一套研制笔类产品书写性能监测装置

技术领域

本发明涉及一套研制笔类产品书写性能监测装置。

背景技术

笔类产品是生活中的常用生活学习用品，书写性能（初写性能）是重要的检测项目。目前GB/T26714-2011《油墨圆珠笔和笔芯》等标准中检测该项目所用设备为划圆书写仪/划线仪，但该设备仅为简单的机械运作和线长计数显示，线迹是否流畅、有无变淡或断线均需要人工观察识别，不利于检验员直观得到定量数据判断测试结果，且当划线纸走完或样品划线结束时，书写仪不能判断并进一步报警提示或暂停运行，从而造成测试失败或浪费划线纸等问题。

按照GB/T 26699-2011《考试用圆珠笔》、GB/T 26714-2011《油墨圆珠笔和笔芯》、GB/T 32017-2019《水性墨水圆珠笔和笔芯》、GB/T 37853-2019《中性墨水圆珠笔和笔芯》、QB/T 1655-2006《水性原珠笔和笔芯》等国家或行业标准，配合书写划圆仪进行书写长度项目的测试，对线迹进行监测和统计计算。书写划圆仪是重要的笔类书写性能检测设备，模拟圆珠笔、中性笔等笔类的正常书写方式，将笔芯按照自身公转速度和走纸速度相结合，在标准书写纸上持续划出连续的螺旋线，记录运行时间计算书写长度，并观察划线质量，以评判笔类产品的书写性能，具有工位多、结构简单、操作方便等特点。但由于设计原理、技术成本等原因，其测试的本质并非书写长度，而是设备运行时间计算出的长度，当划线出现线迹变淡或中断时，设备无法识别和记录，当划线结束时，设备也无法停止计算长度并及时提示使用者，若使用者未及时记录书写长度并关停设备，则无法获得准确的书写长度，造成测试失败，也会造成标准书写纸的浪费。

发明内容

本发明针对现有技术中书写划圆仪在检测笔尖书写功能时无法智能化判断划线情况的问题，提供一套研制笔类产品书写性能监测装置。本发明设计一套研制笔类产品书写性能监测装置，包括书写划圆仪，其特征在于，在书写划圆仪两侧设置有立柱，两根立柱的顶部有横梁连接，在横梁上设置有若干个摄像头，摄像头视频线连接视觉控制器，在横梁下部设置有无影灯带，无影灯带由视觉控制器控制连接，在书写划圆仪的标准书写纸边缘设置编码器，编码器的滚轮位于标准书写纸上，在书写划圆仪的标准书写纸运行台面边缘设置距离感应器，编码器和距离感应器的输出数据连接PLC主机，PLC主机与视觉控制器连接。每个摄像头的拍摄镜头对应一个或两个书写划圆仪的书写工位。在横梁下部设置的无影灯带光线照射面与书写划圆仪的书写工位对应。在书写划圆仪两侧设置的立柱底部设置有底梁。

摄像头组和长条型面光源无影灯带固定于横梁上。通过紧固螺栓，可以调整横梁高度/摄像头高度、摄像头角度、光源角度等，从而适用于不同品牌或型号规格的书写划圆仪。在书写划圆仪两侧设置的立柱底部设置有多个螺钉，可无损紧固于书写划圆仪主机上，避免监检测装置和书写划圆仪之间的相对振动。本发明的优点在于：通过在书写位置上方设置视觉采集摄像头，对划线画面进行光学监控，数据传递至视觉控制器进行划线质量评判，结果传递至PLC进行数据积累、计算和显示。由编码器和距离感应器计算运行长度，数据传递至PLC进行统计和计算。再结合光学监控获得的合格划线结果，准确显示合格划线长度，并实现智能化识别线迹变化并判断书写终点。

附图说明

图1为本发明的各功能模块结合和数据/信号流向示意图。

图2为本发明的结构示意图。

实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本发明的范围。

图中一套研制笔类产品书写性能监测装置，包括书写划圆仪1，其特征在于，在书写划圆仪两侧设置有立柱2，两根立柱的顶部有横梁3连接，在横梁上设置有若干个摄像头4，摄像头视频线连接视觉控制器（图中未画），在横梁下部设置有无影灯带5，无影灯带由视觉控制器控制连接，在书写划圆仪的标准书写纸6边缘设置编码器7，编码器的滚轮8位于标准书写纸上，在书写划圆仪的标准书写纸运行台面9边缘设置距离感应器10，编码器和距离感应器的输出数据连接PLC（可编程逻辑控制器）主机（图中未画），PLC主机与视觉控制器连接。每个摄像头的拍摄镜头对应一个或两个书写划圆仪的书写工位11。在横梁下部设置的无影灯带光线照射面与书写划圆仪的书写工位对应。在书写划圆仪两侧设置的立柱底部设置有底梁12。

具体的立柱、横梁采用门框式结构框架，立柱为倒T型支架（也可采用能起到相同功能的结构框架），通过横梁将两侧立柱连接起来，立柱和横梁均为带凹槽结构的金属件，两者通过连接件13相连接，可以通过旋松或旋紧螺栓螺母14，调整横梁高度/摄像头高度、摄像头角度、光源角度等，从而用于不同品牌或型号规格的书写划圆仪。立柱的底梁通过多个螺钉15无损紧固于书写划圆仪主机上，除摄像头数据线外灯带电源线（控制线）均连接至视觉控制器。

书写划圆仪为现有设备，简单介绍下此设备：主机上有固定试样（书写笔，一般为多个，如10个工位即固定10支笔同时测试）的框架，不动。主机上部有一运动组件，包括放置书写标准纸的标准书写纸运行台面，固定书写标准纸的卷筒，运动组件使得书写标准纸有两个运动，一是沿平板带动书写纸首选在平面内水平画圆，二是纸还沿纵向一直走纸，所以实际画出的是连续的螺旋线。

安装摄像头对着笔迹的位置进行拍照，每收到距离感应器通过PLC发送给视觉控制器的一次计数信号，视觉控制器即让摄像头对线迹图像拍一次照片，传至视觉控制器进行分析，确认是否为合格划线。摄像头数量可根据工位数进行增减（目前实际装置可以做到1个摄像头监控1个或两个工位）。识别数据传送至PLC。

编码器固定在标准书写纸运行台面上，软胶滚轮将书写标准纸压在标准书写纸运行台面上，随着纸的走动，编码器的软胶滚轮跟着纸的走动而同步转动，从而计算纸的纵向走动速度，数据传至PLC。

距离感应器固定在标准书写纸运行台面侧边，主机不动的地方，标准书写纸运行台面每运动接近感应器，即记录一次信号，传送至PLC，而PLC收到信号后发信号到视觉控制器启动摄像头进行拍照。

可通过对螺旋线的重复线段线长测量直径和间距进行计算重复线段线长，或者人工输入PLC中重复线段的线长。距离感应器可以统计出单位时间的循环次数，单位时间循环次数与重复线段线长相乘即为单位时间的书写速度。

此书写速度在PLC主机的显示屏上显示，同时PLC根据设置的灰度值要求，对拍照得到的线迹进行判断，符合灰度要求（线迹够深，为正常书写的线迹）统计为合格划线，低于灰度阈值的，判定为线迹变浅或断线，连续的低于灰度阈值，作为一次段断线。最终PLC计算出实际（合格）书写线迹的循环次数，乘以重复线段线长即为实际有效的书写长度，再以此长度作为测试结果，依据标准要求进行评判。同时PLC也会统计出变浅或断线的次数和总长度，作为测试结果参考。实际测试应根据不同笔的书写颜色设置合理的灰度阈值。

通过在书写位置上方设置视觉采集摄像头，对划线画面进行光学监控，数据传递至视觉控制器进行划线质量评判，结果传递至PLC进行数据积累、计算和显示。由编码器和距离感应器计算运行长度，数据传递至PLC进行统计和计算。再结合光学监控获得的合格划线结果，准确显示合格划线长度，并实现智能化识别线迹变化并判断书写终点。