專利名稱：人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器 技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明創(chuàng)造用在香煙包裝機上，對即將包裝成盒的煙 支進行質(zhì)量檢測，檢測范圍包括空頭、缺嘴、缺支和斷殘支等質(zhì)量情 況。
背景技術(shù)：
目前的香煙包裝機上使用的檢測器，靈敏度調(diào)整復(fù)雜， 尤其是不能直觀的體現(xiàn)靈敏度值，導(dǎo)致檢測精度差，容易出現(xiàn)檢測失 效的情況，造成質(zhì)量事故。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供能夠直觀的體現(xiàn)出靈敏度' 值，并能方便的調(diào)整檢測精度的人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器；本 發(fā)明創(chuàng)造的目的是通過下述的技術(shù)方案實現(xiàn)的人機界面式煙支空頭 缺嘴檢測器，其特征在于由檢測器和人機界面組成，檢測器和人機界 面用數(shù)據(jù)傳輸線連接；檢測器包括恒流源電路、20路紅外光電傳感器電路、接收電路、單片機、輸出電路和通訊電路組成，20路紅外 光電傳感器電路與恒流源電路相連接，20路紅外光電傳感器電路輸出端連接接收電路輸入端，接收電路輸出端與單片機輸入端連接，單 片機輸出端與輸出電路輸入端相連，單片機與通訊電路相互連接，通 訊電路與人機界面相互連接。恒流源電路由穩(wěn)壓管DW1、電阻RIOO、 R101和運算放大器 OP07H組成，DW1和電阻R100與OP07H3腳連接，DW1另一端接 地，OP07H6腳接電阻R101， OP07H2、 4和6腳接地。20路紅外光電傳感器電路由光電傳感器T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6禾卩T7為一組，由光電傳感器T9、 T16、 T15、 T14、 T13禾Q T8為 一組，由光電傳感器T10、 Tll、 T12、 T17、 T18、 T19禾卩T20為一 組共三組，電阻R127、 R126、 R125、 R104、 R83、 R103、 R74、 R102 和R82，三極管Q19、 Q5和Q6組成，每一組光電傳感器2、 3腳連 接串聯(lián)為一組，所有光電傳感器1腳接地，4腳輸出，電阻R12.7、 R126和R125分別連接光電傳感器T7、 T8和T20的2膽卩，光電傳感' 器T1、 T9和T10的3腳分別連接三極管Q19、 Q5禾卩Q6的集電極，發(fā)射極分別連接電阻R104、 R103和R102，基極分別連接電阻R83、 R74禾QR82，電阻R104、 R103和R102接地，電阻R83、 R74和R82. 接恒流源電路的輸出。接收電路由電阻Rl、 R4、 R2、 R5、 R3、 R6、 R8、 R^0、 R9、 R21、 RIO、 R22、 Rll、 R23、 R12、 R24、 R13、 R25、 R14、 R26、 R15、 R27、 R16、 R28、 R17、 R29、 R18、 R30、 R19、 R31、 R42、 R47、 R43、 R48、 R44、 R49、 R45、 R50、 R46禾Q R51組成，Rl禾口 R4串連，依次每兩個電阻串連構(gòu)成20組并聯(lián)，分別與單片機AD端 口連接。單片機TDI 口接電阻R7， TDO 口接電阻R34， TMS 口接電阻 R39， TCK口接電阻R58，電阻R7、 R34、 R39和R58接地，GND 口接地，14腳與11腳和12腳間接電阻R33，電阻R33串接電容C3'并接地。輸出電路由三極管Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q7、 Q8、 Q9、 QIO、 Q20、 Q21禾n Q18，電阻R32、 R35、 R36、 R37、 R38、 R40、 R41、 R52、 R53、 R54、 R55、 R57、 R65、 R66R123、 R124、 R86、 R87、 R120、 R128、 R129、 R109和R119，電容C1，穩(wěn)壓管D2，發(fā)光二極管Dl 和D11組成，三極管Q7基極，Q7集電極經(jīng)電阻R36連接三極管Q1 基極，Ql基極與發(fā)射極間接電阻R35，三極管Q1、 Q2、 Q3、 Q4發(fā) 射極連接在一起，三極管Q2基極與發(fā)射極間電阻R40，三極管Q3 基極與發(fā)射極間電阻R54，三極管Q4基極與發(fā)射極間電阻R65，三. 極管Q2基極經(jīng)電阻R41與三極管Q8集電極連接，三極管Q3基極 經(jīng)電阻R55與三極管Q9集電極連接，三極管Q4基極經(jīng)電阻R66與 三極管Q10集電極連接，三極管Q7、 Q8、 Q9和Q10基極分別經(jīng)電 阻R32、 R38、 R53和R57分別接單片機33、 34、 35和36腳，三極 管Q7、 Q8、 Q9和Q10發(fā)射極接地，三極管Q20集電極接電阻R123, 集電極與基極連接并接到單片機的P0.3腳，基 極經(jīng)電阻R124與電容 C1 、穩(wěn)壓管D2、電阻R86和電阻R87連接，電阻R87串接電阻Rl20， 電阻R87與電阻R120串接點接外部輸入信號，電容Cl、穩(wěn)壓管D2、 電阻R86和三極管Q20發(fā)射極接地，發(fā)光二極管Dl接電阻R128,6電阻R128接三極管Q21集電極，Q21基極接電阻R129，電阻R129 接單片機33腳，發(fā)射極接地，發(fā)光二極管Dll接電阻R109，電阻 R109接三極管Q18集電極，Q18基極接電阻R119，電阻R119接單 片機23腳，發(fā)射極接地，通訊電路由通訊芯片加電容Cll、 C12和C13組成，通訊芯片2 和4腳接電容C13， 5禾Q6腳接電容C11， 7腳接電容C12，電容C12 接地。本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點在人機界面上可以很直觀的看到靈敏度值， 方便調(diào)整；每一路檢測頭可以單獨調(diào)整，從而使檢測精度更高；能夠 記錄煙盒中每一位置出現(xiàn)的廢品煙支數(shù)量，為判斷檢測器好壞及機械 是否正常提供數(shù)據(jù)依據(jù)。


圖1是人機界面式煙支空頭缺嘴檢效 圖2是人機界面式煙支空頭缺嘴檢l器構(gòu)件連接示意圖； 則器中恒流源電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器中20路紅外光電傳感器]器中接收電路結(jié)構(gòu)示意圖；!器中單片機連接示意圖；J器中輸出電路結(jié)構(gòu)示意圖；電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-l是圖3中的l部分放大圖 圖3-2是圖3中的2部分放大圖 圖3-3是圖3中的3部分放大圖 圖4是人機界面式煙支空頭缺嘴檢效 圖5是人機界面式煙支空頭缺嘴檢鄰 圖6是人機界面式煙支空頭缺嘴檢效 圖6-l是圖6中l(wèi)部分放大圖； 圖6-2是圖6中2部分放大圖；圖7是人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器中通訊電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖l中的1、恒流源電路2、 20路紅外光電傳感器電路3、 接收電路4、單片機5、輸出電路6、通訊電路7、人機界面具體實施方式
人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，其特征在于由檢測器和人機界面組成，檢測器和人機界面用數(shù)據(jù)傳輸線連接；檢測器包括恒流源電路、20路紅外光電傳感器電路、接收電路、單片機、輸出電路和通訊電路組成，20路紅外光電傳感器電路與恒流源電路 相連接，20路紅外光電傳感器電路輸出端連接接收電路輸入端，接 收電路輸出端與單片機輸入端連接，單片機輸出端與輸出電路輸入端. 相連，單片機與通訊電路相互連接，通訊電路與人機界面相互連接。恒流源電路由穩(wěn)壓管DW1、電阻RIOO、 R101和運算放大器 OP07H組成，DW1和電阻R100與OP07H 3腳連接，DW1另一端接 地，OP07H 6腳接電阻R101， OP07H 2、 4禾n6腳接地。DW1使用 LM336-5作為恒流源的基準(zhǔn)源，OP07的6腳為5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓，該 電壓接到圖3-3中的三極管Q5、 Q6、 Q19的基極。20路紅外光電傳感器電路由光電傳感器T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6禾BT7為一組，由光電傳感器T9、 T16、 T15、 T14、 T13禾CI T8為 一組，由光電傳感器T10、 Tll、 T12、 T17、 T18、 T19禾口 T20為一 組共三組，電阻R127、 R126、 R125、 R104、 R83、 R103、 R74、 R102' 和R82，三極管Q19、 Q5禾口Q6組成，每一組光電傳感器2、 3腳連 接串聯(lián)為一組，所有光電傳感器1腳接地，4腳輸出，電阻R127、 R126和R125分別連接光電傳感器T7、 T8和T20的2勝[I，光電傳感 器T1、 T9和T10的3腳分別連接三極管Q19、 Q5禾B Q6的集電極， 發(fā)射極分別連接電阻R104、 R103和R102，基極分別連接電阻R83、 R74和R82，電阻R104、 R103和R102接地，電阻R83、 R74和R82 接恒流源電路的輸出。20路紅外光電傳感器以7-6-7方式排列，每一 路傳感器對應(yīng)煙盒中的一支煙；檢測器安裝尺寸與原檢測器相同。采 用SG-2BC紅外反射式光電傳感器用于采集煙支信號，紅外反射式光 電傳感器是以光為媒介傳輸電信號的一種電-光-電轉(zhuǎn)換器件，它由發(fā) 光源和受光器兩部分組成，裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間互不干擾； 三極管Q19、 Q5和Q6基極連接著恒流源輸出的穩(wěn)定電壓，所有光 電傳感器得到了不變的恒流，使傳感器的發(fā)光源發(fā)出固定強度的紅外 光；紅外光照射到煙支后，煙支就會將光反射回來，因光電效應(yīng)而產(chǎn) 生了光電流，由受光器輸出端即光電傳感器的4腳引出，接到單片機 的AD端口，由單片機進行處理，圖4中的標(biāo)號V2.3為穩(wěn)定的3.3伏直流電壓，采用20路紅外光電傳感器同時檢測20支煙的空頭或缺 支，當(dāng)煙支距離越近，反射光越強，產(chǎn)生的電流越大，煙支距離越遠， 反射光越弱，產(chǎn)生的電流越小，無煙時則沒有反射光，受光器就不會產(chǎn)生電流。接收電路由電阻Rl、 R4、 R2、 R5、 R3、 R6、 R8、 R20、 R9、 R21、 RIO、 R22、 Rll、 R23、 R12、 R24、 RD、 R25、 R14、 R26、 R15、 R27、 R16、 R28、 R17、 R29、 R18、 R30、 R19、 R31.、 R42、 R47、 R43、 R48、 R44、 R49、 R45、 R50、 R46禾Q R51組成，Rl禾口 R4串連，依次每兩個電阻串連構(gòu)成20組并聯(lián)，分別與單片機AD端 口連接。單片機TDI 口接電阻R7， TDO 口接電阻R34， TMS 口接電阻 R39， TCK口接電阻R58，電阻R7、 R34、 R39禾Q R58接地，GND 口接地，14腳與11腳和12腳間接電阻R33，電阻R33串接電容C3 并接地。單片機是C8051F226， C8051F226帶有32通道模數(shù)轉(zhuǎn)換的 I/O端口，由20路紅外光電傳感器采集的0-3.3V的模擬信號，經(jīng). C8051F226的模數(shù)轉(zhuǎn)換的I/O端口變成0-255的數(shù)字量，該值與設(shè)定 的標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，從而判斷煙支的好壞，如果是壞煙圖中的P0.4 和P0.5輸出低電平，而P0.6和P0.7輸出高電平；如果是好煙P0.4 和P0.5輸出高電平，而P0.6和P0.7輸出低電平，該輸出電平信號經(jīng) Ql-Q4和Q7-Q10變換為24V輸出的下拉電平信號，此信號送到主機 從而產(chǎn)生剔除信號，將壞煙剔除。輸出電路由三極管Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q7、 Q8、 Q9、 QIO、 Q20、 Q21禾卩Q18，電阻R32、 R35、 R36、 R37、 R38、 R40、 R41、 R52、 R53、 R54、 R55、 R57、 R65、 R66R123、 R124、腿、脂、R120、 R128、 R129、 R109和R119，電容C1， D2，發(fā)光二極管Dl和Dll 組成，三極管Q7基極，Q7集電極經(jīng)電阻R36連接三極管Q1基極， Q1基極與發(fā)射極間接電阻R35，三極管Q1、 Q2、 Q3、 Q4發(fā)射極連 接在一起，三極管Q2基極與發(fā)射極間電阻R40，三極管Q3基極與 發(fā)射極間電阻R54，三極管Q4基極與發(fā)射極間電阻R65，三極管Q2 基極經(jīng)電阻R41與三極管Q8集電極連接，三極管Q3基極經(jīng)電阻R55 9與三極管Q9集電極連接，三極管Q4基極經(jīng)電阻R66與三極管Q10 集電極連接，三極管Q7、 Q8、 Q9和Q10基極分別經(jīng)電阻R32、 R38、 R53和R57分別接單片機33、 34、 35和36勝口，三極管Q7、 Q8、 Q9 和Q10發(fā)射極接地，三極管Q20集電極接電阻R123，集電極與基極 連接，基極經(jīng)電阻R124與電容C1、 D2、電阻R86和電阻R87連接， 電阻R87串接電阻R120，電阻R87與電阻R120串接點接外部輸入 信號，電容C1、 D2、電阻R86和三極管Q20發(fā)射極接地，發(fā)光二極' 管D1接電阻R128，電阻R128接三極管Q21集電極，Q21基極接電 阻R129，電阻R129接單片機33腳，發(fā)射極接地，發(fā)光二極管Dll 接電阻R109，電阻R109接三極管Q18集電極，Q18基極接電阻R119， 電阻R119接單片機23腳，發(fā)射極接地，通訊電路通訊芯片加電容Cll、 C12禾nC13組成，通訊芯片2和 4腳接電容CB， 5和6腳接電容C11， 7腳接電容C12，電容C12 接地。采用AP3223E通訊芯片是專為RS232通訊方式使用的，芯片 通過RX、 TX與單片機連接，通過P7、 P8與人機界面通訊，在人機 界面上設(shè)定要檢測的精度值，以RS232通訊方式通過圖7所示電路. 傳遞給單片機，單片機將該值與由20路紅外光電傳感器采集的數(shù)值 進行比較，從而判斷出煙支好壞，同時單片機也將由20路紅外光電 傳感器采集的數(shù)值和判斷的好壞煙結(jié)果通過通訊電路反映到人機界 面上。檢測器負(fù)責(zé)質(zhì)量檢測和信號處理；人機界面負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)顯示；兩部分通過RS232方式進 行數(shù)據(jù)傳輸，其中人機界面為外購產(chǎn)品選擇了富士公司的UG系列觸摸屏。
權(quán)利要求1、人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，其特征在于由檢測器和人機界面組成，檢測器和人機界面用數(shù)據(jù)傳輸線連接；檢測器包括恒流源電路、20路紅外光電傳感器電路、接收電路、單片機、輸出電路和通訊電路組成，20路紅外光電傳感器電路與恒流源電路相連接，20路紅外光電傳感器電路輸出端連接接收電路輸入端，接收電路輸出端與單片機輸入端連接，單片機輸出端與輸出電路輸入端相連，單片機與通訊電路相互連接，通訊電路與人機界面相互連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，其特征在于恒流源電路由穩(wěn)壓器DW1、電阻RIOO、 R101和運算放大器OP07H組成，DW1和電阻R100與OP07H 3腳連接，DW1另一端接地，OP07H6腳接電阻R101， OP07H2、 4和6腳接地。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，其.特征在于20路紅外光電傳感器電路由光電傳感器T1、 T2、 T3、 T4、T5、 T6禾Q T7為一組，由光電傳感器T9、 T16、 T15、 T14、 T13禾口T8為一組，由光電傳感器T10、 Tll、 T12、 T17、 T18、 T19禾卩T20為一組共三組，電阻R127、 R126、 R125、 R104、 R83、 R103、 R74、R102和R82，三極管Q19、 Q5禾卩Q6組成，每一組光電傳感器2、 3腳連接串聯(lián)為一組，所有光電傳感器1腳接地，4腳輸出，電阻R127、R126和R125分別連接光電傳感器T7、 T8和T20的2腳，光電傳感器T1、 T9和T10的3腳分別連接三極管Q19、 Q5禾n Q6的集電極，發(fā)射極分別連接電阻R104、 R103和R102，基極分別連接電阻R83、'R74和R82，電阻R104、 R103和R102接地，電阻R83、 R74和R82接恒流源電路的輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，其特征在于接收電路由電阻Rl、 R4、 R2、 R5、 R3、 R6、 R8、 R20、R9、 R21、 R10、 R22、 Rll、 R23、 R12、 R24、 R13、 R25、 R14、 R26、R15、 R27、 R16、 R28、 R17、 R29、 R18、 R30、 R19、 R31、 R42、R47、 R43、 R48、 R44、 R49、 R45、 R50、 R46禾卩R51組成，Rl禾口R4串連，依次每兩個電阻串連構(gòu)成20組并聯(lián)，分別與單片機AD端口連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，其特征在于單片機TDI 口接電阻R7， TDO 口接電阻R34， TMS 口接電阻R39， TCK 口接電阻R58，電阻R7、 R34、 R39和R58接地，GND'口接地，14腳與11腳和12腳間接電阻R33，電阻R33串接電容C3并接地。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，其特征在于輸出電路由三極管Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q7、 Q8、 Q9、 QIO、Q20、 Q21禾卩Q18,電阻R32、 R35、 R36、 R37、 R38、 R40、 R41、R52、 R53、 R54、 R55、 R57、 R65、 R66R123、 R124、腿、R87、R120、 R128、 R129、 R109禾口 R119，電容C1， D2，發(fā)光二極管Dl和D11組成，三極管Q7基極，Q7集電極經(jīng)電阻R36連接三極管Q1基極，Q1基極與發(fā)射極間接電阻R35，三極管Q1、 Q2、 Q3、 Q4發(fā).射極連接在一起，三極管Q2基極與發(fā)射極間電阻R40，三極管Q3基極與發(fā)射極間電阻R54，三極管Q4基極與發(fā)射極間電阻'R65，三極管Q2基極經(jīng)電阻R41與三極管Q8集電極連接，三極管Q3基極經(jīng)電阻R55與三極管Q9集電極連接，三極管Q4基極經(jīng)電阻R66與三極管Q10集電極連接，三極管Q7、 Q8、 Q9和Q10基極分別經(jīng)電阻R32、 R38、 R53和R57分別接單片機33、 34、 35禾口36膽卩，三極管Q7、 Q8、 Q9和Q10發(fā)射極接地，三極管Q20集電極接電阻R123，集電極與基極連接并接到單片機P0.3膽卩，基極經(jīng)電阻R124與電容Cl、穩(wěn)壓管D2、電阻R86和電阻R87連接，電阻R87串接電阻R120，電阻R87與電阻R120串接點接外部輸入信號，電容C1、穩(wěn)壓管D2、'電阻R86和三極管Q20發(fā)射極接地，發(fā)光二極管Dl接電阻R128，電阻R128接三極管Q21集電極，Q21基極接電阻R129,電阻R129接單片機33腳，發(fā)射極接地，發(fā)光二極管Dll接電阻R109，電阻R109接三極管Q18集電極，Q18基極接電阻R119，電阻R119接單片機23腳，發(fā)射極接地。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，其特征在于通訊電路通訊芯片加電容Cll、 C12和C13組成，通訊芯片2和4腳接電容C13， 5和6腳接電容C11， 7腳接電容C12，電容C12接地。
專利摘要人機界面式煙支空頭缺嘴檢測器，用在香煙包裝機上，檢測空頭、缺嘴、缺支和斷殘支等質(zhì)量情況；由檢測器和人機界面組成，檢測器和人機界面用數(shù)據(jù)傳輸線連接；檢測器包括恒流源電路、20路紅外光電傳感器電路、接收電路、單片機、輸出電路和通訊電路組成，20路紅外光電傳感器電路與恒流源電路相連接，20路紅外光電傳感器電路連接接收電路，接收電路與單片機連接，單片機與輸出電路相連，單片機與通訊電路連接，通訊電路與人機界面連接；優(yōu)點在人機界面上可以很直觀的看到靈敏度值，方便調(diào)整；每一路檢測頭可以單獨調(diào)整，從而使檢測精度更高；能夠記錄煙盒中每一位置出現(xiàn)的廢品煙支數(shù)量，為判斷檢測器好壞及機械是否正常提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
文檔編號G01V8/10GK201345047SQ20092001085
公開日2009年11月11日 申請日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者洋 洪, 王際鑫 申請人:沈陽新八達機電技術(shù)有限公司