一种卷烟机烟支重量自动在线取样检测系统

技术领域

本发明属于卷烟烟支检测技术领域，特别是指一种卷烟机烟支重量自动在线取样检测系统。

背景技术

目前，卷烟生产企业烟支重量指标在线检验主要通过电子秤离线检验，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；虽然现技术已经使用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，但均属于离线检测。

在进行离线检测时，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重量测量，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。离线检测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。

为了提高取样的及时性，现已经开发出卷烟自动取样技术，即按设定的取样间隔利用压缩空气将烟支从烟支输送线上吹出，并落于承接装置内，然后再由人工收集承接装置内的烟支进行检测，虽然实现了自动取样，但是在采用压缩空气的情况下，会导致烟丝脱落的现象，而影响了烟支的检测结果准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种卷烟机烟支重量自动在线取样检测系统，以解决现技术无法确保烟支重量检测的自动取样及在线检测问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种卷烟机烟支重量自动在线取样检测系统，包括基座、支撑架、烟支移动装置、烟支拾取装置、烟支重量测量装置及人机交互系统；

所述支撑架垂直固定于所述基座上，所述烟支重量测量装置设置于所述基座上，所述烟支移动装置设置于所述支撑架上，所述烟支拾取装置设置于所述烟支移动装置上，所述烟支移动装置、所述烟支拾取装置及所述烟支重量测量装置均与所述人机交互系统电信号连接。

进一步的，所述烟支移动装置包括X向直线导轨组件、Y向直线导轨组件及位置传感器；

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；

所述位置传感器设置于所述Y向导轨上；

所述X向步进电机、所述Y向步进电机及所述位置传感器均与所述人机交互系统电信号连接。

进一步的，所述位置传感器为光电开关。

进一步的，所述烟支拾取装置包括连杆、烟支吸爪及电磁阀，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，所述电磁阀设置于管路上，所述电磁阀与所述人机交互系统电信号连接。

进一步的，所述烟支拾取装置包括旋转气缸，所述连杆的下端设置所述旋转气缸，所述旋转气缸的输出端与烟支吸爪连接。

进一步的，所述烟支重量测量为电子天平。

本发明的有益效果是：

本技术方案通过烟支移动装置、烟支拾取装置、烟支重量测量装置及人机交互系统，集成了自动取样、自动测量等功能，实现了烟支取样的自动化，烟支监测的精确化，同时通过数据计算处理，可以实时在现场提供烟支物理指标的准确值、趋势图等，为操作人员提供更加准确的判定。

本技术方案省去大量取样工作的同时，加强了漏检现象的发生，对烟支的工艺质量进行严格管控。

附图说明

图1为本发明在线取样检测系统结构示意图；

图2为本发明在线取样状态结构示意图。

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，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。

如图1和图2所示，本申请提供一种卷烟机烟支重量自动在线取样检测系统，包括基座2、支撑架1、烟支移动装置、烟支拾取装置、烟支重量测量装置8及人机交互系统。

所述支撑架1垂直固定于所述基座2上，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。

所述烟支重量测量装置设置于所述基座上，在本申请的技术方案中，烟支重量测量装置为电子天平。

所述烟支移动装置设置于所述支撑架上。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。

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。

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人机交互系统，人机交互系统控制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，伺服控制器均与人机交互系统连接，通过人机交互系统分别控制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。

所述烟支拾取装置设置于所述烟支移动装置上，烟支拾取装置包括连杆5、烟支吸爪7及电磁阀，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。在连杆的下端连接有烟支吸爪。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，电磁阀与人机交互系统电信号连接。

所述烟支拾取装置还包括旋转气缸6，所述连杆的下端设置所述旋转气缸，所述旋转气缸的输出端与烟支吸爪连接。

所述烟支重量测量装置8设置于所述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，存储至计算机内存进行分析。

在本技术方案中，人机交互系统主要是指计算机，在本申请的其它实施例中，人机交互系统也可以为单片机、PLC控制器等。人机交互系统分别与所述烟支拾取装置、所述烟支移动装置及所述烟支重量测量装置电信号连接。

上述卷烟机烟支重量自动在线取样检测系统的检测方法，包括以下步骤：

S1、根据烟支需要检测的重量指标，确定烟支的取样时间间隔。

S2、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，此时烟支拾取装置的烟支吸爪不与烟支输送线上的烟支接触。

S2、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、烟支拾取装置沿Y向直线导轨组件上升到设定位置后，Y向直线导轨组件沿X向直线导轨组件移出烟支输送线上方，实现卷烟烟支的自动取样。

S4、烟支拾取装置的烟支吸爪移动到烟支称重装置上方，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，在线取样检测系统继续进行后续的物理指标的检测，并在检测完成后，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，电磁阀关闭，烟支落回烟支输送线上。

若烟支重量数据不在设定范围内，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。