GD包装机的小包烟支光学检测系统设计.pdf

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1、·智能控制技术·徐晓涛迟磊高广龙等GD包装机的小包烟支光学检测系缠计49GD包装机的小包烟支光学检测系统设计徐晓涛，迟磊，高广龙，张乐年(大树智能科技(南京)有限公司，江苏南京211100)摘要：为了更好地检测出小包烟中的烟支空头、缺支、缺嘴、倒置和烂烟等质量问题，设计了一种新型小包烟支光学检测系统，该系统把光电传感器和CCD传感器结合使用，实现优势互补，能够很好地解决以前倒置烟和烂烟检测率低的问题。实际使用表明，新系统不但能够适应各种机型，而且具有检测功能全面、使用简单、稳定可靠等优点。关键词：光电；CCD；GPRS中图分类号：TP27文献标识码：B文

2、章编号：1672—1616(2012)09—0049—03GD包装机是我国于20世纪80年代从意大伤，但也有检测功能不够全面等问题。本文主要研利引进的香烟包装设备，该设备在我国各卷烟生产究一种新型的小包烟支光学检测系统。企业中有着广泛的应用。该设备型号众多，例如有GDX1、GDX2、GD500、GD2000和GD3000等，1系统整体设计方案其中GDX1／X2(8000)型包装机应用最多。在这1．1检测探头的结构组成种包装机上使用的小包烟支检测器主要有2大新型小包烟支光学检测系统使用复合检测方类——机械式烟支检测器和光电式烟支检测器，其案，探头结构示意图

3、如图1所示。系统使用红外光主要功能是用于检测并剔除小包香烟内的缺支烟、电传感器检测空头烟和缺支(或缺嘴)烟，使用智能缺嘴烟和空头烟。其中，机械式烟支检测器问题较相机检测缺支烟、倒置烟、挤压变形烟、乱烟和烂烟多，如故障率高、检测可靠性差和接触式检测会带出烟丝等问题。光电式烟支检测使用效果较好，主等。这样2种检测方式实现优势互补，从而可以达要是实现了非接触检测，检测对烟支没有接触损到非常好的检测效果。图1检测探头结构示意图1．2电气系统的组成红外光电探头lH模拟信号I·垒51人机界面I新型小包烟支光学检测系统由检测探头、模拟红外光电探头2H!竺IA核R心M·

4、鉴GPRs远程控制板信号处理板、同步编码器、ARM核心控制板、人机m“．l一控制板～iJJMuil1^￡界面和GPRS远程控制板等组成，系统总体结构如l同步编码器卜图2所示。图2系统总体结构图收稿日期：2011—12—05作者简介：徐晓涛(1979一)，男，江苏南京人，大树智能科技(南京)有限公司工程师，主要研究方向为单片机与嵌入式技术。502012年5月中国制造业信息化第41卷第9期2传感器的检测原理2．2智能才目机2．1红外反射式光电传感器智能CCD相机将CCD摄像头、微处理器、存光线照射烟支后一般会产生漫反射，反射面离得贮器、数字I／0集为一体，具

5、有全自动在线检测产越近，反射光越强；反射面的面积越大，反射光越强。品表面质量(缺损和瑕疵)、在线非接触测量(距离、光电接受三极管的光电流随反射光强的变化而变化。角度、坐标)、图样识别、读取条码等功能。利用图系统通过测量红外反射式光电传感器的光电流可以像处理工具中的灰度检测，可以检测出缺支端的各检测出空头烟、缺支烟和缺嘴烟等不合格烟。种问题，如图3所示的缺嘴、缺支、倒置和烂烟等。一(a)缺支烟(b)倒置烟(C)烂烟(d)缺嘴烟图3智能相机检测示意图3硬件电路设计的控制方式，具有精度高、温漂小等优点，图4为其3．1LED恒流源驱动电路[1J电路原理图。LED

6、的控制电流如式(1)：红外发射二极管的控制电路使用压控横流源，=(Uf’(1／2．5))／10(1)图4LED恒流源驱动电路3．2光电管接收电路滤波后放大10倍，减去1V电压后放大3倍，再经光电接收电路如图5所示，光电流流过取样过R¨C7滤波电路滤波后送到MCU的AD输入电阻尺3，变成电压信号，经过尺4C6滤波电路初步端口，输出电压如式(2)：尺图5光电管接收电路V=(J。·R3·10—1)·3(2)装机还在继续开车生产，从而导致严重的质量事故发3．3NPN(带自检反馈式)输出电路[]生。自检电路主要由2个光耦组成，如图6所示。3．4CAN总线接口电路[

7、3]发送给GD包装机控制系统的信号线，一般都需CAN总线使用ZLG公司生产的CTM8251T要有自检功能，用于防止检测器在失效情况下(3t3包·智能控制技术·徐晓涛迟磊高广龙等GD包装机的小包烟支光学检测系统设计51图6NPN(带自检反馈式)输出电路芯片，其内部集成了所有的CAN隔离及CAN收、2500V的隔离功能，速率最高达1Mbit／s，最多可发器件。芯片的主要功能是将CAN控制器的逻允许连接110个节点。图7为系统的CAN总线接辑电平转换为CAN总线的差分电平并且具有DC口电路。(CTM8251TX2(CANORxIRXDCANH6CANH1CAN

8、OTx、lTXD／Ul4CANL7ICANLl二二VCCCANG8CANGNDl