一种高速设备故障诊断拍照系统

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  摘 要:本文介绍了一种高速设备故障诊断拍照系统,包括图像采集组件和控制单元,可以在高速设备正常运行过程中,采集到不合格烟包的照片,为维修工处理概率低的偶发故障提供帮助,快速准确的确定设备故障范围,大幅度提高处理偶发故障的处理效率和准确度。
  关键词:诊断;高速;拍照;故障
  烟草设备运行速度越来越高,设备故障诊断难度越来越高,对维修人员的技术水平要求也越来越高。目前,人工视觉技术已经发展的较为成熟,在企业特别是外观检测方面获得了大量的应用[1,2,3,4],如果能够将人工视觉应用到故障诊断方面,弥补人类视觉的缺陷,适应现如今设备的高速化,一定会取得事半功倍的效果。
  1 存在问题
  随着烟草包装设备运行速度越来越高,维修人员在处理烟包质量问题的难度也越来越高,特别是偶发小概率的烟包质量问题,仅凭肉眼,很多时候无法判断不合格烟包是在设备的哪个部位产生的,需要多次的维修、验证,才能最终确定设备有问题的部位,最终完成维修,但是这个过程往往耗时很长,还会产生大量的待处理的烟包,增加消耗,因此,仅仅依靠肉眼去判断烟包质量问题已经变的越来越不可能,而且效率低下。
  为了克服现有的处理高速包装设备缺乏辅助工具的问题,本文提供一种高速设备故障诊断拍照系统,该系统能够在设备高速运行过程中采集到不合格烟包的照片,快速、准确的确定设备故障范围。
  2 系统组成及原理[5,6]
  该高速设备故障诊断拍照系统包括工业智能相机、照明光源、PLC控制器、工控机、触摸显示器、光纤放大器,工业智能相机与照明光源安装在需要观测的位置,照明光源与工业智能相机配套,控制器与照相机、照明光源连接,工控机对控制器送入的图片进行图像处理和图像算法,并与标准图片进行比对。
  如图2所示,工业智能相机与照明光源通过强力万向支座??[7,8]安装在观测位置,工业智能相机对烟包进行拍照监测,只有光纤放大器检测到检测位置存在烟包时,其输出高电平,有PLC控制器输出拍照触发脉冲信号,启动工业智能相机及照明光源进行频闪工作。工业智能相机及时对观测点的烟包进行图片抓拍,拍摄的图片经过处理后送入工控机,工控机内的图像软件经过图片灰度及二维化处理,并将其与标准合格烟包图片进行比对,如果其比对数值小于设定门槛值,系统认为该小盒烟包为正常合格烟包,反之,比对数值大于设定门槛值,系统认为该小盒烟包为缺陷烟包,进行保存。用户可以通过触摸显示屏对检测的精度及参数进行修改、调整和优化。
  对于高速设备,当遇到偶发、小概率质量问题时,由于设备的生产工序很多,整个生产链很长,一时无法确定不合格品是在设备的哪个部位产生,可以依靠本故障诊断拍照系统,在生产链中的某个部位设定观测点,调整照明光源位置角度,确保工业智能相机的成像清晰度,然后在屏幕中对门槛值进行设定,这些准备工作做好后就可以开机运行,运行过程中查看不合格图片,如果有发现不合格品,则证明不合格品是由该检测点的上游造成的,以此缩小、确定不合格品产生的部位,最终进行维修。
  3 使用效果
  某煙草工业GDX2包装机出现过一起小盒撕破的质量问题,概率非常小,一个班1-5包。由于该质量问题属于偶发故障,且车速较快,维修人员无法进行观察,只能依靠经验判断进行维修,经过多次维修,该质量问题仍然没有得到根本解决。
  利用本文的高速设备故障诊断拍照系统,首先选择监测点1为六号轮处,经过半个班的运行,在此处发现相同小盒撕破烟包,确定发生该质量问题的设备部位在六号轮之前。于是选择监测点2为小盒商标第一通道,经过3小时的运行,与监测点2发现相同小盒撕破烟包,确定发生该质量问题的设备部位在商标纸第一通道之前。经过这两个监测点的检测,已经大大缩小了发生该质量问题的设备部位,经过最终检修,确定纸库问题,维修后故障彻底解决。
  参考文献:
  [1] 张军.烟条外观检测系统设计探讨[J]. 科技创新导报. 2010(13)
  [2] 乔敬,关军喜.在老式包装机上加装缺包检测系统[J]. 烟草科技. 1999(02)
  [3] 谢玲,徐志明. GDX1-8000型包装机条盒缺包检测装置的改进[J]. 烟草科技. 2001(04)
  [4] 周传宏,陈郭宝,王怀虎,康少博.OpenCV在条烟视觉检测系统中的应用[J]. 机械设计与制造. 2011(11)
  [5] 罗彩丽. GDX2包装机组CH小包透明纸检测系统的设计应用[J]. 烟草科技. 2013(03)
  [6] 赵霙,郑启旺,徐邓,张乐年.烟条外观检测软件系统设计[J]. 机械制造与自动化. 2012(02)
  [7] 高秀华,王志明.工程分析与电子样机模拟-CATIA V5在工程实践中的应用,2004.
  [8] 成大先.机械设计手册,2002。
  作者简介:
  刘长胜,(1986.07.27)、性别-男、籍贯-河北蔚县、职称-助理工程师、研究方向-从事烟草包装设备管理与维修工作;单位名称-厦门烟草工业有限责任公司
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