专利名称：人机界面式烟支空头缺嘴检测器的制作方法
技术领域：
人机界面式烟支空头缺嘴检测器 技术领域本发明创造用在香烟包装机上，对即将包装成盒的烟 支进行质量检测，检测范围包括空头、缺嘴、缺支和断残支等质量情 况。
背景技术：
目前的香烟包装机上使用的检测器，灵敏度调整复杂， 尤其是不能直观的体现灵敏度值，导致检测精度差，容易出现检测失 效的情况，造成质量事故。发明内容本发明创造的目的是提供能够直观的体现出灵敏度' 值，并能方便的调整检测精度的人机界面式烟支空头缺嘴检测器；本 发明创造的目的是通过下述的技术方案实现的人机界面式烟支空头 缺嘴检测器，其特征在于由检测器和人机界面组成，检测器和人机界 面用数据传输线连接；检测器包括恒流源电路、20路红外光电传感器电路、接收电路、单片机、输出电路和通讯电路组成，20路红外 光电传感器电路与恒流源电路相连接，20路红外光电传感器电路输出端连接接收电路输入端，接收电路输出端与单片机输入端连接，单 片机输出端与输出电路输入端相连，单片机与通讯电路相互连接，通 讯电路与人机界面相互连接。恒流源电路由稳压管DW1、电阻RIOO、 R101和运算放大器 OP07H组成，DW1和电阻R100与OP07H3脚连接，DW1另一端接 地，OP07H6脚接电阻R101， OP07H2、 4和6脚接地。20路红外光电传感器电路由光电传感器T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6禾卩T7为一组，由光电传感器T9、 T16、 T15、 T14、 T13禾Q T8为 一组，由光电传感器T10、 Tll、 T12、 T17、 T18、 T19禾卩T20为一 组共三组，电阻R127、 R126、 R125、 R104、 R83、 R103、 R74、 R102 和R82，三极管Q19、 Q5和Q6组成，每一组光电传感器2、 3脚连 接串联为一组，所有光电传感器1脚接地，4脚输出，电阻R12.7、 R126和R125分别连接光电传感器T7、 T8和T20的2胆卩，光电传感' 器T1、 T9和T10的3脚分别连接三极管Q19、 Q5禾卩Q6的集电极，发射极分别连接电阻R104、 R103和R102，基极分别连接电阻R83、 R74禾QR82，电阻R104、 R103和R102接地，电阻R83、 R74和R82. 接恒流源电路的输出。接收电路由电阻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组成，Rl禾口 R4串连，依次每两个电阻串连构成20组并联，分别与单片机AD端 口连接。单片机TDI 口接电阻R7， TDO 口接电阻R34， TMS 口接电阻 R39， TCK口接电阻R58，电阻R7、 R34、 R39和R58接地，GND 口接地，14脚与11脚和12脚间接电阻R33，电阻R33串接电容C3'并接地。输出电路由三极管Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q7、 Q8、 Q9、 QIO、 Q20、 Q21禾n Q18，电阻R32、 R35、 R36、 R37、 R38、 R40、 R41、 R52、 R53、 R54、 R55、 R57、 R65、 R66R123、 R124、 R86、 R87、 R120、 R128、 R129、 R109和R119，电容C1，稳压管D2，发光二极管Dl 和D11组成，三极管Q7基极，Q7集电极经电阻R36连接三极管Q1 基极，Ql基极与发射极间接电阻R35，三极管Q1、 Q2、 Q3、 Q4发 射极连接在一起，三极管Q2基极与发射极间电阻R40，三极管Q3 基极与发射极间电阻R54，三极管Q4基极与发射极间电阻R65，三. 极管Q2基极经电阻R41与三极管Q8集电极连接，三极管Q3基极 经电阻R55与三极管Q9集电极连接，三极管Q4基极经电阻R66与 三极管Q10集电极连接，三极管Q7、 Q8、 Q9和Q10基极分别经电 阻R32、 R38、 R53和R57分别接单片机33、 34、 35和36脚，三极 管Q7、 Q8、 Q9和Q10发射极接地，三极管Q20集电极接电阻R123, 集电极与基极连接并接到单片机的P0.3脚，基 极经电阻R124与电容 C1 、稳压管D2、电阻R86和电阻R87连接，电阻R87串接电阻Rl20， 电阻R87与电阻R120串接点接外部输入信号，电容Cl、稳压管D2、 电阻R86和三极管Q20发射极接地，发光二极管Dl接电阻R128,6电阻R128接三极管Q21集电极，Q21基极接电阻R129，电阻R129 接单片机33脚，发射极接地，发光二极管Dll接电阻R109，电阻 R109接三极管Q18集电极，Q18基极接电阻R119，电阻R119接单 片机23脚，发射极接地，通讯电路由通讯芯片加电容Cll、 C12和C13组成，通讯芯片2 和4脚接电容C13， 5禾Q6脚接电容C11， 7脚接电容C12，电容C12 接地。本发明创造的优点在人机界面上可以很直观的看到灵敏度值， 方便调整；每一路检测头可以单独调整，从而使检测精度更高；能够 记录烟盒中每一位置出现的废品烟支数量，为判断检测器好坏及机械 是否正常提供数据依据。


图1是人机界面式烟支空头缺嘴检效 图2是人机界面式烟支空头缺嘴检l器构件连接示意图； 则器中恒流源电路结构示意图；图3是人机界面式烟支空头缺嘴检测器中20路红外光电传感器]器中接收电路结构示意图；!器中单片机连接示意图；J器中输出电路结构示意图；电路结构示意图；图3-l是图3中的l部分放大图 图3-2是图3中的2部分放大图 图3-3是图3中的3部分放大图 图4是人机界面式烟支空头缺嘴检效 图5是人机界面式烟支空头缺嘴检邻 图6是人机界面式烟支空头缺嘴检效 图6-l是图6中l部分放大图； 图6-2是图6中2部分放大图；图7是人机界面式烟支空头缺嘴检测器中通讯电路结构示意图； 图l中的1、恒流源电路2、 20路红外光电传感器电路3、 接收电路4、单片机5、输出电路6、通讯电路7、人机界面具体实施方式
人机界面式烟支空头缺嘴检测器，其特征在于由检测器和人机界面组成，检测器和人机界面用数据传输线连接；检测器包括恒流源电路、20路红外光电传感器电路、接收电路、单片机、输出电路和通讯电路组成，20路红外光电传感器电路与恒流源电路 相连接，20路红外光电传感器电路输出端连接接收电路输入端，接 收电路输出端与单片机输入端连接，单片机输出端与输出电路输入端. 相连，单片机与通讯电路相互连接，通讯电路与人机界面相互连接。恒流源电路由稳压管DW1、电阻RIOO、 R101和运算放大器 OP07H组成，DW1和电阻R100与OP07H 3脚连接，DW1另一端接 地，OP07H 6脚接电阻R101， OP07H 2、 4禾n6脚接地。DW1使用 LM336-5作为恒流源的基准源，OP07的6脚为5V的标准电压，该 电压接到图3-3中的三极管Q5、 Q6、 Q19的基极。20路红外光电传感器电路由光电传感器T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6禾BT7为一组，由光电传感器T9、 T16、 T15、 T14、 T13禾CI T8为 一组，由光电传感器T10、 Tll、 T12、 T17、 T18、 T19禾口 T20为一 组共三组，电阻R127、 R126、 R125、 R104、 R83、 R103、 R74、 R102' 和R82，三极管Q19、 Q5禾口Q6组成，每一组光电传感器2、 3脚连 接串联为一组，所有光电传感器1脚接地，4脚输出，电阻R127、 R126和R125分别连接光电传感器T7、 T8和T20的2胜[I，光电传感 器T1、 T9和T10的3脚分别连接三极管Q19、 Q5禾B Q6的集电极， 发射极分别连接电阻R104、 R103和R102，基极分别连接电阻R83、 R74和R82，电阻R104、 R103和R102接地，电阻R83、 R74和R82 接恒流源电路的输出。20路红外光电传感器以7-6-7方式排列，每一 路传感器对应烟盒中的一支烟；检测器安装尺寸与原检测器相同。采 用SG-2BC红外反射式光电传感器用于采集烟支信号，红外反射式光 电传感器是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件，它由发 光源和受光器两部分组成，装在同一密闭的壳体内，彼此间互不干扰； 三极管Q19、 Q5和Q6基极连接着恒流源输出的稳定电压，所有光 电传感器得到了不变的恒流，使传感器的发光源发出固定强度的红外 光；红外光照射到烟支后，烟支就会将光反射回来，因光电效应而产 生了光电流，由受光器输出端即光电传感器的4脚引出，接到单片机 的AD端口，由单片机进行处理，图4中的标号V2.3为稳定的3.3伏直流电压，采用20路红外光电传感器同时检测20支烟的空头或缺 支，当烟支距离越近，反射光越强，产生的电流越大，烟支距离越远， 反射光越弱，产生的电流越小，无烟时则没有反射光，受光器就不会产生电流。接收电路由电阻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组成，Rl禾口 R4串连，依次每两个电阻串连构成20组并联，分别与单片机AD端 口连接。单片机TDI 口接电阻R7， TDO 口接电阻R34， TMS 口接电阻 R39， TCK口接电阻R58，电阻R7、 R34、 R39禾Q R58接地，GND 口接地，14脚与11脚和12脚间接电阻R33，电阻R33串接电容C3 并接地。单片机是C8051F226， C8051F226带有32通道模数转换的 I/O端口，由20路红外光电传感器采集的0-3.3V的模拟信号，经. C8051F226的模数转换的I/O端口变成0-255的数字量，该值与设定 的标准值进行比较，从而判断烟支的好坏，如果是坏烟图中的P0.4 和P0.5输出低电平，而P0.6和P0.7输出高电平；如果是好烟P0.4 和P0.5输出高电平，而P0.6和P0.7输出低电平，该输出电平信号经 Ql-Q4和Q7-Q10变换为24V输出的下拉电平信号，此信号送到主机 从而产生剔除信号，将坏烟剔除。输出电路由三极管Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q7、 Q8、 Q9、 QIO、 Q20、 Q21禾卩Q18，电阻R32、 R35、 R36、 R37、 R38、 R40、 R41、 R52、 R53、 R54、 R55、 R57、 R65、 R66R123、 R124、腿、脂、R120、 R128、 R129、 R109和R119，电容C1， D2，发光二极管Dl和Dll 组成，三极管Q7基极，Q7集电极经电阻R36连接三极管Q1基极， Q1基极与发射极间接电阻R35，三极管Q1、 Q2、 Q3、 Q4发射极连 接在一起，三极管Q2基极与发射极间电阻R40，三极管Q3基极与 发射极间电阻R54，三极管Q4基极与发射极间电阻R65，三极管Q2 基极经电阻R41与三极管Q8集电极连接，三极管Q3基极经电阻R55 9与三极管Q9集电极连接，三极管Q4基极经电阻R66与三极管Q10 集电极连接，三极管Q7、 Q8、 Q9和Q10基极分别经电阻R32、 R38、 R53和R57分别接单片机33、 34、 35和36胜口，三极管Q7、 Q8、 Q9 和Q10发射极接地，三极管Q20集电极接电阻R123，集电极与基极 连接，基极经电阻R124与电容C1、 D2、电阻R86和电阻R87连接， 电阻R87串接电阻R120，电阻R87与电阻R120串接点接外部输入 信号，电容C1、 D2、电阻R86和三极管Q20发射极接地，发光二极' 管D1接电阻R128，电阻R128接三极管Q21集电极，Q21基极接电 阻R129，电阻R129接单片机33脚，发射极接地，发光二极管Dll 接电阻R109，电阻R109接三极管Q18集电极，Q18基极接电阻R119， 电阻R119接单片机23脚，发射极接地，通讯电路通讯芯片加电容Cll、 C12禾nC13组成，通讯芯片2和 4脚接电容CB， 5和6脚接电容C11， 7脚接电容C12，电容C12 接地。采用AP3223E通讯芯片是专为RS232通讯方式使用的，芯片 通过RX、 TX与单片机连接，通过P7、 P8与人机界面通讯，在人机 界面上设定要检测的精度值，以RS232通讯方式通过图7所示电路. 传递给单片机，单片机将该值与由20路红外光电传感器采集的数值 进行比较，从而判断出烟支好坏，同时单片机也将由20路红外光电 传感器采集的数值和判断的好坏烟结果通过通讯电路反映到人机界 面上。检测器负责质量检测和信号处理；人机界面负责参数设置数据显示；两部分通过RS232方式进 行数据传输，其中人机界面为外购产品选择了富士公司的UG系列触摸屏。
权利要求1、人机界面式烟支空头缺嘴检测器，其特征在于由检测器和人机界面组成，检测器和人机界面用数据传输线连接；检测器包括恒流源电路、20路红外光电传感器电路、接收电路、单片机、输出电路和通讯电路组成，20路红外光电传感器电路与恒流源电路相连接，20路红外光电传感器电路输出端连接接收电路输入端，接收电路输出端与单片机输入端连接，单片机输出端与输出电路输入端相连，单片机与通讯电路相互连接，通讯电路与人机界面相互连接。
2、 根据权利要求1所述的人机界面式烟支空头缺嘴检测器，其特征在于恒流源电路由稳压器DW1、电阻RIOO、 R101和运算放大器OP07H组成，DW1和电阻R100与OP07H 3脚连接，DW1另一端接地，OP07H6脚接电阻R101， OP07H2、 4和6脚接地。
3、 根据权利要求1所述的人机界面式烟支空头缺嘴检测器，其.特征在于20路红外光电传感器电路由光电传感器T1、 T2、 T3、 T4、T5、 T6禾Q T7为一组，由光电传感器T9、 T16、 T15、 T14、 T13禾口T8为一组，由光电传感器T10、 Tll、 T12、 T17、 T18、 T19禾卩T20为一组共三组，电阻R127、 R126、 R125、 R104、 R83、 R103、 R74、R102和R82，三极管Q19、 Q5禾卩Q6组成，每一组光电传感器2、 3脚连接串联为一组，所有光电传感器1脚接地，4脚输出，电阻R127、R126和R125分别连接光电传感器T7、 T8和T20的2脚，光电传感器T1、 T9和T10的3脚分别连接三极管Q19、 Q5禾n Q6的集电极，发射极分别连接电阻R104、 R103和R102，基极分别连接电阻R83、'R74和R82，电阻R104、 R103和R102接地，电阻R83、 R74和R82接恒流源电路的输出。
4、 根据权利要求1所述的人机界面式烟支空头缺嘴检测器，其特征在于接收电路由电阻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组成，Rl禾口R4串连，依次每两个电阻串连构成20组并联，分别与单片机AD端口连接。
5、 根据权利要求1所述的人机界面式烟支空头缺嘴检测器，其特征在于单片机TDI 口接电阻R7， TDO 口接电阻R34， TMS 口接电阻R39， TCK 口接电阻R58，电阻R7、 R34、 R39和R58接地，GND'口接地，14脚与11脚和12脚间接电阻R33，电阻R33串接电容C3并接地。
6、 根据权利要求1所述的人机界面式烟支空头缺嘴检测器，其特征在于输出电路由三极管Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q7、 Q8、 Q9、 QIO、Q20、 Q21禾卩Q18,电阻R32、 R35、 R36、 R37、 R38、 R40、 R41、R52、 R53、 R54、 R55、 R57、 R65、 R66R123、 R124、腿、R87、R120、 R128、 R129、 R109禾口 R119，电容C1， D2，发光二极管Dl和D11组成，三极管Q7基极，Q7集电极经电阻R36连接三极管Q1基极，Q1基极与发射极间接电阻R35，三极管Q1、 Q2、 Q3、 Q4发.射极连接在一起，三极管Q2基极与发射极间电阻R40，三极管Q3基极与发射极间电阻R54，三极管Q4基极与发射极间电阻'R65，三极管Q2基极经电阻R41与三极管Q8集电极连接，三极管Q3基极经电阻R55与三极管Q9集电极连接，三极管Q4基极经电阻R66与三极管Q10集电极连接，三极管Q7、 Q8、 Q9和Q10基极分别经电阻R32、 R38、 R53和R57分别接单片机33、 34、 35禾口36胆卩，三极管Q7、 Q8、 Q9和Q10发射极接地，三极管Q20集电极接电阻R123，集电极与基极连接并接到单片机P0.3胆卩，基极经电阻R124与电容Cl、稳压管D2、电阻R86和电阻R87连接，电阻R87串接电阻R120，电阻R87与电阻R120串接点接外部输入信号，电容C1、稳压管D2、'电阻R86和三极管Q20发射极接地，发光二极管Dl接电阻R128，电阻R128接三极管Q21集电极，Q21基极接电阻R129,电阻R129接单片机33脚，发射极接地，发光二极管Dll接电阻R109，电阻R109接三极管Q18集电极，Q18基极接电阻R119，电阻R119接单片机23脚，发射极接地。
7、根据权利要求1所述的人机界面式烟支空头缺嘴检测器，其特征在于通讯电路通讯芯片加电容Cll、 C12和C13组成，通讯芯片2和4脚接电容C13， 5和6脚接电容C11， 7脚接电容C12，电容C12接地。
专利摘要人机界面式烟支空头缺嘴检测器，用在香烟包装机上，检测空头、缺嘴、缺支和断残支等质量情况；由检测器和人机界面组成，检测器和人机界面用数据传输线连接；检测器包括恒流源电路、20路红外光电传感器电路、接收电路、单片机、输出电路和通讯电路组成，20路红外光电传感器电路与恒流源电路相连接，20路红外光电传感器电路连接接收电路，接收电路与单片机连接，单片机与输出电路相连，单片机与通讯电路连接，通讯电路与人机界面连接；优点在人机界面上可以很直观的看到灵敏度值，方便调整；每一路检测头可以单独调整，从而使检测精度更高；能够记录烟盒中每一位置出现的废品烟支数量，为判断检测器好坏及机械是否正常提供数据依据。
文档编号G01V8/10GK201345047SQ20092001085
公开日2009年11月11日 申请日期2009年2月18日 优先权日2009年2月18日
发明者洋 洪, 王际鑫 申请人:沈阳新八达机电技术有限公司