烟包纸压痕快速检测装置的制作方法

本实用新型专利涉及纸张检测技术领域，具体涉及一种烟包纸压痕快速检测装置。

背景技术：

烟包压痕线是利用物理压力作用下,将烟包加工成容易折叠和切割的痕迹,这样的处理方式，可以较好完成烟包后期成型工艺。然而在生产过程中,压痕线参数值过高,烟包包装越不易成型；压痕线参数值过低,则烟包容易出现爆线,在超高速包装机上容易造成挤烟、包斜现象,使得烟包外观质量差,甚至造成废品。为适应超高速包装机的生产要求,确保烟包压痕线参数值稳定至关重要。因此烟包盒在生产制作前，需要对烟包纸张压痕参数(压痕线，压痕间距和轮廓线等参数)进行检测，以确定最佳的压痕工艺参数进行生产。目前常见的纸张压痕检测采用人工检测，不但工作量大、周期长，而且检测精度不准确，效率低，无法满足卷烟厂的需求。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种性能可靠的烟包纸压痕快速检测装置，能够快速对压痕的各项进行检测，并与标准参数进行对比，快速显示检验结果。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种烟包纸压痕快速检测装置，其特征在于，包括设置在真空吸附台上的运动控制机构，所述运动控制机构上设置有激光轮廓扫描仪，运动控制机构能带动激光轮廓扫描仪沿x轴和y轴直线移动，所述激光轮廓扫描仪通过轮廓控制器电连接有主控模块，所述真空吸附台其下方设置有光学减震支架，其上方通过万向支架连接有显示器，所述主控模块分别与运动控制机构、激光轮廓扫描仪和显示器电连接。

所述真空吸附平台包括安装在吸附平台一侧的真空泵、吸气管道和吸风箱,所述吸气管道一端与真空泵连接，另一端与吸风箱相连接，所述吸附平台其表面开有若干吸附孔,其侧壁开有若干吸气通道，所述吸风箱通过分支吸管与各吸气通道相连通，所述真空泵通过吸风箱抽气产生吸附力，使吸附孔表面产生负压。

所述运动控制机构为上下两个十字交错的kk模组，所述kk模组包括直线导轨、下方的x单轴机器人、上方的y单轴机器人、伺服驱动器和伺服马达，所述伺服马达通过伺服驱动器驱动x单轴机器人或y单轴机器人分别沿直线导轨进行x轴或y轴方向直线移动。

所述x单轴机器人和y单轴机器人均包括滚珠螺杆和导轨滑台，所述导轨滑台侧部设置有用于限位的光电检测开关，所述光电检测开关与主控模块电连接。

所述激光轮廓扫描仪通过对焦细微调整机构安装在y单轴机器人的滑块侧面。

所述激光轮廓扫描仪包括设置在壳体内的半导体激光器、柱面物镜和cmos传感器，所述半导体激光器产生的激光光束经过柱面物镜后扩大为条状，随后激光在目标物上产生漫反射，反射光在所述cmos传感器(33)上成像，通过检测位置、形状的变化来测量位移和形状。

所述对焦细微调整机构包括与矩形导轨适配的调整支撑架、固定在矩形导轨后方的安装底座、调整片，所述安装底座上开设有用于上下调节的t形槽，所述t形槽内适配有t型锁紧块,所述调整支撑架和矩形导轨上设置有若干调节孔和调节螺钉。

所述主控模块为单片机或工控机，所述真空吸附台侧壁上设置有信号插座。

所述吸附孔为交叉蜂窝矩阵吸附孔。

所述真空吸附台与光学减震支架之间设有操作平台,所述操作平台上设有与主控模块连接的鼠标、键盘。

本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷,具有以下有益效果：本实用新型能够快速对压痕的各项进行检测，并与标准参数进行对比，快速出具检验报告。本实用新型通过对待测纸张海量采集数据，并进行去噪，简化和三维重建，得到较为精确的压痕参数值，相对于手工检测，精准度更高；通过将压痕参数值与内置数据库的标准值对比，快速在显示器上生成检测报告，响应速度快，结果精准，满足了烟企的生产检验需求。此外本实用新型也提供给用户检测品的三维重建模型，方便用户观察其他未检测部分的情况，以及对感兴趣部分的长度、角度参数进行手动测量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为真空吸附台的结构示意图；

图3为运动控制机构的结构示意图；

图4为激光轮廓扫描仪的结构示意图；

图5为对焦细微调整机构的结构示意图；

图中：1-真空吸附台，2-运动控制机构，3-激光轮廓扫描仪，4-对焦细微调整机构，5-光学减震支架，6-操作平台，7-显示器，8-光电检测开关，9-主控模块，10-万向支架，11-信号插座，12-真空泵，13-吸气管道，14-吸附平台，15-吸附孔，16-分支吸管，17-吸风箱，21-直线导轨，22-x单轴机器人，23-y单轴机器人,24-伺服驱动器，25-伺服马达,221-滚珠螺杆,222-导轨滑台，31-半导体激光器,32-柱面物镜,33-cmos传感器，41-调整支撑架，42-安装底座，43-t型锁紧块，44-调整片，45-矩形导轨，46-调节螺钉。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见如图1至图5所述的烟包纸压痕快速检测装置实施例1，其包括设置在真空吸附台1上的运动控制机构2，运动控制机构2上设置有激光轮廓扫描仪3，运动控制机构2能带动激光轮廓扫描仪3沿x轴和y轴直线移动，激光轮廓扫描仪3通过轮廓控制器电连接有主控模块9，真空吸附台1其下方设置有光学减震支架5，其上方通过万向支架10连接有显示器7，主控模块9分别与运动控制机构2、激光轮廓扫描仪3和显示器7电连接。真空吸附平台包括安装在吸附平台14一侧的真空泵12、吸气管道13和吸风箱17,吸气管道13一端与真空泵12连接，另一端与吸风箱17相连接，吸附平台14其表面开有若干吸附孔15,其侧壁开有若干吸气通道，吸风箱17通过分支吸管16与各吸气通道相连通，真空泵12通过吸风箱17抽气产生吸附力，使吸附孔15表面产生负压。运动控制机构2为上下两个十字交错的kk模组，kk模组包括直线导轨21、下方的x单轴机器人22、上方的y单轴机器人23、伺服驱动器24和伺服马达25，伺服马达25通过伺服驱动器24驱动x单轴机器人22或y单轴机器人23分别沿直线导轨21进行x轴或y轴方向直线移动。x单轴机器人22和y单轴机器人23均包括滚珠螺杆221和导轨滑台222，导轨滑台222侧部设置有用于限位的光电检测开关8，光电检测开关8与主控模块9电连接。激光轮廓扫描仪3通过对焦细微调整机构4安装在y单轴机器人23的滑块侧面。激光轮廓扫描仪3包括设置在壳体内的半导体激光器31、柱面物镜32和cmos传感器33，半导体激光器31产生的激光光束经过柱面物镜32后扩大为条状，随后激光在目标物上产生漫反射，反射光在所述cmos传感器33上成像，通过检测位置、形状的变化来测量位移和形状。对焦细微调整机构4包括与矩形导轨45适配的调整支撑架41、固定在矩形导轨45后方的安装底座42、调整片44，安装底座42上开设有用于上下调节的t形槽，t形槽内适配有t型锁紧块43,调整支撑架41和矩形导轨45上设置有若干调节孔和调节螺钉46。主控模块为单片机或工控机，真空吸附台1侧壁上设置有信号插座11。吸附孔15为交叉蜂窝矩阵吸附孔。真空吸附台1与光学减震支架5之间设有操作平台6,操作平台6上设有与主控模块连接的鼠标、键盘。

本实用新型实施过程是：

1.将待检烟包纸放置在真空吸附台1上的待检区域内，然后按下吸附泵启动按钮，输入单轴机器人的运行轨迹等参数，再点击启动即可，启动真空泵12，产生的负压通过吸附孔15将待检烟包纸牢固而平整的吸附在吸附平台14的台面上。

2.通过主控模块发送指令，驱动运动控制机构2的伺服电机带动x单轴机器人22和y单轴机器人直线移动，下部的x单轴机器人22和伺服马达25负责x轴方向的移动控制，上部的y单轴机器人23和伺服马达25负责y轴方向的移动控制。激光轮廓扫描仪3通过对焦细微调整机构4安装在y单轴机器人23的滑块侧面，两个单轴机器人相互配合即可实现对待检测品的扫描，从而带动轮廓扫描仪进行x轴和y轴方向上移动，即平面上的任意移动。导轨滑台222侧部设置有用于限位的光电检测开关8，可以确保在机器失控的情况下滑块不会撞击到尾座，从而有效保护设备的安全和精确性。

3.传感头使用激光直接测量，原理为半导体激光器31产生的激光光束经过柱面物镜32后扩大为条状，随后激光在目标物上产生漫反射，反射光在hse3-cmos传感器33上成像，通过检测位置、形状的变化来测量位移和形状。使用的传感头基准距离为20mm，z轴测量范围为±2.3mm，x轴基准测量距离为7mm，最近侧距离6.5mm，最远侧距离为7.5mm，测量物要在z轴测量范围和x轴测量范围所围成的梯形区域内，传感头触发模式为编码器触发，单笔扫描260mm*8mm面积区域，可采集10000*800个数据点，最小轮廓数据间隔0.01mm，设备采集高度误差小于0.02mm。激光轮廓扫描仪对检测区域的烟包纸进行纵横逐点发射激光，激光经过待检烟包纸反射后被接收到，得到待检烟包纸表面上一系列被测点数据；

4.轮廓控制器将样点数据传送至主控模块9处理。对于传感头扫描得到的数据，需要剔除无效数据，无效数据是由于光线干扰而产生的极端大值，剔除方法是根据具体的扫描情况标定待测品的最大值，只要高于该最大值则必为采样噪声。对于背景部分的处理，只要查找出数据变化最陡峭的部分就可判断出该部分为检测品的边缘部分，然后再将背景数据全置为零即可，以此减少背景计算。主控模块对数据点进行海量点去噪，云简化和三维重建，最终获取轮廓坐标和和压痕参数。轮廓坐标包括每条压痕线的轮廓，通过指定画面内任意平面为起算面，实现对每条压痕线的最大高度、最小高度、凸面积、凸体积的计算；压痕参数包括压痕线长度、高度和宽度，压痕线间距；压痕线与模切线的角度以及关键位置的角度。

5.数据分析，主控模块将获得的检测参数存贮在数据存贮单元内，然后将压痕参数与数据库的标准参数自动对比，并生成检测结果，通过显示器7显示输出检测报告。当系统得到待检测品的测量数据以后会根据其具体数值对其进行显示，如果测量数据在标准区间内则数值用蓝色标示，否则数值用红色标示，最后系统会根据总体情况给该检测品一个评价等级。

本实用新型的真空吸附台1能够将待测纸张在吸附平台14可靠牢固，提高测量的精确度，通过设置的运动控制机构2，能够带动激光轮廓扫描仪3将在吸附平台14的平面内任意移动，提高采样取点的精度，通过激光轮廓扫描仪3获取待测纸张的若干点云数据，并对数据进行预处理，即剔除无效数据和处理背景数据，并将得到的若干点云数据进行拼接和存储，之后生成一张待检测品的深度图，数据测量快，精度高，在得出以上测量数据以后，将该数据与标准品参数区间进行对比分析，从而得出一份检验报告，用于判别该检测品是否有利于目前工厂环境下的包装折叠机器的使用，然后根据此报告结果来指导调整印刷厂的印制工作。标准数据来源于对标准品的多次检测，并根据多次检测结果用区间估计方法得到最优参数区间，系统选取的置信度为99％，根据用户的需求可进行修改。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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