專利名稱：卷煙物檢綜合測試臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及卷煙檢驗測試裝置，具體地說是一種卷煙物檢綜合測試臺。
背景技術(shù)：
目前，美國、德國等國家已經(jīng)根據(jù)國內(nèi)外市場的需求相繼推出了多品種的在線檢測儀器，并于2002年在巴塞羅納國際煙草行業(yè)儀器展銷會上進(jìn)行展示，國內(nèi)幾家大的煙草企業(yè)先后購進(jìn)了一些國外的在線檢測儀器設(shè)備，這些設(shè)備均采用層式結(jié)構(gòu)，每一層為一個功能層，實現(xiàn)對樣品一個功能的檢測、控制等，機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，工藝復(fù)雜，體積龐大，操作煩瑣，對操作人員的素質(zhì)要求較高，故障率高，國內(nèi)尚無廠家能夠研究開發(fā)生產(chǎn)小型的在線綜合測試臺，目前僅有用于實驗室、檢測站及部分用于生產(chǎn)線的單功能儀，其研究開發(fā)的綜合測試臺和三功能儀目前已在市場銷售，但由于其定價高，結(jié)構(gòu)、控制復(fù)雜，并不適合在線檢測。對低價格、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性、操作方便、維護(hù)簡單的多功能和單功能并直接應(yīng)用于生產(chǎn)線上的檢測儀器的要求將會是未來幾年煙支、濾棒生產(chǎn)檢測所必須。

發(fā)明內(nèi)容
為克服目前市場上的卷煙測試裝置功能單一、控制復(fù)雜、不適合在線檢測的缺點，本發(fā)明的目的在于填補(bǔ)我國多功能小型卷煙物檢測試裝置的空白，提供一種操作方便、維護(hù)簡單的卷煙物檢綜合測試臺。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明包括柜體、顯示屏、料斗、安裝于柜體內(nèi)的工業(yè)控制機(jī)、檢測機(jī)構(gòu)以及集料箱，其中檢測機(jī)構(gòu)包括其中心軸與驅(qū)動裝置相連的轉(zhuǎn)盤、在轉(zhuǎn)盤上設(shè)有多個結(jié)構(gòu)相同的夾持器，均布在轉(zhuǎn)盤的同心圓周上，在轉(zhuǎn)盤處于靜止?fàn)顟B(tài)下，與每個夾持器相應(yīng)的位置分別固定安裝用于檢測煙支各種物理指標(biāo)的檢測裝置，每套檢測裝置與所對應(yīng)的夾持器所在的位置即為一個工位，每個工位不因夾持器隨轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動而改變；轉(zhuǎn)盤、夾持器及各檢測裝置分別與各自的動作驅(qū)動部件相連接，在各工位的相應(yīng)位置及動作驅(qū)動部件的相應(yīng)位置設(shè)有位置傳感器；所述工業(yè)控制機(jī)配置有通訊擴(kuò)展卡、輸入/輸出擴(kuò)展卡及工業(yè)控制機(jī)外部連接輸入/輸出接口板，分別與上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測裝置、位置傳感器、顯示屏及驅(qū)動裝置相連。
所述工位可分別由長度檢測裝置、圓周檢測裝置、吸阻檢測裝置、硬度檢測裝置及重量檢測裝置與對應(yīng)的夾持器組成的長度位、圓周位、吸阻位、硬度位及重量位；或包括上述任意1～5組檢測裝置與對應(yīng)的夾持器組成的各工位；
所述工位包括由料斗與各檢測裝置兩兩一組，形成分別由料斗和長度檢測裝置組成的落料-長度位、由圓周檢測裝置和吸阻檢測裝置組成的圓周-吸阻位，以及由硬度檢測裝置和重量檢測裝置組成的硬度-重量位，落料-長度位的夾持器正對落料快門的下方，硬度檢測裝置與重量檢測裝置之間設(shè)有硬度快門，重量檢測裝置設(shè)有重量快門；重量快門的下方對應(yīng)集料箱的入口；所述落料-長度位包括對應(yīng)于料斗下部的長度檢測裝置，該長度檢測裝置為一組由發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的長度激光測微器，發(fā)射器與接收器中間位置對應(yīng)夾持器的夾物位的上部，在夾持器的下部設(shè)有一基準(zhǔn)板，發(fā)射器固定安裝于柜體內(nèi)的固定板上，接收器安裝于可使其圍繞被測物平移的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑軌中，該曲柄滑塊通過偏心孔接至長度電機(jī)的輸出軸；長度激光測微器的控制器通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；所述圓周-吸阻位包括圓周檢測裝置及吸阻檢測裝置，其中圓周檢測裝置安裝于轉(zhuǎn)盤的上部，為一組發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的圓周激光測微器，其發(fā)射器及接收器均安裝于可使二者同時圍繞被測物作相對轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸上部通過齒型帶與圓周電機(jī)的輸出軸相連，圓周激光測微器的控制器通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；所述吸阻檢測裝置為安裝于轉(zhuǎn)盤下部對應(yīng)于該位置夾持器的吸阻氣路組件，該吸阻氣路組件為具有一與轉(zhuǎn)盤下底面平行的上端面的殼體，該殼體內(nèi)部為吸阻空腔，該吸阻空腔與吸阻氣路相通；吸阻氣路組件上端面為一與轉(zhuǎn)盤下底面平行的平面，上部具有夾持器的吸阻測量頭置于與柜體固定連接的滑套中，吸阻測量頭的底部與一安裝于吸阻測量頭提升電機(jī)輸出軸的凸輪滑動接觸，在吸阻氣路中設(shè)有吸阻傳感器，吸阻傳感器的信號通過吸阻采樣電路接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；所述硬度-重量位包括硬度檢測裝置及重量檢測裝置，其中硬度檢測裝置包括一組發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的硬度激光測微器、硬度基準(zhǔn)面及施壓器，其中施壓器為一標(biāo)準(zhǔn)砝碼，掛設(shè)于一無彈性軟線的一端，該軟線的另一端與帶有連桿的壓頭相連接；一偏心輪與硬度電機(jī)的輸出軸固連，該偏心輪的軸心到遠(yuǎn)點的距離大于軸心到壓頭與重物之間的軟線的距離，軸心到近點的距離小于軸心到壓頭與重物之間的軟線的距離；連桿末端置于安裝于固定板上的滑道中且位于硬度激光測微器的發(fā)射部分與接收部分之間，一硬度基準(zhǔn)面設(shè)于夾持器下部的硬度快門；夾持器底部設(shè)有硬度快門；重量檢測裝置為一設(shè)置于轉(zhuǎn)盤底部的電子天平，該電子天平的稱重部分為一與電子天平的重量傳感器相互作用的帶有導(dǎo)向套的空心導(dǎo)向桿，導(dǎo)向套與硬度快門位于一條垂直線上，空心導(dǎo)向桿的下部外壁上掛設(shè)一可擺動的托盤，在托盤上設(shè)有重量快門，托盤的底部為集料箱；該硬度激光測微器的控制器及電子天平分別通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；所述吸阻氣路與主氣路并聯(lián)于同一氣源，在吸阻氣路中還并聯(lián)設(shè)有用于校準(zhǔn)氣壓值的第一校準(zhǔn)棒及第二校準(zhǔn)棒；所述吸阻采樣電路包括數(shù)據(jù)采集電路及保護(hù)電路，其中數(shù)據(jù)采集電路為吸阻傳感器的采樣信號通過與其相連的第2接口經(jīng)電感L接至一級運(yùn)算放大器的輸入端，一級運(yùn)算放大器的輸出端又通過電阻R4接至二級運(yùn)算放大器的輸入端，二級運(yùn)算放大器輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入管腳相連，該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量輸出管腳與中央處理器數(shù)字輸入端相連，中央處理器的RXD和TXD管腳與串口模塊相連，串口模塊通過第5接口接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡，中央處理器的RST管腳還與第一看門狗電路相連，運(yùn)算放大器的1、8引腳分別接至可變電阻器的兩端可變電阻器的中心抽頭與正電源(+12V)連接，為一級運(yùn)算放大器進(jìn)行零點調(diào)整；保護(hù)電路由正電源(+12V)通過第4可變電阻器的滑動端接至比較器的負(fù)輸入端，作為基準(zhǔn)電壓點，一級放大器的輸出信號同時接至比較器的正輸入端，比較器的輸出端接至光耦電路中二極管的正極，光耦電路中的第1三極管放大器的集電極接至工作電源，發(fā)射極接至第2三極管的基極，與保護(hù)閥接線端相連的第3接口接至工作電源與第2三極管的集電極之間；所述轉(zhuǎn)盤及各檢測裝置的驅(qū)動部件為進(jìn)料電機(jī)、轉(zhuǎn)盤電機(jī)、長度電機(jī)、圓周電機(jī)、硬度電機(jī)、吸阻測量頭提升電機(jī)及各電機(jī)的減速傳動裝置，分別固定安裝于固定板上，與料斗、轉(zhuǎn)盤及檢測裝置的動作部件位置相對應(yīng)；所述夾持器的驅(qū)動部件為與夾持器中的夾持套氣路相通的氣路組件，該氣路組件設(shè)于轉(zhuǎn)盤下方，其底部安裝在柜體內(nèi)部的固定板上；所述各電機(jī)為帶有脈沖發(fā)生器和驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)或其他可調(diào)速電機(jī)；所述減速裝置可為減速箱、同步帶輪或齒型同步帶輪；所述脈沖發(fā)生器電路為一具有輸入輸出接口的中央處理器，步進(jìn)電機(jī)的位置檢測信號及運(yùn)行狀態(tài)信號通過輸入接口接至中央處理器的CSMOTOR1及CS MOTOR2管腳，中央處理器的輸出端分別為脈沖端、方向端及使能端經(jīng)輸出接口與電機(jī)的對應(yīng)接線端相連，中央處理器的RST及WDOG管腳還與第二看門狗電路相連。
所述轉(zhuǎn)盤與夾持器可為分體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)盤的外圓周上均勻設(shè)有凹口，夾持器位于通過凹口與轉(zhuǎn)盤固定連接并向轉(zhuǎn)盤平面外徑向延伸的條狀體的另一端，夾持器內(nèi)的夾持套氣囊與條狀體內(nèi)的氣道相通，條狀體氣道與轉(zhuǎn)盤內(nèi)的氣道相對接。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.結(jié)構(gòu)簡單，空間位置緊湊，工作效率高。由于本發(fā)明采用平面回轉(zhuǎn)布局，在一個回轉(zhuǎn)圓周上將各檢測裝置分為多個測量區(qū)，樣品不需從上到下經(jīng)過幾個層面來完成整個測量過程，只需要在一個平面上回轉(zhuǎn)一周就可完成全部的測量過程；空間緊湊，體積小，設(shè)備整體尺寸僅為國外同類產(chǎn)品的1/2、國內(nèi)同類產(chǎn)品的1/3。
2.檢測快速、準(zhǔn)確?，F(xiàn)有技術(shù)中煙支的物檢裝置為分層結(jié)構(gòu)，全部測量完畢需六層，用即煙支在層間過渡時要經(jīng)過五次磕碰，到最底層時已改變了其物理特性，尤其對硬度及吸阻的測量大有影響，而本發(fā)明對煙支的測量在一個水平面上進(jìn)行，煙支沒有任何物理性能的改變，更避免了許多人為因素的干擾，因此對煙支的測量更加準(zhǔn)確，提高了控制的準(zhǔn)確性、及時性。
3.功能可自由組合。本發(fā)明由于采用模塊化設(shè)計，對于樣品的五個物理參數(shù)的測量，根據(jù)用戶的具體要求可以任意選擇、組合，如組合成兩功能儀、三功能儀、四功能儀或五功能儀；各項指標(biāo)的上下限可以隨意設(shè)定，測量結(jié)果是否合格一目了然；測量數(shù)據(jù)可打印成文檔報表。
4.高新技術(shù)高度集成。本發(fā)明對卷煙樣品重量、吸阻、長度、圓周和硬度五項物理指標(biāo)的測量利用精密電子天平、負(fù)壓抽吸技術(shù)及高精度激光測微器在工控機(jī)的控制下完成，是一集光學(xué)、精密機(jī)械、電子、真空、計算機(jī)、自動控制等為一體的高技術(shù)產(chǎn)品。
5.功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定，故障率低。由于本發(fā)明在設(shè)計中完全體現(xiàn)國家關(guān)于卷煙的檢驗標(biāo)準(zhǔn)的思想，測量過程由計算機(jī)全自動控制，采用通用的控制軟件，具有很強(qiáng)的軟硬件容錯功能，性能可靠、穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，適合在生產(chǎn)線上相對惡劣的環(huán)境下使用，保證加工質(zhì)量的穩(wěn)定，最大限度地降低了設(shè)備的故障率。
6.操作方便。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)對話——測量過程提示及出錯提示，檢測過程的全自動控制，包括自動存儲、打印、自動校準(zhǔn)等功能，便于用戶操作。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(一)；圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(二)；圖3為本發(fā)明電氣結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明吸阻采樣電路原理圖；圖5為本發(fā)明脈沖發(fā)生器原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的柜體具有兩塊平行的基準(zhǔn)板進(jìn)行四柱連接，將柜體內(nèi)部分為三層，柜體表面設(shè)有顯示屏，料斗設(shè)于柜體的上層，工控機(jī)、電源箱及集料箱5安裝于最底層，檢測機(jī)構(gòu)、各檢測裝置安裝于柜體的中間層，測量機(jī)構(gòu)包括其中心軸6通過固定座8與驅(qū)動裝置相連的轉(zhuǎn)盤7、在轉(zhuǎn)盤7上設(shè)有三個結(jié)構(gòu)相同的夾持器71，均布在轉(zhuǎn)盤7的同心圓周上，在轉(zhuǎn)盤7的上部及下部對應(yīng)于各夾持器的位置，由料斗與各檢測裝置兩兩一組，形成分別由料斗和長度檢測裝置組成的落料-長度位、由圓周檢測裝置和吸阻檢測裝置組成的圓周-吸阻位、以及由硬度檢測裝置和重量檢測裝置組成的硬度-重量位，落料-長度位的夾持器正對落料快門11的下方，硬度檢測裝置與重量檢測裝置之間設(shè)有硬度快門16，重量檢測裝置設(shè)有重量快門19；重量快門19的下方對應(yīng)集料箱5的入口；各快門的控制裝置信號線接至工業(yè)控制機(jī)的所述位置傳感器為光電耦合位置傳感器，分別用于檢測下料有煙信號、長度有煙信號、重量有煙信號、吸阻測量頭提升電機(jī)信號及轉(zhuǎn)盤電機(jī)信號，各光電耦合位置傳感器的信號線接至業(yè)控制機(jī)。
轉(zhuǎn)盤7及各檢測裝置的驅(qū)動部件為進(jìn)料電機(jī)51、轉(zhuǎn)盤電機(jī)52、長度電機(jī)53、圓周電機(jī)54、硬度電機(jī)55、吸阻測量頭提升電機(jī)56及各電機(jī)的減速傳動裝置，分別固定安裝于固定板上，與料斗、轉(zhuǎn)盤7及檢測裝置的動作部件位置相對應(yīng)；夾持器71的驅(qū)動部件為與夾持器71中的各夾持套通過落料-長度位裹緊閥21、硬度-重量位裹緊閥22及圓周-吸阻位裹緊閥23氣路相通的氣路組件10，該氣路組件10設(shè)于轉(zhuǎn)盤7下方，其底部安裝在柜體內(nèi)部的固定板上；所述各電機(jī)為帶有脈沖發(fā)生器和驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)或其他可調(diào)速電機(jī)；所述減速裝置可為減速箱、同步帶輪或齒型同步帶輪；所述各裹緊閥與I/O接口板進(jìn)行電連接；落料-長度位包括一料斗，采用滾筒式、單斜面滑落軌道結(jié)構(gòu)，樣品水平放置在滾筒的凹槽內(nèi)，電機(jī)驅(qū)動滾筒帶動樣品沿滑落軌道垂直下落；對應(yīng)于料斗下部的長度檢測裝置，該長度檢測裝置為一組由發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的長度激光測微器41，發(fā)射器與接收器中間位置對應(yīng)夾持器71的夾物位的上部，在夾持器71的下部設(shè)有一基準(zhǔn)板，發(fā)射器固定安裝于柜體內(nèi)的固定板上，接收器安裝于可使其圍繞被測物平移的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑軌中，該曲柄滑塊通過偏心孔接至長度電機(jī)53的輸出軸；長度激光測微器41的控制器通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；圓周-吸阻位包括圓周檢測裝置及吸阻檢測裝置，其中圓周檢測裝置安裝于轉(zhuǎn)盤7的上部，為一組發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的圓周激光測微器42，其發(fā)射器及接收器均安裝于可使二者同時圍繞被測物作相對轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸上部通過齒型帶與圓周電機(jī)54的輸出軸相連，圓周激光測微器42的控制器通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；所述吸阻檢測裝置為安裝于轉(zhuǎn)盤7下部對應(yīng)于該位置夾持器71的吸阻氣路組件，其上部具有夾持器(71)的吸阻測量頭置于與柜體固定連接的滑套中，吸阻測量頭的底部與一安裝于電機(jī)輸出軸的凸輪滑動接觸，在吸阻氣路中設(shè)有吸阻傳感器18，吸阻傳感器18的信號通過吸阻采樣電路接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；硬度-重量位包括硬度檢測裝置及重量檢測裝置，其中硬度檢測裝置包括一組發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的硬度激光測微器43、硬度基準(zhǔn)面13及施壓器14，其中施壓器14為一標(biāo)準(zhǔn)砝碼，掛設(shè)于一無彈性軟線的一端，該軟線的另一端與帶有連桿的壓頭相連接；一偏心輪與硬度電機(jī)54的輸出軸固連，該偏心輪的軸心到遠(yuǎn)點的距離大于軸心到壓頭與重物之間的軟線的距離，軸心到近點的距離小于軸心到壓頭與重物之間的軟線的距離；連桿末端置于安裝于固定板上的滑道中且位于硬度激光測微器的發(fā)射部分與接收部分之間，一硬度基準(zhǔn)面設(shè)于夾持器71下部的硬度快門16上，該硬度快門16的開啟或關(guān)閉由第一轉(zhuǎn)角電磁鐵控制；重量檢測裝置為一設(shè)置于轉(zhuǎn)盤7底部的電子天平15，該電子天平15的稱重部分為一與天平的重量傳感器相互作用的帶有導(dǎo)向套的空心導(dǎo)向桿，導(dǎo)向套與硬度快門16位于一條垂直線上，空心導(dǎo)向桿的下部外壁上掛設(shè)一可擺動的托盤17，在托盤17上設(shè)有重量快門19，其開啟或關(guān)閉由第二轉(zhuǎn)角電磁鐵控制，重量快門19的下方正對集料箱5；該硬度激光測微器43的控制器及電子天平15分別通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；吸阻氣路與主氣路并聯(lián)于同一氣源，在吸阻氣路中還并聯(lián)設(shè)有用于校準(zhǔn)氣壓值的高壓測試棒及低壓測試棒，在第一校準(zhǔn)棒或第二校準(zhǔn)棒與吸阻氣路之間分別設(shè)有第一截止閥及第二截止閥進(jìn)行全時自動校準(zhǔn)，以防止溫濕度變化造成檢測裝置的零點漂移。
工業(yè)控制機(jī)配置有通訊擴(kuò)展卡、輸入/輸出擴(kuò)展卡及工業(yè)控制機(jī)外部連接輸入/輸出接口板，分別與上述檢測機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置、檢測裝置及顯示屏相連。
吸阻采樣電路包括數(shù)據(jù)采集電路及保護(hù)電路，其中數(shù)據(jù)采集電路為吸阻傳感器18的采樣信號通過與其相連的第2接口P2經(jīng)電感L接至一級運(yùn)算放大器IC1的輸入端，一級運(yùn)算放大器IC1的輸出端又通過電阻R4接至二級運(yùn)算放大器IC2的輸入端，二級運(yùn)算放大器IC2輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器U1的模擬量輸入管腳相連，該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器U1的數(shù)字量輸出管腳與中央處理器U2數(shù)字輸入端相連，中央處理器U2的RXD和TXD管腳與串口模塊U4相連，串口模塊U4通過第5接口P5接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡，中央處理器CPU的RST管腳還與第一看門狗電路U3相連；可變電阻器W1為一級運(yùn)算放大器IC1的零點調(diào)整，由正電源(+12V)連接中心抽頭，兩端分別連接運(yùn)算放大器的1、8引腳；保護(hù)電路由正電源(+12V)通過第4可變電阻器W4的滑動端接至比較器IC3的負(fù)輸入端，作為基準(zhǔn)電壓點，一級放大器IC1的輸出信號同時接至比較器IC3的正輸入端，比較器IC3的輸出端接至光耦電路中二極管的正極，光耦電路中的第1三極管放大器BG1的集電極接至工作電源，發(fā)射極接至第2三極管BG2的基極，與保護(hù)閥接線端相連的第3接口P3接至工作電源與第2三極管BG2的集電極之間；所述脈沖發(fā)生器電路為一具有輸入輸出接口的第一中央處理器CPU1，步進(jìn)電機(jī)的位置檢測信號及運(yùn)行狀態(tài)信號通過輸入接口CON1接至第一中央處理器CPU1的CS MOTOR1及CS MOTOR2管腳，第一中央處理器CPU1的輸出管腳分別為脈沖端MOTOR PULES、方向端MOROT DIR及使能端MOTOR ENABAL經(jīng)輸出接口CON2與電機(jī)的對應(yīng)接線端相連，第一中央處理器CPU1的RST及WDOG管腳還與第二看門狗電路U5相連。
本發(fā)明的工作過程簡述如下采用立式測量方式，轉(zhuǎn)盤7在轉(zhuǎn)盤電機(jī)52的步進(jìn)式驅(qū)動下，帶動各夾持器71進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，樣品在進(jìn)料電機(jī)51的驅(qū)動下從料斗落入落料-長度位的夾持套內(nèi)，底部由一基準(zhǔn)板限位，兩側(cè)的長度激光測微器41(CCD影像成像系統(tǒng)線陣)發(fā)出一束高速掃描狀平行光束，并在步進(jìn)長度電機(jī)53的驅(qū)動下左右移動，對樣品進(jìn)行掃描，由工業(yè)控制機(jī)接收和控制檢測信號并進(jìn)行處理，并輸出被測煙支樣品的長度，結(jié)束；回轉(zhuǎn)至圓周-吸阻位，吸阻測量頭在下面密封住樣品尾部抽氣，采用負(fù)壓抽吸技術(shù)，即通過高精度的音速嘴CFO產(chǎn)生17.5ml/s的恒定流量氣體，通過一高精度的氣體壓力傳感器快速測量卷煙和濾棒的吸阻值，上面的圓周激光測微器42發(fā)出一束高速掃描狀平行光束，在步進(jìn)圓周電機(jī)54的驅(qū)動下繞樣品中心回轉(zhuǎn)一周進(jìn)行采樣，由工業(yè)控制機(jī)接收和控制測量信號并進(jìn)行處理，測定樣品的平均直徑，并且計算出樣品的圓周、不圓度等技術(shù)參數(shù)，結(jié)束；樣品回轉(zhuǎn)至硬度-重量位，樣品一端面與硬度基準(zhǔn)面13接觸，通過步進(jìn)硬度電機(jī)55驅(qū)動一標(biāo)準(zhǔn)砝碼(本實施例采用300克)，進(jìn)行點壓式測量，即使該砝碼以一定的速度和壓力壓向樣品，硬度激光測微器43同時發(fā)出一高速掃描狀平行光束，測量壓陷后的樣品的直徑，根據(jù)壓陷量按國標(biāo)計算出樣品的硬度等參數(shù)，測量結(jié)束；打開樣品下方的硬度快門16，樣品落到精密電子天平的托盤17上測量重量，通過RS232接口輸出，測量結(jié)束；重量快門19打開，樣品落到收集箱內(nèi)，該樣品的所有測量工序結(jié)束。當(dāng)樣品在一個工位執(zhí)行完一程序，轉(zhuǎn)到下一工位時，上一工位繼續(xù)執(zhí)行下一只樣品的測量程序，如此往復(fù)，每一工位停留時間與硬度位測量的時間一致，測量50只樣品的時間大致為20分鐘。
權(quán)利要求
1.一種卷煙物檢綜合測試臺，包括柜體、顯示屏、料斗、安裝于柜體內(nèi)的工業(yè)控制機(jī)、檢測機(jī)構(gòu)以及集料箱，其特征在于所述檢測機(jī)構(gòu)包括其中心軸(6)與驅(qū)動裝置相連的轉(zhuǎn)盤(7)、在轉(zhuǎn)盤(7)上設(shè)有多個結(jié)構(gòu)相同的夾持器(71)，均布在轉(zhuǎn)盤(7)的同心圓周上，在轉(zhuǎn)盤(7)處于靜止?fàn)顟B(tài)下，與每個夾持器(71)相應(yīng)的位置分別固定安裝用于檢測煙支各種物理指標(biāo)的檢測裝置，每套檢測裝置與所對應(yīng)的夾持器(71)所在的位置即為一個工位，每個工位不因夾持器隨轉(zhuǎn)盤(7)的轉(zhuǎn)動而改變；轉(zhuǎn)盤(7)、夾持器(71)及各檢測裝置分別與各自的動作驅(qū)動部件相連接；在各工位的相應(yīng)位置及動作驅(qū)動部件的相應(yīng)位置設(shè)有位置傳感器；所述工業(yè)控制機(jī)配置有通訊擴(kuò)展卡、輸入/輸出擴(kuò)展卡及工業(yè)控制機(jī)外部連接輸入/輸出接口板，分別與上述檢測機(jī)構(gòu)的檢測裝置、位置傳感器、顯示屏及動作驅(qū)動部件相連。
2.按權(quán)利要求1所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述各檢測裝置包括長度檢測裝置、圓周檢測裝置、吸阻檢測裝置、硬度檢測裝置及重量檢測裝置，其與對應(yīng)的夾持器(71)分別組合成長度位、圓周位、吸阻位、硬度位及重量位；或包括上述任意1～5組檢測裝置與對應(yīng)的夾持器(71)組合成的各工位。
3.按權(quán)利要求1所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述工位包括由料斗與各檢測裝置兩兩一組，形成分別由料斗和長度檢測裝置組成的落料-長度位、由圓周檢測裝置和吸阻檢測裝置組成的圓周-吸阻位以及由硬度檢測裝置和重量檢測裝置組成的硬度-重量位，落料-長度位的夾持器正對落料快門(11)的下方，硬度檢測裝置與重量檢測裝置之間設(shè)有硬度快門(16)，重量檢測裝置設(shè)有重量快門(19)；重量快門(19)的下方對應(yīng)集料箱(5)的入口。
4.按權(quán)利要求3所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述落料-長度位包括對應(yīng)于料斗下部的長度檢測裝置，該長度檢測裝置為一組由發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的長度激光測微器(41)，發(fā)射器與接收器中間位置對應(yīng)夾持器(71)的夾物位的上部，在夾持器(71)的下部設(shè)有一基準(zhǔn)板，發(fā)射器固定安裝于柜體內(nèi)的固定板上，接收器安裝于可使其圍繞被測物平移的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑軌中，該曲柄滑塊通過偏心孔接至長度電機(jī)(53)的輸出軸；長度激光測微器(41)的控制器通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；所述圓周-吸阻位包括圓周檢測裝置及吸阻檢測裝置，其中圓周檢測裝置安裝于轉(zhuǎn)盤(7)的上部，為一組發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的圓周激光測微器(42)，其發(fā)射器及接收器均安裝于可使二者同時圍繞被測物作相對轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸上，該旋轉(zhuǎn)軸上部與圓周電機(jī)(54)的輸出軸相連，圓周激光測微器(42)的控制器通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；所述吸阻檢測裝置為安裝于轉(zhuǎn)盤(7)下部對應(yīng)于該位置夾持器(71)的吸阻氣路組件，該吸阻氣路組件具有一殼體，該殼體內(nèi)部為吸阻空腔，該吸阻空腔與吸阻氣路相通；吸阻氣路組件上端面為與轉(zhuǎn)盤(7)下底面平行的平面；其上部具有夾持器(71)的吸阻測量頭(12)置于與柜體固定連接的滑套中，吸阻測量頭(12)的底部與一安裝于吸阻測量頭提升電機(jī)(56)輸出軸的凸輪滑動接觸，在吸阻氣路中設(shè)有吸阻傳感器(18)，吸阻傳感器(18)的信號通過吸阻采樣電路接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡；所述硬度-重量位包括硬度檢測裝置及重量檢測裝置，其中硬度檢測裝置包括一組發(fā)射器及接收器相對設(shè)置的硬度激光測微器(43)、硬度基準(zhǔn)面及施壓器(14)，其中施壓器(14)掛設(shè)于一無彈性軟線的一端，該軟線的另一端與帶有連桿的壓頭相連接；一偏心輪與硬度電機(jī)(54)的輸出軸固連，該偏心輪的軸心到遠(yuǎn)點的距離大于軸心到壓頭與重物之間的軟線的距離，軸心到近點的距離小于軸心到壓頭與重物之間的軟線的距離；連桿末端置于安裝于固定板上的滑道中且位于硬度激光測微器的發(fā)射部分與接收部分之間，夾持器(71)底部為硬度快門(16)及硬度基準(zhǔn)面；重量檢測裝置為一設(shè)置于轉(zhuǎn)盤(7)底部的電子天平(15)，該電子天平(15)的稱重部分為一與天平的重量傳感器相互作用的帶有導(dǎo)向套的空心導(dǎo)向桿，導(dǎo)向套與硬度快門(16)位于一條垂直線上，空心導(dǎo)向桿的下部外壁上掛設(shè)一可擺動的托盤(17)，在托盤(17)上設(shè)有重量快門(19)，重量快門(19)的下方正對集料箱(5)；該硬度激光測微器(41)的控制器及電子天平(15)分別通過通訊電纜接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡。
5.按權(quán)利要求4所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述吸阻氣路與主氣路并聯(lián)于同一氣源，在吸阻氣路中還并聯(lián)設(shè)有用于校準(zhǔn)氣壓值的第一校準(zhǔn)棒及第二校準(zhǔn)棒。
6.按權(quán)利要求4所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述吸阻采樣電路包括數(shù)據(jù)采集電路及保護(hù)電路，其中數(shù)據(jù)采集電路為吸阻傳感器的采樣信號通過與其相連的第2接口(P2)經(jīng)電感L接至一級運(yùn)算放大器(IC1)的輸入端，一級運(yùn)算放大器(IC1)的輸出端又通過電阻R4接至二級運(yùn)算放大器(IC2)的輸入端，二級運(yùn)算放大器(IC2)輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(U1)的模擬量輸入管腳相連，該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(U1)的數(shù)字量輸出管腳與中央處理器(U2)數(shù)字輸入端相連，中央處理器(U2)的RXD和TXD管腳與串口模塊(U4)相連，串口模塊(U4)通過第5接口(P5)接至工控機(jī)的通訊擴(kuò)展卡，中央處理器(U2)的RST管腳還與第一看門狗電路(U3)相連；運(yùn)算放大器的1、8引腳分別接至可變電阻器(W1)的兩端可變電阻器(W1)的中心抽頭與正電源(+12V)連接(為一級運(yùn)算放大器(A1)的零點調(diào)整)；保護(hù)電路由正電源(+12V)通過第4可變電阻器(W4)的滑動端接至比較器(IC3)的負(fù)輸入端，一級運(yùn)算放大器(IC1)的輸出信號同時接至比較器(IC3)的正輸入端，比較器(IC3)的輸出端接至光耦電路中二極管的正極，光耦電路中的第1三極管放大器(BG1)的集電極接至工作電源，發(fā)射極接至第2三極管(BG2)的基極，與保護(hù)閥接線端相連的第3接口(P3)接至工作電源與第2三極管(BG2)的集電極之間。
7.按權(quán)利要求1所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤(7)及各檢測裝置的驅(qū)動部件為進(jìn)料電機(jī)(51)、轉(zhuǎn)盤電機(jī)(52)、長度電機(jī)(53)、圓周電機(jī)(54)、硬度電機(jī)(55)、吸阻測量頭提升電機(jī)(56)及各電機(jī)的減速傳動裝置，分別固定安裝于固定板上，與料斗、轉(zhuǎn)盤及檢測裝置的動作部件位置相對應(yīng)；所述夾持器(71)的驅(qū)動部件為與夾持器(71)中的夾持套氣路相通的氣路組件(10)，該氣路組件(10)設(shè)于轉(zhuǎn)盤(7)的下方，其底部安裝在柜體內(nèi)部的固定板上，氣路組件(10)的上端面與轉(zhuǎn)盤(7)的下底面平行。所述各電機(jī)為帶有脈沖發(fā)生器和驅(qū)動器的步進(jìn)電機(jī)或其他可調(diào)速電機(jī)；所述減速裝置可為減速箱、同步帶輪或齒型同步帶輪。
8.按權(quán)利要求7所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述脈沖發(fā)生器電路為一具有輸入輸出接口的第一中央處理器(CPU1)，步進(jìn)電機(jī)的位置檢測信號及運(yùn)行狀態(tài)信號通過輸入接口(CON1)接至第一中央處理器(CPU1)的CS MOTOR1及CS MOTOR2管腳，第一中央處理器(CPU1)的輸出管腳分別為脈沖端(MOTOR PULES)、方向端(MOROT DIR)及使能端(MOTOR ENABAL)經(jīng)輸出接口(CON2)與電機(jī)的對應(yīng)接線端相連，中央處理器(CPU1)的RST及WDOG管腳還與第二看門狗電路(U5)相連。
9.按權(quán)利要求1所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤(7)與夾持器(71)可為分體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)盤(7)的外圓周上均勻設(shè)有凹口，夾持器(71)位于通過凹口與轉(zhuǎn)盤(7)固定連接并向轉(zhuǎn)盤平面外徑向延伸的條狀體的另一端，夾持器(71)內(nèi)的夾持套氣囊與條狀體內(nèi)的氣道相通，條狀體氣道與轉(zhuǎn)盤(7)內(nèi)的氣道相對接。
10.按權(quán)利要求1所述卷煙物檢綜合測試臺，其特征在于所述位置傳感器為對管式光電耦合位置傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種卷煙物檢綜合測試臺，包括柜體、顯示屏、料斗、安裝于柜體內(nèi)的工業(yè)控制機(jī)、檢測機(jī)構(gòu)以及集料箱，檢測機(jī)構(gòu)包括其中心軸與驅(qū)動裝置相連的轉(zhuǎn)盤、在轉(zhuǎn)盤上設(shè)有多個結(jié)構(gòu)相同的夾持器，均布在轉(zhuǎn)盤的同心圓周上，在轉(zhuǎn)盤處于靜止?fàn)顟B(tài)下，與每個夾持器相應(yīng)的位置分別固定安裝用于檢測煙支各種物理指標(biāo)的檢測裝置，每套檢測裝置與所對應(yīng)的夾持器所在的位置即為一個工位，每個工位不因夾持器隨轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動而改變；轉(zhuǎn)盤、夾持器及各檢測裝置分別與各自的動作驅(qū)動部件相連接；在各工位的相應(yīng)位置及動作驅(qū)動部件的相應(yīng)位置設(shè)有位置傳感器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，空間位置緊湊，工作效率高，檢測快速、準(zhǔn)確，功能可自由組合。
文檔編號A24C5/32GK1833554SQ20051004603
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者趙輝, 孫影, 宋世亮, 郭東民, 張華威, 孟憲忠 申請人:中國科學(xué)院沈陽科學(xué)儀器研制中心有限公司