圓柱形物料變形檢測裝置的製作方法

2023-06-15 23:55:11

專利名稱：圓柱形物料變形檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光電檢測裝置，主要用於對圓柱形物料生產中產品 變形、扭曲、粗細不均現象的檢測。
技術背景
隨著技術的發展，人們對產品質量的要求日益提高，在一些圓柱形物料 的生產中，對一些變形、扭曲等不合格的產品，往往利用人工進行挑檢，不 僅影響工作效率，還難免有次品流出。如在巻煙生產線上對煙支外觀質量的 檢測，由於巻接速度很快，每洲高達7QGQ支甚至更多，這樣對有鵬、彎 曲、畸形的煙支就很難進行挑揀，結果流入包裝工序中，導致包裝煙支次品 流出，影響產品的質量。目前有人提出使用攝像裝置的圓周在線光學投影檢 測機構，利用攝像頭成像面積捕捉完整端面，測量端面幾何尺寸進行比較判 斷的方法，伹這種方法製作複雜，實際運用難度很大
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種利用光學檢測及信號處理技術自動檢測 出圓柱形物料生產中變形、扭曲等不合格產品的檢測裝置。
為實現上述目的，本實用新型採取如下技術方案 一種圓柱形物料變形 檢測裝置，主要包括光發送器、光接收器和信號處理板，光發送器和光接收 器對稱設置於物料的兩端，光發送器、光接收器均通過引線與信號處理板連
接o
上述圓柱形物料變形檢測裝置中的光發送器是由光源發射管、光學鏡頭、 發送器外殼和鏡筒組成，光源發射管設置於發送器外殼內的一端，光源發射 管的前方設有鏡筒，鏡筒固定在發送器外殼內，鏡筒內依次平行並列設置三 組光學鏡頭，光源發射管發出的光束經過光學鏡頭由發送器外殼的另一端射 出，光源發射管的引線接入信號處理板。
上述圃柱形物料變形檢測裝置中的光接收器是由光探測器、接收器外殼 和光學鏡頭綴成，接收器外殼的一端設有安裝板，光探測器固定在安裝板上， 光探測器的蘭端設有光學鏡頭，光源發射管發出的光束經過該光學鏡頭後由 光探測器接收，光探測器將接收到的光信號轉換成電信號送入信號處理板。
為進一歩提高檢測質量，避免周圍光線和邊沿光的幹擾，在光接收器中 光學鏡頭前鱅還設有濾除光束邊沿發散光的遮光件。
本實用新型採取光學檢査技術，公開了一種生產過程在線檢測裝置，它 由光發送器、光接收器、信號處理電路三部分組成，發送器內光源發射管的 光線通過多個光學自被折射成平行光束髮送到接收器一端，當物料通過時， 發送器的光柬藉助於光學鏡頭的作用平行通過物料，外形有缺陷的物料會減 少接收器上的通光量，被外形缺陷擋住的光線部分就是外形缺陷大小的尺寸， 光線被擋住的部分越大，物料的缺陷也就越大。光接收器把光信號轉換成電 信號，通過條號處理電路將轉換結果不失真的轉換成電壓信號，達到在線質 量檢測的目的。
本實用新型使用光學原理和信號處理技術，自動檢測出圓柱形物料生產 中產品變形、扭曲等次品，大大的提高了生產效率和產品質量，節約了生產 成本。
實用性本裝置能夠根據各種需要，通過改變射出光束的直徑及遮光件 的尺寸，對不同直徑的圓柱形物料進行檢測，有效的保證了產品的生產質量。 目前已安裝使用在菸草巻接機組生產線上，用來檢測煙支外形缺陷，取得了 良好的效果。


圖l為本實用新型結構示意圖； 圖2為光發送器的結構示意圖； 圖3為光^^收器的結構示意圖； 圖4為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
如圖1所示，本實用新型主要包括光發送器(1 )、光接收器(2 )和信號 處理板(3 )，光發送器(1 )從安裝支架(15 )左側臂上圓孔中插入，用螺釘 固定，發光管的引線接入信號處理板(3 )中；光接收器(2 )從安裝支架(15 ) 右側臂上圃孔中插入，然後用窗口鏡(I )旋入固定，信號處理板(3 )安裝 在左側臂下部。結合圖2所示，光發送器(1)主要由光源發射管(4 )、光學 鏡頭(6)、 (7)、 (S)、發送器外殼(S)和鏡筒(9)組成，光源發射管(4)
安裝在發送器外殼(5 )端頭，引腳露出並用絕緣膠封死，與鏡筒(9 )保持 一定距離，鐮筒(9 )內依次平行並列安裝有三組光學鏡頭(6 )、 ( 7 )、 ( 8 )， 光線通過光學鏡頭的折射形成平行光束，通過窗口鏡(10)發射出去，平行 光束的直徑根據物料的直徑而定。結合圖3所示，光接收器(2 )主要由光探 測器(11 )、接收器外殼(l2 )和光學鏡頭(l3 )組成，接收器外殼(l2 )的 一端設有安裝板(14 )，光探測器(11)固定在安裝板(14 )上，光探測器(11 ) 的前端設有光學鏡頭(13 )，為進一步提高檢測質量，避免周圍光線和邊沿光 的幹擾，光學鏡頭(13 )前端還設有濾除光束邊沿發散光的遮光件(1S )，光 源發射管(4 )發出的光束經過光學鏡頭(13 )後聚焦到光探測器(11 )上， 光探測器(11)連接到信號處理板(3 )的前級，光探測器(11 )將接收到的 光信號轉換成電信號送入信號處理板。
如圖4所示，信號處理電路包括光源發射電路、光接收預處理電路、矩 形波振蕩器、採樣保持電路和驅動電路等模塊組成。發射器件採用超高亮度 紅光發射管，發射管的發光強度可以由電位器調節。矩形波振蕩器是整個電 路的振蕩源，提供採樣電路的採樣脈衝，由遲滯型電壓比較器和RC延遲反饋 網絡組成，振蕩信號的幅度是5V，周期由充放迴路的RC決定，根據實際電路， 計箅公式為T- (R+Rl)Cln3，約為47KHz，佔空比由充放電迴路中的電阻決定， D=R/(R+R1)，由於R/Rl-3.2，所以計算的佔空比為76%，和實際測量值非 常接近。當物料通過時，光探測器檢測信號的電壓幅值通過模擬開關和電壓 跟隨器釆樣並保持，模擬開關控制整個電路的時序，其控制信號的脈寬通過 延時整形電路和脈衝展寬電路進行處理，經過採樣保持電路處理後的信號已 經是一個連續變化的電壓信號，送入驅動電路進行放大。驅動電路由兩個高 增益、高精度、低噪聲的儀表放大器IM118U組成，以產生兩個相互反相的 電壓信號。
本裝置安裝在菸草巻接機組生產線上，用來檢測煙支外形缺陷，取得了 良好的效果。在發送器與接收器之間，煙支從旋轉鼓輪上通過，發送器的光 束藉助於光學鏡頭的作用平行通過煙支，外形有缺陷的煙支或者翹起的部分 會減少接收器上的通光量，光線被擋住的部分越大，煙支的缺陷也就越大。
權利要求1、圓柱形物料變形檢測裝置，其特徵在於主要包括光發送器、光接收器和信號處理板，光發送器和光接收器對稱設置於物料的兩端，光發送器、光接收器均通過引線與信號處理板連接。
2、 根據權利要求l所述的圓柱形物料變形檢測裝置，其特徵在於光發 送器是由光獮發射管、光學鏡頭、發送器外殼和鏡筒組成，光源發射管設置 於發送器外殼內的一端，光源發射管的前方設有鏡筒，鏡筒固定在發送器外 殼內，鏡筒內依次平行並列設置三組光學鏡頭，光源發射管發出的光束經過 光學鏡頭由發送器外殼的另一端射出，光源發射管的引線接入信號處理板。
3、 根據權利要求l所述的圓柱形物料變形檢測裝置，其特徵在於光接 收器是由光探測器、接收器外殼和光學鏡頭組成，接收器外殼的一端設有安 裝板，光探溯器固定在安裝板上，光探測器的前端設有光學鏡頭，光源發射 管發出的光束經過該光學鏡頭後由光探測器接收，光探測器將接收到的光信號轉換成電信號送入信號處理板。
4、 根據權利要求3所述的圓柱形物料變形檢測裝置，其特徵在於光接收器中光學鏡頭前端還設有濾除光束邊沿發散光的遮光件。
專利摘要本實用新型公開一種利用光學檢測及信號處理技術自動檢測出圓柱形物料生產中變形、扭曲等不合格產品的檢測裝置，主要包括光發送器、光接收器和信號處理板，光發送器和光接收器對稱設置於物料的兩端，光發送器、光接收器均通過引線與信號處理板連接，外形有缺陷的物料通過時會減少接收器上的通光量，被外形缺陷擋住的光線部分就是外形缺陷大小的尺寸，光線被擋住的部分越大，物料的缺陷也就越大，光接收器把光信號轉換成電信號，通過信號處理電路將轉換結果不失真的轉換成電壓信號，達到在線質量檢測的目的。
文檔編號G01B11/16GK201059965SQ20072002022
公開日2008年5月14日 申請日期2007年3月29日 優先權日2007年3月29日
發明者張濟民, 王法明 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所