一 引言

        隨著消費(fèi)者對(duì)卷煙質(zhì)量的要求越來(lái)越高，卷煙生產(chǎn)企業(yè)對(duì)卷煙質(zhì)量有非常嚴(yán)格的要求。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煙支切口、嘴棒、水松紙接裝和煙支表面破損、皺紋等各項(xiàng)外觀指標(biāo)都有嚴(yán)格和明確的要求。目前國(guó)內(nèi)的卷煙機(jī)運(yùn)行速度基本上都在7000支/分鐘以上，而進(jìn)口卷煙機(jī)更是達(dá)到20000支/分鐘；工人無(wú)法在線觀察到生產(chǎn)過(guò)程中的煙支狀態(tài)和缺陷。在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，操作工必須頻繁的從卷煙機(jī)出口的煙支取樣處取出煙支，查看表面質(zhì)量，無(wú)形之中增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

        卷接機(jī)由卷煙機(jī)和接裝機(jī)組成，其機(jī)械結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，生產(chǎn)工序多，接裝機(jī)從進(jìn)煙到出煙工序中的鼓輪多達(dá)15個(gè)以上，每個(gè)鼓輪的運(yùn)行轉(zhuǎn)速都不一致，在卷煙機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，維修人員無(wú)法直接觀察到每個(gè)鼓輪的工作狀態(tài)，在檢修上也增加了難度。

        頻閃儀可以發(fā)出短暫而頻密的光，由于人眼視覺(jué)殘留的現(xiàn)象，高速運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的物體，在頻閃儀的同步閃光下，會(huì)變著緩慢運(yùn)動(dòng)或“靜止不動(dòng)”。這時(shí)人眼可以清楚地看到運(yùn)動(dòng)物體的表面狀態(tài)。當(dāng)頻閃儀的閃光頻率和煙支的速度一致時(shí)，工人可以非常清楚地觀察到每支煙的表面質(zhì)量情況，從而控制卷煙機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量。目前杭州品拓電子技術(shù)有限公司承接各種煙機(jī)需要植入頻閃儀產(chǎn)品進(jìn)行觀測(cè)的改進(jìn)業(yè)務(wù)。

 

二 LED頻閃儀工作方式

        LED頻閃儀采用大功率LED燈珠和恒流控制，具有節(jié)能、壽命長(zhǎng)、亮度高等特點(diǎn)，采用低壓電源，安全系數(shù)高。LED頻閃儀有兩種工作方式，內(nèi)部觸發(fā)閃光和外部觸發(fā)閃光。內(nèi)部觸發(fā)由控制系統(tǒng)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，控制LED頻閃儀閃光或者是常亮。外部觸發(fā)由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)，頻閃儀根據(jù)外部信號(hào)的頻率進(jìn)行閃光，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤閃光。

 

三 卷接機(jī)LED頻閃儀設(shè)計(jì)

        根據(jù)卷接機(jī)的生產(chǎn)工藝流程，一般會(huì)在高速刀頭和鼓輪安裝七個(gè)LED頻閃儀，安裝位置如圖1所示。

 

1- 濾嘴傳送鼓輪組  2- 2#頻閃燈  3- 3#頻閃燈  4- 4#頻閃燈  5-5#頻閃燈  6-6#頻閃燈  7-7#頻閃燈

圖1 頻閃儀安裝位置示意

        七個(gè)LED頻閃燈由一個(gè)控制器控制并驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)采集時(shí)鐘輪上的DCP脈沖信號(hào)，并根據(jù)不同位置控制頻閃儀進(jìn)行閃光。各個(gè)頻閃燈的照射區(qū)域和閃光頻率見(jiàn)表1。

表1 頻閃燈照射區(qū)域及閃光頻率

頻閃燈位置	照射區(qū)域	閃光頻率
1	刀頭	DCP
2	濾嘴輸送鼓輪組	DCP/3
3、4、5	接煙輪至調(diào)頭輪	DCP
6、7	調(diào)頭輪至出煙輪	DCP×2

注：DCP為時(shí)鐘輪上的脈沖信號(hào)頻率，相當(dāng)于雙倍長(zhǎng)度煙支的運(yùn)動(dòng)頻率

 

        當(dāng)卷煙機(jī)運(yùn)行時(shí)，時(shí)鐘輪上產(chǎn)生的DCP信號(hào)輸入到LED頻閃儀控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)參數(shù)設(shè)置分別以不同的頻率驅(qū)動(dòng)LED頻閃燈閃光，使其與煙支的運(yùn)行速度保持同步，同時(shí)，利用控制器的移相功能，可以清晰地觀察到鼓輪圓周上的任意位置，找到瑕疵。 

         

 圖2  15000支/分鐘 使用PT-YJ02觀測(cè)到的煙支運(yùn)行狀態(tài)

四 LED頻閃儀參數(shù)

        卷煙機(jī)LED頻閃儀采用高速嵌入式ARM控制單元，專(zhuān)用顯示驅(qū)動(dòng)器以及進(jìn)口編碼器，控制精度高，操作方便。采用進(jìn)口長(zhǎng)壽命LED燈珠和專(zhuān)用燈珠組件，可提供均勻柔和的燈光。產(chǎn)品由一個(gè)控制器和多個(gè)LED頻閃儀模塊組成，安裝接線方便。采用合金鋁材料加工，表面噴砂亞光氧化處理，棱角做倒角處理。頻閃儀出光口采用玻璃窗口，硬度高且耐劃傷。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以自由擴(kuò)展頻閃儀模塊，調(diào)節(jié)各頻閃儀的亮度，以滿足不同需求。自動(dòng)跟蹤工作模式下頻率低于1500次/分鐘（可修改設(shè)置），頻閃自動(dòng)改為常亮。

 

4.1 控制器參數(shù)：

1.         型號(hào)：PT-YJ01；

2.         電源要求：電壓DC24V，電流最大0.25A；

3.         顯示：5位數(shù)碼管顯示；

4.         工作方式：內(nèi)部觸發(fā)和外部觸發(fā)，外部觸發(fā)模式可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤頻閃；

5.         頻閃脈寬設(shè)置：8-100us范圍內(nèi)可設(shè)置；

6.         最大觸發(fā)頻率：24000次/分鐘，可根據(jù)客戶需求定制；

7.        外接頻閃儀模塊：可同時(shí)外接控制8個(gè)頻閃儀模塊；

8.        外部觸發(fā)信號(hào)：TTL電平、PLC脈沖信號(hào)或編碼器信號(hào)；

9.        移相功能：外觸發(fā)模式下可實(shí)現(xiàn)移相功能，移相角度為0-359°；

10.       安裝方式：采用標(biāo)準(zhǔn)TS35卡軌安裝接口，產(chǎn)品安裝方便；

11.       接線方式：專(zhuān)用PCB連接器；

12.       外形尺寸：無(wú)調(diào)節(jié)旋鈕外形尺寸為106mm（長(zhǎng)）*57mm（寬）*37mm（高）；

13.                含調(diào)節(jié)旋鈕外形尺寸為106mm（長(zhǎng)）*57mm（寬）*63mm（高）；

4.2 頻閃燈參數(shù)：

1.         型號(hào)：PT-YJ02；

2.         電源要求：電壓DC24V，電流最大為0.75A；

3.         亮度調(diào)節(jié)：配合控制器實(shí)現(xiàn)頻閃儀的多級(jí)亮度調(diào)整；

4.         頻閃頻率：最大24000次/分鐘，可根據(jù)客戶需求定制；

5.         出線方式：產(chǎn)品底部出線，標(biāo)配線長(zhǎng)2m，采用2根高質(zhì)量的UNITRONIC LIYCY 纜普電纜；

6.         安裝方式：具有三個(gè)安裝面，適合不同的安裝角度；

7.         外形尺寸：350mm（長(zhǎng)）*50mm（寬）*30mm（高）；