一種高速設(shè)備故障診斷拍照系統(tǒng)

摘 要：本文介紹了一種高速設(shè)備故障診斷拍照系統(tǒng)，包括圖像采集組件和控制單元，可以在高速設(shè)備正常運行過程中，采集到不合格煙包的照片，為維修工處理概率低的偶發(fā)故障提供幫助，快速準確的確定設(shè)備故障范圍，大幅度提高處理偶發(fā)故障的處理效率和準確度。

關(guān)鍵詞：診斷;高速;拍照;故障

煙草設(shè)備運行速度越來越高，設(shè)備故障診斷難度越來越高，對維修人員的技術(shù)水平要求也越來越高。目前，人工視覺技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，在企業(yè)特別是外觀檢測方面獲得了大量的應用[1，2，3，4]，如果能夠?qū)⑷斯ひ曈X應用到故障診斷方面，彌補人類視覺的缺陷，適應現(xiàn)如今設(shè)備的高速化，一定會取得事半功倍的效果。

1 存在問題

隨著煙草包裝設(shè)備運行速度越來越高，維修人員在處理煙包質(zhì)量問題的難度也越來越高，特別是偶發(fā)小概率的煙包質(zhì)量問題，僅憑肉眼，很多時候無法判斷不合格煙包是在設(shè)備的哪個部位產(chǎn)生的，需要多次的維修、驗證，才能最終確定設(shè)備有問題的部位，最終完成維修，但是這個過程往往耗時很長，還會產(chǎn)生大量的待處理的煙包，增加消耗，因此，僅僅依靠肉眼去判斷煙包質(zhì)量問題已經(jīng)變的越來越不可能，而且效率低下。

為了克服現(xiàn)有的處理高速包裝設(shè)備缺乏輔助工具的問題，本文提供一種高速設(shè)備故障診斷拍照系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在設(shè)備高速運行過程中采集到不合格煙包的照片，快速、準確的確定設(shè)備故障范圍。

2 系統(tǒng)組成及原理[5，6]

該高速設(shè)備故障診斷拍照系統(tǒng)包括工業(yè)智能相機、照明光源、PLC控制器、工控機、觸摸顯示器、光纖放大器，工業(yè)智能相機與照明光源安裝在需要觀測的位置，照明光源與工業(yè)智能相機配套，控制器與照相機、照明光源連接，工控機對控制器送入的圖片進行圖像處理和圖像算法，并與標準圖片進行比對。

如圖2所示，工業(yè)智能相機與照明光源通過強力萬向支座？？[7，8]安裝在觀測位置，工業(yè)智能相機對煙包進行拍照監(jiān)測，只有光纖放大器檢測到檢測位置存在煙包時，其輸出高電平，有PLC控制器輸出拍照觸發(fā)脈沖信號，啟動工業(yè)智能相機及照明光源進行頻閃工作。工業(yè)智能相機及時對觀測點的煙包進行圖片抓拍，拍攝的圖片經(jīng)過處理后送入工控機，工控機內(nèi)的圖像軟件經(jīng)過圖片灰度及二維化處理，并將其與標準合格煙包圖片進行比對，如果其比對數(shù)值小于設(shè)定門檻值，系統(tǒng)認為該小盒煙包為正常合格煙包，反之，比對數(shù)值大于設(shè)定門檻值，系統(tǒng)認為該小盒煙包為缺陷煙包，進行保存。用戶可以通過觸摸顯示屏對檢測的精度及參數(shù)進行修改、調(diào)整和優(yōu)化。

對于高速設(shè)備，當遇到偶發(fā)、小概率質(zhì)量問題時，由于設(shè)備的生產(chǎn)工序很多，整個生產(chǎn)鏈很長，一時無法確定不合格品是在設(shè)備的哪個部位產(chǎn)生，可以依靠本故障診斷拍照系統(tǒng)，在生產(chǎn)鏈中的某個部位設(shè)定觀測點，調(diào)整照明光源位置角度，確保工業(yè)智能相機的成像清晰度，然后在屏幕中對門檻值進行設(shè)定，這些準備工作做好后就可以開機運行，運行過程中查看不合格圖片，如果有發(fā)現(xiàn)不合格品，則證明不合格品是由該檢測點的上游造成的，以此縮小、確定不合格品產(chǎn)生的部位，最終進行維修。

3 使用效果

某煙草工業(yè)GDX2包裝機出現(xiàn)過一起小盒撕破的質(zhì)量問題，概率非常小，一個班1-5包。由于該質(zhì)量問題屬于偶發(fā)故障，且車速較快，維修人員無法進行觀察，只能依靠經(jīng)驗判斷進行維修，經(jīng)過多次維修，該質(zhì)量問題仍然沒有得到根本解決。

利用本文的高速設(shè)備故障診斷拍照系統(tǒng)，首先選擇監(jiān)測點1為六號輪處，經(jīng)過半個班的運行，在此處發(fā)現(xiàn)相同小盒撕破煙包，確定發(fā)生該質(zhì)量問題的設(shè)備部位在六號輪之前。于是選擇監(jiān)測點2為小盒商標第一通道，經(jīng)過3小時的運行，與監(jiān)測點2發(fā)現(xiàn)相同小盒撕破煙包，確定發(fā)生該質(zhì)量問題的設(shè)備部位在商標紙第一通道之前。經(jīng)過這兩個監(jiān)測點的檢測，已經(jīng)大大縮小了發(fā)生該質(zhì)量問題的設(shè)備部位，經(jīng)過最終檢修，確定紙庫問題，維修后故障徹底解決。

參考文獻：

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[7] 高秀華，王志明.工程分析與電子樣機模擬-CATIA V5在工程實踐中的應用，2004.

[8] 成大先.機械設(shè)計手冊，2002。

作者簡介：

劉長勝，（1986.07.27）、性別-男、籍貫-河北蔚縣、職稱-助理工程師、研究方向-從事煙草包裝設(shè)備管理與維修工作;單位名稱-廈門煙草工業(yè)有限責任公司