KDF2圓周檢測控制裝置的研制

摘 要：文章研制一種圓周檢測控制裝置。在卷煙生產(chǎn)過程中，由于濾棒的圓周不穩(wěn)定，卷接操作工難以精確控制煙支卷制精度，是造成煙支嘴頭皺形成的原因之一，影響了卷煙生產(chǎn)質(zhì)量，因此提高濾棒圓周的加工精度，對(duì)于提高卷煙生產(chǎn)加工穩(wěn)定性有著重要作用。在工業(yè)技術(shù)日新月異的今天，電氣控制“數(shù)字化”取代“模擬化”已成必然趨勢(shì)?，F(xiàn)有成型機(jī)“濾棒直徑控制系統(tǒng)”數(shù)字化技術(shù)改進(jìn)勢(shì)在必行！為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了先進(jìn)的濾棒圓周在線監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：檢測；在線監(jiān)控；圓周

1 概述

1.1 選題的目的和意義

Protos卷煙機(jī)組是我國煙草行業(yè)卷煙的主力機(jī)型，煙支圓周是卷煙產(chǎn)品的一項(xiàng)重要物理指標(biāo)，測定卷煙圓周是國標(biāo)規(guī)定的重要檢驗(yàn)內(nèi)容之一。但該機(jī)型的在線圓周顯示及自動(dòng)控制目前還是空白，如果卷煙圓周或圓度誤差超標(biāo)，卷煙進(jìn)行卷接時(shí)就會(huì)出現(xiàn)卷接不嚴(yán)、漏氣的現(xiàn)象，將直接影響卷煙的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。所以，研究和開發(fā)卷煙圓周在線測量控制裝置有著很大的必要性和重要性。

1.2 國內(nèi)外發(fā)展及現(xiàn)狀

國內(nèi)有一些科研機(jī)構(gòu)曾對(duì)卷煙機(jī)組圓周測量控制做過一些調(diào)研分析，但都只是停留在理論分析的層面，還未有實(shí)際運(yùn)用到生產(chǎn)中的成功案例。近年來，光電耦合器件CCD（Charge Coupled Devices）是機(jī)器視覺里的關(guān)鍵器件，它作為一種非常有效的快速、非接觸測量手段，已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用到工業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中。CCD器件具有體積小、高速、功耗低、噪聲小、可靠性高、不怕震動(dòng)、輸出線性好等一系列顯著的優(yōu)點(diǎn)。用它構(gòu)成的圖像測量系統(tǒng)無需配置復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，減小了誤差來源，同時(shí)它對(duì)外界環(huán)境也沒特殊要求，所以非常適合于高速在線的高精度非接觸測量。所以把它運(yùn)用到煙支的圓周在線測量是非常適合的，也是必然的。

2 圓周檢測控制裝置的主要內(nèi)容

2.1 測量裝置的組成

（1）測量探頭：采用CCD成像技術(shù)設(shè)計(jì)一種激光發(fā)射，CCD接收的X/Y組合的檢測頭。傳感器將香煙圓周轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)。（2）主控制器單元：進(jìn)行圖像分析換算成圓周周長值，并執(zhí)行控制煙腔調(diào)整結(jié)構(gòu)。（3）人機(jī)界面：各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置，及故障顯示。（4）電機(jī)控制單元：控制煙腔調(diào)整機(jī)構(gòu)的行程大小。

2.2 檢測裝置的基本原理

測量時(shí)，煙條經(jīng)過檢測區(qū)域，在激光照射下從而在CCD上形成煙條的陰影以及邊緣的衍射波紋，通過高精度CCD上接收到的帶有坐標(biāo)信息的衍射波和陰影的分析，采用軟件算法，得出煙支的外徑值。主控制系統(tǒng)采用ARM7單片機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)煙條圓周超過設(shè)定范圍時(shí)，進(jìn)行報(bào)警和控制電機(jī)。人機(jī)界面采用觸摸屏，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前圓周值和工作狀態(tài)，并可設(shè)定系統(tǒng)的各種參數(shù)。

2.3 軟件設(shè)計(jì)

控制器軟件主程序流程圖，如圖1所示。

3 圓周在線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于KDF2成型機(jī)，實(shí)現(xiàn)了以下功能

（1）濾棒圓周大小數(shù)字顯示，操作人員感覺直觀。（2）可任意設(shè)定濾棒圓周大小超標(biāo)值，超標(biāo)濾棒能被自動(dòng)剔除。（3）根據(jù)所設(shè)定的控制標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)就能自動(dòng)調(diào)節(jié)濾棒圓周大小。（4）可實(shí)現(xiàn)任意調(diào)控濾棒圓周大小，滿足多規(guī)格濾棒圓周的生產(chǎn)要求。（5）觸摸屏式人機(jī)界面提供了良好的人機(jī)對(duì)話功能，給系統(tǒng)的操作維護(hù)提供了方便。

4 維護(hù)說明

（1）定期檢查清理濾棒測量嘴里的灰塵，以免被膠或者其他污物堵塞。（2）定期檢查氣路有無堵塞，壓力表指示是否是正常值，氣源輸入氣壓壓力范圍0.3-0.4Mpa。（3）濾棒成型部分壓板和濾棒圓周控制電機(jī)應(yīng)接觸良好。

5 常見故障分析

工作狀態(tài)：綠燈表示正常，紅燈表示出現(xiàn)故障。

5.1 當(dāng)濾棒圓周偏粗或者偏細(xì)指示燈不停閃爍

請(qǐng)檢查控制限是否設(shè)置過小，如果控制限正常，可能是布帶磨損太大，請(qǐng)更換布帶。

5.2 設(shè)備開車生產(chǎn)，當(dāng)測量值均值偏高或是偏低

自動(dòng)狀態(tài)下，只要校準(zhǔn)圓周值即可；按向下的箭頭，可使圓周值變小，按向上箭頭可以使圓周值變大，只要和實(shí)際值一樣即可。

5.3 濾棒圓周失控

首先查看控制限設(shè)置是否正確，若正確請(qǐng)檢查濾棒成型機(jī)成型部分壓板和控制電機(jī)是否脫離，從而造成濾棒圓周失控。

6 結(jié)束語

隨著單片機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)價(jià)格不斷降低，而功能越來越強(qiáng)。其靈活方便，可控性好的特點(diǎn)非常適合對(duì)一些小型設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，在一些大型設(shè)備上可以作為PLC應(yīng)用的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)一些局部的智能化應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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