一种梗丝三维形态尺寸检测装置的制作方法

1.本发明涉及烟草物料（梗丝）的检测与测量技术领域，具体涉及一种梗丝三维形态尺寸检测装置。


背景技术：

2.梗丝是卷烟的重要原材料，可有效提高烟草物料的填充效果，在卷烟生产中添加定量梗丝可以有效降低卷烟原料消耗，同时提高烟草物料使用率与烟丝燃烧性。合适的梗丝形态可进一步提高其填充效果，优化与叶丝的适配效果，梗丝形态指标主要包括长度、宽度、厚度。传统的梗丝形态尺寸主要通过投影仪及千分尺进行检测，投影仪无法准确测量梗丝厚度这一重要指标，千分尺只能测量梗丝局部厚度，且测量结果容易受主观因素影响，测量结果误差较大。
3.近年来，随着机器视觉技术、激光检测技术的发展，在烟丝或梗丝的检测方面出现了采用机器视觉技术或激光检测技术对烟丝或梗丝的三维形态进行检测，检测精度高。但现有的检测装置存在采购成本高、对工人使用基础要求较高、实用性成本高的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种梗丝三维形态尺寸检测装置，其相对于现有的机器视觉检测装置或激光检测装置，提高了检测精度与检测效率，为梗丝使用提供精确三维形态尺寸指标定量标准，提高卷烟质量；且制造成本低廉、对工人使用基础要求低、操作简便、实用性强。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为 ：一种梗丝三维形态尺寸检测装置，其包括矩形机架（1）、x向直线模组（2）、y向直线模组（3）、大理石基准平台（4）、玻璃盖板支撑板（5）、固定板（51）、载物平台（6）、安装平板（61）、连接竖板（62）、容置腔（63）、光学玻璃盖板（7）、玻璃盖板把手（8）、玻璃盖板放置孔（9）、激光扫描系统（10），其特征在于：矩形机架的底部框架的x向梁上设置有x向直线模组，x向直线模组上安装有y向直线模组，y向直线模组上安装有载物平台，载物平台包括安装平板、连接竖板、玻璃盖板支撑板、固定板，安装平板通过连接竖板与璃盖板支撑板、固定板相连接，安装平板与y向直线模组平行设置，安装平板的左端设置有容置腔，容置腔内安装有大理石基准平台，大理石基准平台与容置腔的右端壁之间形成有玻璃盖板放置孔，玻璃盖板放置孔内放置有光学玻璃盖板，光学玻璃盖板的外表面设置有玻璃盖板把手，玻璃盖板支撑板与安装平板的右端之间构成凹槽，光学玻璃盖板的部分设置于该凹槽内，玻璃盖板支撑板、固定板分别设置于连接竖板的左右两端，固定板通过螺纹连接件安装于y向直线模组的螺母滑块上，载物平台的上方设置有激光扫描系统，激光扫描系统安装于矩形机架的顶部框架的x向梁上。
6.进一步地，所述大理石基准平台（4）表面分为3
×
3的9个模块单元，每个模块单元放置1根梗丝；大理石基准平台安装于载物平台上的容置腔（63）内，载物平台带动大理石基
准平台移动以实现梗丝取放及扫描检测动作；在使用激光照射时，通过y向直线模组（3）带动大理石基准平台（4）在y轴方向移动，实现大理石基准平台上单列3根梗丝的扫描检测；完成单列梗丝扫描检测后，x向直线模组（2）带动y向直线模组移动，使另一列梗丝处于激光扫描区域，重复y向单列梗丝扫描，直至完成全部梗丝的扫描检测。
7.进一步地，所述光学玻璃盖板（7）放置于载物平台（6）上，放置梗丝后，通过光学玻璃盖板向梗丝施加一定压力，使梗丝平铺于大理石基准平台（4）上，防止梗丝与大理石基准平台之间存在空隙，造成梗丝厚度尺寸检测产生误差，光学玻璃盖板采用无色光学玻璃。
8.进一步地，所述光学玻璃盖板（7）外表面安装有玻璃盖板把手（8），在取放梗丝时，便于拿取光学玻璃盖板；在光学玻璃盖板（7）搁置时，光学玻璃盖板倾斜设置，光学玻璃盖板的一端容置于玻璃盖板放置孔（9）中，另一端的端部抵接于玻璃盖板支撑板（5）的上表面。
9.进一步地，所述激光扫描系统（10）照射区域为下方大理石基准平台（4）上表面，其通过向梗丝照射激光，并接受反射激光，获取梗丝表面点云数据，从而测得梗丝三维形态尺寸；通过x向直线模组和 y向直线模组在x轴方向与y轴方向移动，从而带动大理石基准平台上每个模块单元上的梗丝被激光扫描系统照射以采集完整点云数据。
10.进一步地，x向直线模组（2）、y向直线模组（3）包括伺服电机、螺杆、螺母滑块、导轨、行程定位器。
11.进一步地，所述激光扫描系统（10）的激光照射角度可调节，激光与大理石基准平台（4）上表面的法线之间的角度为0-30
°
。
12.本发明的一种梗丝三维形态尺寸检测装置，其相对于现有的机器视觉检测装置或激光检测装置，提高了检测精度与检测效率，为梗丝使用提供精确三维形态尺寸指标定量标准，提高卷烟质量；且制造成本低廉、对工人使用基础要求低、操作简便、实用性强。
附图说明
13.图1为本发明梗丝三维形态尺寸检测装置结构示意图；图2为本发明载物平台结构示意图。
14.图中：矩形机架1、x向直线模组2、y向直线模组3、大理石基准平台4、玻璃盖板支撑板5、固定板51、载物平台6、安装平板61、连接竖板62、容置腔63、光学玻璃盖板7、玻璃盖板把手8、玻璃盖板放置孔9、激光扫描系统10。
具体实施方式
15.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
16.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
17.如图1-2所示，一种梗丝三维形态尺寸检测装置，其包括矩形机架1、x向直线模组2、y向直线模组3、大理石基准平台4、玻璃盖板支撑板5、固定板51、载物平台6、安装平板61、连接竖板62、容置腔63、光学玻璃盖板7、玻璃盖板把手8、玻璃盖板放置孔9、激光扫描系统
10，其特征在于：矩形机架1的底部框架的x向梁上设置有x向直线模组2，x向直线模组2上安装有y向直线模组3，y向直线模组3上安装有载物平台6，载物平台6包括安装平板61、连接竖板62、玻璃盖板支撑板5、固定板51，安装平板61通过连接竖板62与璃盖板支撑板5、固定板51相连接，安装平板61与y向直线模组3平行设置，安装平板61的左端设置有容置腔63，容置腔63内安装有大理石基准平台4，大理石基准平台4与容置腔63的右端壁之间形成有玻璃盖板放置孔9，玻璃盖板放置孔9内放置有光学玻璃盖板7，光学玻璃盖板7的外表面设置有玻璃盖板把手8，玻璃盖板支撑板5与安装平板61的右端之间构成凹槽，光学玻璃盖板7的部分设置于该凹槽内，玻璃盖板支撑板5、固定板51分别设置于连接竖板62的左右两端，固定板51通过螺纹连接件安装于y向直线模组3的螺母滑块上，载物平台6的上方设置有激光扫描系统10，激光扫描系统10安装于矩形机架1的顶部框架的x向梁上。
18.大理石基准平台4表面分为3
×
3的9个模块单元，每个模块单元放置1根梗丝；大理石基准平台4稳定性好、硬度高，可在外界条件变化时保持高精度。
19.大理石基准平台4安装于载物平台6上的容置腔63内，载物平台6带动大理石基准平台4移动以实现梗丝取放及扫描检测动作。在使用激光照射时，通过y向直线模组3带动大理石基准平台4在y轴方向移动，实现大理石基准平台4上单列3根梗丝的扫描检测。完成单列梗丝扫描检测后，x向直线模组2带动y向直线模组3移动，使另一列梗丝处于激光扫描区域，重复y向单列梗丝扫描，直至完成全部梗丝的扫描检测。
20.光学玻璃盖板7放置于载物平台6上，放置梗丝后，通过光学玻璃盖板7向梗丝施加一定压力，使梗丝平铺于大理石基准平台4上，防止梗丝与大理石基准平台4之间存在空隙，造成梗丝厚度尺寸检测产生误差。光学玻璃盖板7采用无色光学玻璃，对扫描激光有高透过性，以保证梗丝轮廓点云数据可完整包含梗丝三维尺寸数据。
21.光学玻璃盖板7外表面安装有玻璃盖板把手8，在取放梗丝时，便于拿取光学玻璃盖板7；在光学玻璃盖板7搁置时，光学玻璃盖板7的一端容置于玻璃盖板放置孔9中，另一端的端部抵接于玻璃盖板支撑板5的上表面。如果直接用手拿取光学玻璃盖板7，其表面容易沾染指纹或汗渍，导致对检测结果造成影响/误差。
22.通过玻璃盖板放置孔9、玻璃盖板支架5的设计，光学玻璃盖板7搁置时通过玻璃盖板放置孔9倾斜地放置于玻璃盖板支架5上；在取放梗丝时，可用于光学玻璃盖板7的放置，避免光学玻璃盖板7放置别处发生沾染，影响测量精度。
23.激光扫描系统10照射区域为下方大理石基准平台4上表面，其通过向梗丝照射激光，并接受反射激光，获取梗丝表面点云数据，从而测得梗丝三维形态尺寸。通过x向直线模组2和 y向直线模组3在x轴方向与y轴方向移动，从而带动大理石基准平台4上每个模块单元上的梗丝被激光扫描系统10照射以采集完整点云数据。
24.x向直线模组2、y向直线模组3包括伺服电机、螺杆、螺母滑块、导轨、行程定位器。
25.所述激光扫描系统（10）的激光照射角度可调节，激光与大理石基准平台（4）上表面的法线之间的角度为0-30
°
。
26.本发明的一种梗丝三维形态尺寸检测装置，其通过x向直线模组与y向直线模组带动载物平台6在x轴方向与y轴方向移动，实现激光扫描系统10对大理石基准平台4上表面的9根梗丝表面进行照射并接受反射数据，从而获取梗丝表面三维点云数据，进一步分析可得梗丝三维形态尺寸，其检测精度达到0.01mm。光学玻璃盖板7外表面安装有玻璃盖板把手8，
在取放梗丝时，便于拿取光学玻璃盖板7；在光学玻璃盖板7搁置时，光学玻璃盖板7的一端容置于玻璃盖板放置孔9中，另一端的端部抵接于玻璃盖板支撑板5的上表面。如果直接用手拿取光学玻璃盖板7，其表面容易沾染指纹或汗渍，导致对检测结果造成影响/误差。
27.本发明的一种梗丝三维形态尺寸检测装置，其相对于现有的机器视觉检测装置或激光检测装置，提高了检测精度与检测效率，为梗丝使用提供精确三维形态尺寸指标定量标准，提高卷烟质量；且制造成本低廉、对工人使用基础要求低、操作简便、实用性强。
28.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、水平、竖直等）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的“连接”可以是直接连接，也可以是间接连接，所述的“设置”、“设置于”、“设于”可以是直接设于，也可以是间接设于。
29.上述实施方式是对本发明的说明，不是对本发明的限定，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。