卷烟滤棒长度在线自动测量系统Word格式文档下载.docx

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1概述

卷烟滤棒的长度值是其重要的质量指标之一,我国国家标准规定要对其进行检测和控制。

在生产过程中,检测监控半成品及成品的长度值对于确保产品质量、降低原材料消耗、减少交货质量纠纷显得尤为重要。

目前存在的检测系统，卷烟滤棒长度无法在高速卷包的过程当中及时获取，往往只能从生产样品中抽样来判断当前的生产状况，抽样过程是由人工从流水线上取样，然后到质检室检出物理参数后再反馈到烟机操作人员，这样的周期往往要半个小时左右。

而当今国内卷烟机速度平均在6000支/分钟左右，如果检出不合格物理参数，那么半个小时生产的180000支烟就成为不合格产品。

现有的检测系统已不能适用现场快速检测和指导工艺检测的需要。

本系统针对这一现状,采用现代光机电自动化技术和计算机技术相结合,开发研制出一种快速、准确、自动化程度高的卷烟、滤棒长度自动测量系统。

这就大大地缩短了生产的检验反馈时间，非常有效地提高了生产率和生产质量。

YL43型复合滤棒成型机

2具体指标需求

按照国家标准，滤棒公差为±

0.5mm，但是烟厂往往采用更加严格的公差标准，一般为±

0.3mm，所以这就要求测量监测系统的不确定度需小于0.06mm。

另外根据计算，如果达到每支必检，支与支之间的节拍只有14.4毫秒，所以我们尽量要把整个检测周期限定在10毫秒以内，该检测周期包含了采样、判定、信号输出等时间，那么留给采样的时间实际非常短，最好是3毫秒之内完成。

另外该系统工作于生产线上，所以需要考虑环境等因素，本系统需要环境适应性强。

另外还要考虑烟机的振动及滚轮跳动等指标。

3系统总体结构

几个重要参数分析：

●每周滤棒数量为28支。

●滚轮径向跳动为0.02mm。

●滤棒沿切向误差为1-2mm。

●滤棒直径一般为4.2mm

●滤棒中心到滚轮外圆表面大概为9.2mm。

整个系统分为4大部分：

传感系统、采样同步触发系统、判定信号输出系统及数据展现及分析系统。

系统总体结构

传感系统：

主要是进行滤棒的长度测量。

要求采样速率高。

采样同步触发系统：

主要是进行滤棒的同步采样，要求速率高、准确。

判定输出系统：

主要是进行结果判定并输出脉冲。

数据展现及分析系统：

大数据的存储及对分析结果进行展现。

4具体技术方案

4.1测量原理

本系统采用光学扫描的原理，在生产的动态过程中实时高速的测量。

在滤棒长度的相应位置，两端分别设置光学扫描测量传感器。

这对传感器设置在高精度，稳定的测量基座上。

两传感器的相对位置，经标准长度实物基准校验，传送到整个系统的测量长度测量与数据处理系统。

该测量装置安置在烟机上，与生产设备协同工作，实现在机器测量与实时分选控制。

根据生产现场设备的分析，将该测量系统安装在D192的滚轮上，滤棒靠负压吸附在滚轮定位槽转动时，实时在线测量。

系统安装与滚轮上

本系统采用基于反射原理的康耐视告诉工业相机进行高速采样，经过严密计算，需要采用多台并行工作方式。

同时由于采用反射式原理，那么可以节约安装空间。

实际应用中，检测传感器安装于高速滤棒成型机组的传送鼓轮上，滤棒在通过检测器时被吸附在传送鼓轮槽上。

槽内配有负压吸风，滤棒中间部位60%以上被牢固吸附在传送鼓轮上。

实验证明，滤棒高速通过检测器时不会倾斜，径向位移小于±

5mm，满足检测精度要求。

传感器安装示意图

当滤棒运行到线光源传感器的检测位置时，线光源传感器通过追踪滤棒边缘位置，分别检测滤棒左、右两端边缘处于传感器下方投影区域所能接受到的脉冲数据和，滤棒长度L的计算公式为：

1.检测效率分析。

本传感器测量精度与效率比影像测量无论精度与效率都有明显的优势。

完全满足现场测量的技术指标。

2.现场环境适应性。

本测量系统采用高亮度单色光源，适应于工业现场。

4.2测量系统

本系统由测量传感装置，同步采样控制，计算机数据采集与处理系统构成。

传感装置如上述的描述。

同步信号与滚筒转速相关，当烟卷转到传感器位置时，产生触发脉冲，控制传感器进行尺寸测量。

同步信号器

测量的结果，在设定的位置与时间，发出分选脉冲，对分选控制机构触发。

将不合格品检出。

测量的数据，经计算机采样，进行生产过程尺寸控制的统计处理，生产设备工序能力分析，状态监控，数据库操作等。

5并行处理系统及软件系统

康耐视工业相机，方便与VisionPro和CVL视觉软件集成的新GigEVision数字工业相机产品线。

专用于解决机器视觉市场上最常见的需要综合考虑分辨率、速度和的应用。

康耐视视觉软件，提供强大的竞争优势。

大型企业用户也可通过生产线上的康耐视黄色工业相机轻松识别使用了康耐视软件的系统。

与VisionPro软件的集成使用户能够利用诸多专利的计算机视觉工具—从几何对象位置和检测到识别和测量算法。

加上灵活且强大的基于PC的开发功能，VisionPro软件使用户能够为具有挑战性的机器视觉应用方便地创建和部署解决方案。

在VisionPro的基础上，需要进行二次开发，同时开发多台计算机输出信号并行处理系统。

并行信号处理

6数据分析

滤棒的长度测量除了公差控制外，建议采用SPC控制方式对长度进行过程控制。

控制图（Controlchart）就是对生产过程的关键质量特性值进行测定、记录、评估并监测过程是否处于控制状态的一种图形方法。

根据假设检验的原理构造一种图，用于监测生产过程是否处于控制状态。

它是统计质量管理的一种重要手段和工具。

XBar-R图是应用最多的图，用于控制对象为长度、重量、强度、纯度、时间、收率和生产量等计量值的场合。

X控制图主要用于观察正态分布的均值的变化，R控制图主要用于观察正态分布分散或变异情况的变化，而X-R控制图则将二者联合运用，用于观察正态分布的变化。

XBarR图

7交付物

1）应用软件光盘1套

2）检测系统1套

8系统测试方法

8.1黑盒测试

黑盒测试顾名思义就是将被测系统看成一个黑盒，从外界取得输入，然后再输出。

整个测试基于需求文档，看是否能满足需求文档中的所有要求。

黑盒测试要求测试者在测试时不能使用与被测系统内部结构相关的知识或经验，它适用于对系统的功能进行测试。

黑盒测试可以借助一些工具，如WinRunner，QuickTestPro，RationalRobot等。

黑盒测试的优点有：

1）比较简单，不需要了解程序内部的代码及实现；

2）与软件的内部实现无关；

3）从用户角度出发，能很容易的知道用户会用到哪些功能，会遇到哪些问题；

4）基于软件开发文档，所以也能知道软件实现了文档中的哪些功能；

5）在做软件自动化测试时较为方便。

黑盒测试的缺点有：

1）不可能覆盖所有的代码，覆盖率较低，大概只能达到总代码量的30%；

2）自动化测试的复用性较低。

8.2白盒测试

白盒测试是指在测试时能够了解被测对象的结构，可以查阅被测代码内容的测试工作。

它需要知道程序内部的设计结构及具体的代码实现，并以此为基础来设计测试用例。

白盒测试可以借助一些工具来完成如JunitFramework，Jtest等。

白盒测试的直接好处就是知道所设计的测试用例在代码级上哪些地方被忽略掉，它的优点是帮助软件测试人员增大代码的覆盖率，提高代码的质量，发现代码中隐藏的问题。

白盒测试的缺点有：

1）程序运行会有很多不同的路径，不可能测试所有的运行路径；

2）测试基于代码，只能测试开发人员做的对不对，而不能知道设计的正确与否，可能会漏掉一些功能需求；

3）系统庞大时，测试开销会非常大。

9验收与服务

在实施完成以后，甲方组织评审会，对本系统进行最终评审验收。

验收工作以需求分析报告和设计方案为准，乙方需提供本协议以及合同中所规定的所有相关媒体介质与文档。

在需方现场进行系统安装和进行系统功能演示合格，并由供需双方确定功能模块后可进行验收。

验收合同后双方签字有效。

9.1服务与支持

（一）培训

Ø

技术培训在客户现场完成全部过程。

培训时间不少于5个工作日。

培训对象包括系统管理员培训和使用用户培训。

培训时间：

项目实施过程中。

培训效果：

操作员能够全面掌握系统的功能，独立进行系统设置及后期的系统的运行维护，同时终端用户可独立完成系统操作。

（二）售后服务

在质保期内，派应用工程师、软件工程师等技术人员到买方现场进行不少于4次服务，帮助买方提高效率和水平，每次服务时间不少于3个工作日。

服务与支持内容只限于本系统中明确的功能，新增需求和功能不在此范围内。

9.2系统实施计划

总工期XX周，施工进度如下表所示：

项目第一阶段XX个月；

上述时间节点是以当前时间开始推演，具体时间进度以合同签订时间开始顺延。

乙方派工程师前往甲方公司进行现场实施。