。
本申请的在线监测系统还包括基座1支撑架2基座用于将本在线监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。
所述烟支移动装置包括X向直线导轨组件3和Y向直线导轨组件4。
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。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向导轨通过螺杆固定于所述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。
本申请的位置传感器为光电开关，设置于Y向导轨上，当Y向导轨移动到烟支输送线上方时，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，所述连杆的上端与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，旋转气缸的输出端连接有烟支吸爪，在烟支吸爪上设置有吸孔，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。
烟支长度、圆周及外观检测装置8设置于所述烟支拾取装置的移动范围内的侧方，在本实施例中，烟支长度、圆周及烟支外观检测均利用CCD成像技术进行测量，选用CCD图像传感器及配套的镜头及支架，CCD图像传感器通过R232数据传输串口，运用计算机编程，对CCD图像传感器信号进行采集，存储至控制器的存储模块进行分析。
在烟支拾取装置的移动范围的下方之间设置有测量基点10，在所述测量基点处设置有检测器，所述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。
本申请的烟支外观检测方法，包括以下步骤：
根据检测需要设计检测频率，此处的检测频率根据不同的品牌、烟支的型号(比如常规烟支、中支烟支、细支烟支)及其它的设计要求，对烟支输送线上的烟支进行取样并测量烟支的外观，通常情况下，常规烟支的检测频率为2-12次/小时，在本申请的其它实施例中，也可以根据需要进行相应的设计，并不影响本申请的技术方案的实现。在通常情况下，检测频率为了保证更具有代表性，采用相同间隔的检测频率。
S1、控制器控制烟支移动装置中的Y向直线导轨组件沿X向直线导轨组件移动到烟支输送线的上方，烟支拾取装置沿Y向直线导轨组件下移至取样位置，并保持烟支拾取装置与烟支输送线上的烟支不接触；具体的，烟支移动装置的Y向导轨组件在X导轨上移动到烟支输送线的上方，并通过精确控制保证烟支拾取装置位于烟支的烟丝部分范围内，而不是滤棒范围内，以防止被取样烟支在进行检测时，烟支出现偏置影响测量精度。本申请的技术方案的关键是在进行取样时，烟支拾取装置不与烟支输送线上的烟支接触取样，以避免对烟支的损坏。
S2、控制器控制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；负压产生的吸力大于单支烟支的重量，但小于两支烟支的重量，以避免同时吸取两支烟支，在本技术方案中，吸孔的吸附宽度范围小于单支烟支的直径。
S3、控制器控制烟支拾取装置上升，控制烟支移动装置的Y向直线导轨组件沿X向直线导轨组件移动至烟支称重装置位置。
S4、控制器控制电磁阀关闭，烟支落于烟支称重装置上进行称重，并将烟支重量数据反馈给控制器；控制器分析烟支重量数据，若烟支重量数据在设定范围内，执行步骤S5，若烟支重量数据不在设定范围内，执行步骤S8；
S5、控制器控制电磁阀开启，将烟支吸到烟支拾取装置的烟支吸爪上，并移动到测量基点处，测量基点的检测器检测到烟支吸爪，移动装置停止移动，CCD图像传感器对烟支的长度及外观进行检测，并将检测数据反馈给控制器，控制器进行分析，若烟支的长度或烟支的外观有任一项或两项不在设定范围内，执行步骤S8，若烟支的长度和烟支的外观均在设定范围内，执行步骤S6。
S6、控制器控制旋转气缸旋转90度，保证烟支的点火端与CCD图像传感器相对，CCD传感器对烟支采集控制器可识别的图像并传递给控制器，所述控制器提取图像的形状特征，与控制器内存储的标准图像进行比对，若图像正常，所述控制器存储数据并传递给人机交互系统，并执行步骤S7；若图像异常，所述控制器存储数据并发出警报信号给人机交互系统，并执行步骤S8。
S7、旋转气缸复位，控制器控制移动装置移动并使得烟支拾取装置位于烟支输送线的上方，控制器控制电磁阀关闭，烟支落回烟支输送线上。
S8、控制器控制移动装置移动并使得烟支拾取装置移动到废烟支储箱上方，控制器控制电磁阀关闭，烟支落入废烟支储箱。
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 (7)

1.一种烟支在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、控制器控制烟支移动装置中的Y向直线导轨组件沿X向直线导轨组件移动到烟支输送线的上方，烟支拾取装置沿Y向直线导轨组件下移至取样位置；
S2、控制器控制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；
S3、控制器控制烟支拾取装置上升，并控制烟支移动装置的Y向直线导轨组件沿X向直线导轨组件移动至烟支称重装置位置；
S4、控制器控制电磁阀关闭，烟支落于烟支称重装置上进行称重，并将烟支重量数据反馈给控制器；控制器分析烟支重量数据，若烟支重量数据在设定范围内，执行步骤S5，若烟支重量数据不在设定范围内，执行步骤S8；
S5、控制器控制电磁阀开启，将烟支吸到烟支拾取装置的烟支吸爪上，并移动到测量基点处，测量基点的检测器检测到烟支吸爪，移动装置停止移动，CCD图像传感器对烟支的长度及外观进行检测，并将检测数据反馈给控制器，控制器进行分析，若烟支的长度或烟支的外观有任一项或两项不在设定范围内，执行步骤S8，若烟支的长度和烟支的外观均在设定范围内，执行步骤S6；
S6、控制器控制旋转气缸旋转90度，保证烟支的点火端与CCD图像传感器相对，CCD图像传感器对烟支采集控制器可识别的图像并传递给控制器，所述控制器提取图像的形状特征，与控制器内存储的标准图像进行比对，若图像正常，所述控制器存储数据并传递给人机交互系统，并执行步骤S7；若图像异常，所述控制器存储数据并发出警报信号给人机交互系统，并执行步骤S8；
S7、旋转气缸复位，控制器控制移动装置移动并使得烟支拾取装置位于烟支输送线的上方，控制器控制电磁阀关闭，烟支落回烟支输送线上；
S8、控制器控制移动装置移动并使得烟支拾取装置移动到废烟支储箱上方，控制器控制电磁阀关闭，烟支落入废烟支储箱；
在烟支移动装置上设置有位置传感器，所述位置传感器检测烟支输送线的信号并反馈给控制器，用于确保烟支拾取装置的烟支吸爪位于烟支的烟丝部分范围内。
2.根据权利要求1所述的烟支在线监测方法，其特征在于，步骤S1和步骤S7中的烟支拾取装置与烟支输送线上的烟支不接触。
3.根据权利要求1所述的烟支在线监测方法，其特征在于，所述位置传感器为光电开关。
4.根据权利要求1所述的烟支在线监测方法，其特征在于，负压产生的吸力大于单支烟支的重量，但小于两支烟支的重量。
5.根据权利要求1所述的烟支在线监测方法，其特征在于，烟支长度、圆周及外观均采用显微视觉测量，利用CCD图像传感器采集控制器可识别的图像。
6.根据权利要求1所述的烟支在线监测方法，其特征在于，所述烟支拾取装置包括连杆、旋转气缸及烟支吸爪，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，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。
7.根据权利要求1所述的烟支在线监测方法，其特征在于，人机交互系统上通过波形图反馈烟支重量、烟支圆周及烟支长度物理指标，烟支外观显示烟支放大图像，且当出现不合格烟支时，同时显示缺陷烟支图像。
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