滤棒圆周在线自动检测与控制装置制造方法及图纸

一种滤棒圆周在线自动检测与控制装置，其特征是它主要由平行光源（1）、线阵CCD检测器（2）、扫描电机（3）、信号处理模块（4）和执行机构（6）组成，所述的平行光源（1）和线阵CCD检测器（2）分别位于滤棒正对的两侧，扫描电机（3）带动平行光源（1）和线阵CCD检测器（2）绕滤棒旋转；信号处理模块（4）的信号输入端与线阵CCD检测器（2）的信号输出端相连，信号处理模块（4）的信号输出端同时与平行光源（1）的控制端、扫描电机的电机驱动器的控制信号输入端以及执行机构（6）的控制信号输入端相连。具有精度高（接收像元尺寸<10μm)，不受现场振动、噪音、温度、粉尘和气压波动等各种干扰因素影响，检测结果准确、稳定、可靠。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种烟草机械，尤其是一种能对香烟辅材之一的滤棒的直径及圆度进行检测的装置，具体地说是一种滤棒圆周在线自动检测与控制装置。
技术介绍
众所周知，烟支与滤嘴棒的圆周及圆度是卷烟厂产品质量十分重要的指标之一。 卷烟工艺规范要求产品圆周指标与允差为设计值士0. 20mm,圆度指标与允差为< 0. 35mm。 目前卷烟厂主要采用两种方式对产品圆周及圆度进行检测(1)试验室离线检测，检测人员从机台上抽取样本后送往实验室用检测仪器进行检测，此种方式存在的主要问题是，不能实时在线对机台所生产的每支产品指标进行检测和显示，不能很好协助机台操作人员发现圆周质量问题并适时进行调整；(2)机台在线气压式检测，其原理是利用圆周变化所引起气室内气压变化来检测圆周，主要问题是圆周变化所引起的气压变化值非常微弱，检测信号易受干扰，再加上现场所提供的气体压力随时都在波动，因此检测分辨精度不够，检测结果可靠性、稳定性差，而且不能进行圆度检测。
技术实现思路
本技术的目的是针对目前滤棒圆度和直径检测中的离线检测存在周期长，不能实现对滤棒的实时整形，以及现有的气压式在线检测方式的精度低、稳定性差的问题，设计一种能自动在线实时检测滤棒直径及圆度的装置。本技术的技术方案是一种滤棒圆周在线自动检测与控制装置，其特征是它主要由平行光源1、线阵 CCD检测器2、扫描电机3、信号处理模块4和执行机构6组成，所述的平行光源1和线阵CCD 检测器2分别位于滤棒正对的两侧，扫描电机3带动平行光源1和线阵CCD检测器2绕滤棒旋转；信号处理模块4的信号输入端与线阵CCD检测器2的信号输出端相连，信号处理模块4的信号输出端同时与平行光源1的控制端、扫描电机的电机驱动器的控制信号输入端以及执行机构6的控制信号输入端相连。所述的信号处理模块4还连接有人机界面5。所述的平行光源1和线阵CXD检测器2安装在同一个转盘上，转盘由扫描电机3 驱动。本技术的有益效果本技术保证了滤棒成型机对滤棒周长的高精度控制，通过光电传感器解决了环境波动对气压式传感器检测精度的影响，并可以提供滤棒圆度的检测功能，大大提高了卷烟生产过程中对滤棒生产的质量控制能力。系统具有指标先进、性能稳定、结构合理、体积小巧的优点，特别适合KDF2等机型的滤棒圆周控制系统的升级改造需求。本技术充分发挥了光电检测系统实时监测滤棒截面几何尺寸变化的特点，通过信号转换、数据处理得到滤棒的圆周和直径数值，具有分辨率高，重复性好的特点。可广泛应用在卷烟滤嘴外径自动控制系统中，可取代原气压式外径控制，具有精度高(接收像元尺寸< 10微米)，不受现场振动、噪音、温度、粉尘和气压波动等各种干扰因素影响，检测结果准确、稳定、可靠。本技术的滤棒投影由CCD接收产生的电模拟信号通过转换电路二值化，脉冲宽度与投影直径成正比，脉宽计时由FPGA高速计数器来计算，计时精度高于0. 05微秒。本技术的信号处理模块4采用基于NIOSII软核处理器的SOPC解决方案，单片FPGA完成信号采集、数据处理、数据通信、I/O控制等诸多功能，具有外围电路简洁、集成度高、软硬件无缝连接，升级维护无需更换硬件等优点。具有精度高(接收像元尺寸< IOym )，不受现场振动、噪音、温度、粉尘和气压波动等各种干扰因素影响，检测结果准确、稳定、可靠，可替代原机气压式外径控制，特别适合 KDF2等机型的滤棒圆周控制系统的升级改造需求。附图说明图1本技术的系统原理示意图。图2本技术检测部分的机械结构示意图。图3本技术的CXD信号调理电路原理图。图4本技术的C⑶模拟信号波形示意图。图5本技术的实时数据显示界面示意图。图6本技术的现场实测数据截图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1-6所示。一种滤棒圆周在线自动检测与控制装置，它主要由平行光源1、线阵CCD检测器2、 扫描电机3、信号处理模块4、人机界面5 (计算机及显示器)和执行机构6 (执行机构6由执行电机601驱动减速机构602运动，减速机构602再带动调整滤棒直径的压板603动作) 组成，如图1，所述的平行光源1和线阵CXD检测器2分别位于滤棒正对的两侧，扫描电机3 带动平行光源1和线阵CCD检测器2绕滤棒旋转；信号处理模块4的信号输入端与线阵CCD 检测器2的信号输出端相连，信号处理模块4的信号输出端同时与平行光源1的控制端、扫描电机的电机驱动器的控制信号输入端以及执行机构6的控制信号输入端相连。所述的信号处理模块4还连接有人机界面5。所述的平行光源1和线阵CCD检测器2安装在同一个转盘上，转盘由扫描电机3驱动，如图2所示，图2中线阵CCD检测器平行光源均安装在同一个转盘上，转盘安装在支架上并由扫描电机带动转动，图2中7为滤棒，8为连接转盘和扫描电机的传动带，9为扫描电机轴，10为支架，11为上罩，12为滤棒入口导向套，15为滤棒输出管。图1中的机构还可分为三个部分即圆周检测模块13、主机14与执行机构6。其中圆周检测模块13在滤棒通道中负责直径信号的光电转换及圆周扫描，采用电机同步皮带传动，带动光源与线阵C⑶一体化的检测转盘围绕中心开孔做圆周运动，扫描通道中的被测滤棒7得到全部圆周角的直径数值；主机集中了信号处理电路4、电机驱动器、人机界面模块5及电源等，通过信号电缆与检测模块13、执行机构6等相连；执行机构6可采用原有的成型机(如KDF2型)原机部件，包括交流执行电机和减速机构及起抬压板等。本技术的具体使用过程为安装过程在停机状态下将原机的气压式控径系统拆卸，然后安装光电检测模块， 固定光电检测模块后用专用工具进行通道准直调整，调整到位后固定调整螺丝；第二步安装主机，将主机固定在原机上，连接主机至光电检测器的信号电缆，连接主机至执行电机的控制电缆，连接主机至原机起、停机触点，最后接原机的Iiov交流电源线；试运行过程接通原机电源，开主机电源开关，人机界面显示系统上电画面。放入测试棒到光电检测模块通道中，点击进入脱机运行模式，观察扫描电机运行及界面显示数据是否正常。调整直径设定，观察执行电机运行是否正常。校准过程先设定圆周长标准值(比如24. 20mm)及其它参数，开机运行，系统将自动开始粗调、细调过程，直至滤棒读数稳定在2左右，调整指示灯不亮。保持此状态稳定运行20秒后停机；从此20秒时段生产的滤棒里随机抽取30只滤棒，去离线检测装置测试， 得到实测滤棒周长平均值X (比如24. 57mm);点击主界面上的参数设置按键，进入参数设置界面，点击打开校准设置按键，进入校准设置界面。输入校准实测周长为X(24. 57)，点击进行校准按键后确认即可完成校准。运行维护过程系统校准后可以正式投入生产，按生产工艺设定工艺参数后系统自动控制执行电机运行，无需人工干预。开机时检查滤棒通道及扫描电机机构中无杂物，系统具有自动检测功能，连续长时间运行将提醒清洁维护，保持系统状态良好。本系统的工作原理为本技术的检测通道位置可选择在原气压式直径检测器的位置处，滤棒从入口导向盘进入通道检测至输出管出口高速运动不接触任何物体，如图2所示，在通道中间检测位置照明光源1照射滤棒，平行光束被滤棒遮挡后投影在对面本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种滤棒圆周在线自动检测与控制装置，其特征是它主要由平行光源（１）、线阵ＣＣＤ检测器（２）、扫描电机（３）、信号处理模块（４）和执行机构（６）组成，所述的平行光源（１）和线阵ＣＣＤ检测器（２）分别位于滤棒正对的两侧，扫描电机（３）带动平行光源（１）和线阵ＣＣＤ检测器（２）绕滤棒旋转；信号处理模块（４）的信号输入端与线阵ＣＣＤ检测器（２）的信号输出端相连，信号处理模块（４）的信号输出端同时与平行光源（１）的控制端、扫描电机的电机驱动器的控制信号输入端以及执行机构（６）的控制信号输入端相连。

【技术特征摘要】
1.一种滤棒圆周在线自动检测与控制装置，其特征是它主要由平行光源(1)、线阵CCD 检测器(2)、扫描电机(3)、信号处理模块(4)和执行机构(6)组成，所述的平行光源(1)和线阵CCD检测器(2)分别位于滤棒正对的两侧，扫描电机(3)带动平行光源(1)和线阵CCD 检测器(2)绕滤棒旋转；信号处理模块(4)的信号输入端与线阵CCD检测器(2)的信号输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡钰，陆延年，吴拥军，王李苏，
申请(专利权)人：大树智能科技南京有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84