一种卷烟燃烧锥掉落率测试装置的制作方法

本发明涉及一种测试装置，特别是一种卷烟燃烧锥掉落率测试装置，属于烟草机械领域。

背景技术：

燃烧锥为在卷烟抽吸过程中，香烟最前端点燃的那部分。卷烟的抽吸过程是一个不连续过程，在这间断的过程中还存在有弹烟灰动作，而这一动作可能会导致卷烟燃烧锥的掉落。卷烟的燃烧锥反复掉落将会影响卷烟的感官质量和视觉质量，在一定程度上影响消费者对产品的满意度和忠诚度。对燃烧锥的研究有利于研究人员了解卷烟内的烟丝分布，从而改进卷烟产品的形象及质量，提高卷烟产品的合格率，保证卷烟消费者的忠诚度及满意度。随着工业自动化的程度越来越高，用机器来测试、统计卷烟燃烧锥掉落率已经成为可能。

专利号为201520837839.0、专利名称为“一种香烟燃烧锥掉落率测试仪”的实用新型专利，但该技术公开的技术方案存在以下凹陷：该装置安装卷烟方式较麻烦，容易导致卷烟安装不均或卷烟形态损耗，徒增了影响燃烧锥掉率测评的变量；该装置未有点烟装置，需要手工点烟，由于各个卷烟点烟时间及点火角度存在差异，会干涉影响卷烟燃烧状态，导致锥掉率测试产生较大误差；弹烟灰采用的电磁铁带动铜锤敲打活动烟支夹持器仿弹烟灰动作，铜锤以恒定力度敲打卷烟，敲打力度不可监控，且容易导致卷烟弯曲、皱折、破损；卷烟燃烧锥掉率的观察、评价环节只有通过人工完成，存在判断误差，在实际使用中存在诸多问题。

因此，目前急需一种减少人工操作，减小误差，结构合理的卷烟燃烧锥掉落率测试装置。

技术实现要素：

针对现有的卷烟燃烧锥掉落率测试装置存在的问题，本发明提供一种结构合理，并由plc控制的卷烟燃烧锥掉落率测试装置。本发明的具体方案如下：

一种卷烟燃烧锥掉落率测试装置，其特征在于：包括基座、至少一个抽吸装置、夹取装置、点火装置、模拟弹灰装置、成像检测装置和plc控制器，至少一个抽吸装置设于基座一侧，夹取装置设于抽吸装置旁，模拟弹灰装置设于抽吸装置顶部，夹取装置包括储烟器、设于储烟器下方的鼓轮、设于鼓轮一侧的夹取件、光电感应开关，光电感应开关位于鼓轮一侧的基座上，夹取件沿基座横向或纵向移动，将卷烟传送至抽吸装置，点火装置和成像检测装置设于夹取件上，plc控制器与至少一个抽吸装置、夹取装置、点火装置、模拟弹灰装置和成像检测装置连接。

进一步地，所述夹取件包括一对弧形夹板、与弧形夹板连接的烟支感应器、承载夹板的底座、设于底座下方的支撑柱和移动座，支撑柱旋转设于移动座上。

进一步地，弧形夹板设于底座一侧，点火装置设于底座另一侧；成像检测装置包括一台或两台工业相机，位于弧形夹板一侧的底座上，plc控制器与工业相机连接，弧形夹板闭合形成的圆的直径略小于烟支直径。

进一步地，所述抽吸装置包括设于基座下方的出气电磁阀、注射泵和进气电磁阀，以及设于基座上与进气电磁阀连通的水平烟嘴，plc控制器与出气电磁阀、注射泵、进气电磁阀连接。

进一步地，所述点火装置包括电子点烟器和设于电子点烟器下端的温度传感器，电子点烟器和温度传感器与plc控制器连接。

进一步地，所述模拟弹灰装置设于水平烟嘴顶部，包括拍打式电磁铁和压力传感器，压力传感器和拍打式电磁铁与plc控制器连接，压力传感器将拍打式电磁铁的敲击力度反馈至plc控制器。

进一步地，所述储烟器呈漏斗型，所述鼓轮一部分位于储烟器的出口内，鼓轮上均匀设有若干烟支容纳槽，烟支容纳槽可容纳单支卷烟，且至少一个烟支容纳槽位于储烟器的出口内，且鼓轮长度小于单支卷烟长度。

进一步地，所述鼓轮上均匀设有若干烟支容纳槽，所述plc控制器连接鼓轮驱动装置、夹取件的烟支感应器和光电感应开关，所述光电感应开关位于鼓轮一侧的基座上，当夹取件触碰光电感应开关时，所述鼓轮转动一定角度，使得夹取件能够接纳鼓轮带来的卷烟。

进一步地，基座上设有横向导轨和若干纵向导轨，横向导轨和纵向导轨一端均设有驱动电机，驱动电机带动夹取件运动，纵向导轨与横向导轨垂直，每条纵向导轨一端设有一个抽吸装置。

进一步地，所述的卷烟燃烧锥掉落率测试装置还包括透明外罩，基座底部设有负压风机，负压风机出风口设有过滤器，负压风机与plc控制器连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）通过plc控制，在卷烟抽吸的过程中通过怕打电磁铁和压力传感器模拟人的弹烟灰动作对卷烟进行敲击，准确控制敲击力度，可以真实模拟不同人群的抽烟习惯，通过成像机构判断卷烟燃烧锥掉落情况，观察更精确使得检测结果准确，而且避免直接敲击卷烟带来的弯曲、皱折、破损问题。

（2）抽吸装置采用更为精准的注射泵作为抽吸机构核心，通过plc控制，更真实、准确的还原了人类吸烟习惯，使检测符合实际情况。同时，plc控制点火装置，消除了点火时间和角度的误差。

（3）夹取装置可通过全自动化实现烟支的按需取放并移动至特定的检测工位，节省了大量人工，也避免了人工拿取烟支时间过长导致的烟支变形问题。

（4）基座外采用机罩结构，并相应设置抽风机和过滤器，避免烟气外泄，防止污染。

附图说明

图1为本发明的卷烟燃烧锥掉落率测试装置的结构示意图；

图2为夹取装置、点火装置以及成像检测装置的结构示意图；

图3为抽吸装置的结构示意图；

图4为成像检测装置的另一实施方式的结构示意图；

其中，1-夹取装置、1.1-储烟器，1.2-鼓轮，1.3-弧形夹板，1.4-底座，1.5-移动座，1.6-支撑座，1.7-光电感应开关，2-抽吸装置、2.1-出气电磁阀、2.2-注射泵、2.3-进气电磁阀、2.4-水平烟嘴、2.5-连接杆、3-点火装置、4-模拟弹灰装置、5-成像检测装置、6-负压风机、7-基座、8-透明外罩、9-plc控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本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对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。附图中未示出的结构和连接关系为现有方式。

实施例1

如图1-3所示，本实施例的卷烟燃烧锥掉落率测试装置，包括基座7、4个并排设置的抽吸装置2、夹取装置1、点火装置3、模拟弹灰装置4、成像检测装置5和plc控制器9，4个抽吸装置2并排设于基座7一侧，夹取装置1设于抽吸装置2旁，模拟弹灰装置4设于抽吸装置2顶部，夹取装置1包括储烟器1.1、设于储烟器1.1下方的鼓轮1.2、设于鼓轮1.2一侧的夹取件、光电感应开关1.7，光电感应开关1.7位于鼓轮1.2一侧的基座7上。

基座7上设有横向导轨和5条纵向导轨，储烟器1.1位于第一条纵向导轨末端，4个抽吸装置位于另外4条纵向导轨末端，横向导轨连通各纵向导轨，横向导轨和纵向导轨一端均设有驱动电机，各驱动电机配合，带动夹取件运动，将其输送至储烟器，然后继续带动夹取件将卷烟传送至相应地抽吸装置2。夹取件包括一对弧形夹板1.3、与弧形夹板1.3连接的烟支感应器、承载夹板的底座1.4、设于底座下方的支撑柱1.6和移动座1.5，支撑柱1.6旋转设于移动座1.5上，支撑柱的驱动方式可为现有的电机齿轮带动，电机、烟支感应器与plc控制器连接。

弧形夹板1.3设于底座1.4一侧，弧形夹板闭合形成的圆的直径略小于烟支直径，点火装置3设于底座1.4另一侧；成像检测装置包括一台工业相机5，位于弧形夹板1.3一侧，plc控制器9与工业相机5连接，工业相机与横向导轨或纵向导轨的夹角为30°。

点火装置3设于夹取件上，点火装置3包括电子点烟器和设于电子点烟器下端的温度传感器，电子点烟器和温度传感器与plc控制器9连接。

抽吸装置2包括设于基座下方的出气电磁阀2.1、注射泵2.2和进气电磁阀2.3，以及设于基座上与进气电磁阀连通的水平烟嘴2.4，水平烟嘴设有放置卷烟的烟嘴根部，plc控制器9与出气电磁阀2.1（2w-040-10/dc24v）、注射泵2.2（zsb-gz-1-1-100-2）、进气电磁阀2.3（2w-040-10/dc24v）连接，出气电磁阀2.1配合注射泵做抽气运动，进气电磁阀2.3配合注射泵做排气运动。

模拟弹灰装置4包括安装在水平烟嘴上方的拍打式电磁铁和安装在水平烟嘴上电磁铁小锤敲击位置点上的压力传感器，压力传感器和拍打式电磁铁的驱动装置与plc控制器9连接。

储烟器1.1呈漏斗型，鼓轮1.2一部分位于储烟器的出口内，使得烟支不会从储烟器中掉出即可，鼓轮上均匀设有4条烟支容纳槽，烟支容纳槽可容纳单支卷烟，且至少一个烟支容纳槽位于储烟器的出口内，且鼓轮长度小于单支卷烟长度。

plc控制器连接鼓轮1.2、夹取件和光电感应开关1.7，光电感应开关1.7位于鼓轮1.2一侧的基座上，当夹取件触碰光电感应开关时，所述鼓轮转动一定角度，使得夹取装置能够接纳鼓轮带来的卷烟。鼓轮1.2可通过现有电机驱动，由plc控制，转动的角度约90度，也可以根据夹取装置与鼓轮的相对位置、烟支容纳槽的数量确定。

卷烟燃烧锥掉落率测试装置还包括透明外罩8，基座底部设有负压风机6，负压风机6出风口设有过滤器，负压风机6与plc控制器9连接。

抽吸机构与烟嘴连接处设置内置玻璃纤维过滤材料，用于过滤卷烟中的大量尼古丁及焦油，延长进气电磁阀、注射泵的使用寿命。

基座外设置机罩，基座底部设置进气口、负压风机和过滤器，检测完成后，将位于机罩内的废气以及出气电磁阀排出的废气经负压风机抽至过滤器中进行过滤。

该卷烟燃烧锥掉落率测试装置的工作过程如下：

打开外罩，在储烟器内放入紧密排列的卷烟，并保持卷烟能够自由向下移动，将卷烟的烟嘴一侧朝外侧放置，夹取装置的夹取件初始位于基座的横向导轨末端，启动电源。

plc控制器驱动横向驱动电机和相应纵向驱动电机带动夹取件运动至鼓轮一侧，夹取件触动光电感应开关，信号反馈至plc控制器，plc控制器控制驱动鼓轮的电机带动鼓轮转动，烟支落入烟支容纳槽中，随鼓轮转动至夹取件弧形夹板处，鼓轮长度比单支卷烟长度短，烟支的烟嘴恰好可落入弧形夹板之间，当与弧形夹板连接的烟支感应器感应到烟支进入时，plc控制器接收信号，夹板闭合夹住卷烟，横向驱动电机和相应纵向驱动电机继续动作，带动夹取装置离开鼓轮，鼓轮停止转动，夹取装置继续移动至其中一个水平烟嘴前。然后将烟支取出，放入水平烟嘴的烟嘴根部，弧形夹板打开，夹取件向后移动一定距离。

将外罩闭合，plc控制器控制支柱驱动电机带动支撑柱旋转，使得夹取件旁的电子点烟器对准卷烟最前端，然后接收plc指令点燃卷烟，同时，抽吸装置接收指令，开始抽吸动作，温度传感器感应卷烟温度，当温度达到设定值，即判断点火成功，反馈至plc控制器。抽吸装置工作时，plc控制器将吸气容量转换成脉冲的数量发送到注射泵，并同时打开进气电磁阀，关闭出气电磁阀，注射泵根据脉冲数量先做吸气运动实现对卷烟的抽吸。

抽吸完毕，plc控制器先关闭进气电磁阀，打开出气电磁阀，然后再将吸气容量转换成的脉冲数及反方向运行送到注射泵，使注射泵做排气运动，注射泵排出的烟气经过负压风机后再外排到空气中。

卷烟抽吸完毕后，plc控制器根据设置的弹烟灰次数控制拍打电磁铁对水平烟嘴进行敲击来模拟人的弹烟灰动作，电磁铁的敲击力通过水平烟嘴传导到卷烟上迫使卷烟燃烧锥掉落，同时安装在烟嘴上电磁铁敲击位置处的压力传感器将敲击强度反馈至plc控制器，plc根据预设值相应地调整敲击力度。敲击完毕后plc控制工业相机对卷烟进行拍照，通过图像算法判断卷烟燃烧锥是否掉落，掉落记为1，未掉落记为0，并将结果输送到plc。plc根据图像算法结果值的计数和本组所测试的烟支总数，计算本组最终燃烧锥掉落的比例。

本组燃烧锥掉落率=（燃烧锥掉落烟支数÷本组所测试的烟支总数）×100%。

实施例2

如图4所示，本实施例中，成像机构包括二台工业相机,一台相机从与横向导轨成30度的方向对卷烟进行拍照，另一台同时从与纵向导轨成30度的方向进行拍照，相机将采集信号并行输入到plc上，任意一个信号为1，即判定为卷烟燃烧锥掉落，计算本组最终燃烧锥掉落的比例。其余与实施例1相同。

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