一種高速設備故障診斷拍照系統

摘 要：本文介紹了一種高速設備故障診斷拍照系統，包括圖像采集組件和控制單元，可以在高速設備正常運行過程中，采集到不合格煙包的照片，為維修工處理概率低的偶發故障提供幫助，快速準確的確定設備故障范圍，大幅度提高處理偶發故障的處理效率和準確度。

關鍵詞：診斷;高速;拍照;故障

煙草設備運行速度越來越高，設備故障診斷難度越來越高，對維修人員的技術水平要求也越來越高。目前，人工視覺技術已經發展的較為成熟，在企業特別是外觀檢測方面獲得了大量的應用[1，2，3，4]，如果能夠將人工視覺應用到故障診斷方面，彌補人類視覺的缺陷，適應現如今設備的高速化，一定會取得事半功倍的效果。

1 存在問題

隨著煙草包裝設備運行速度越來越高，維修人員在處理煙包質量問題的難度也越來越高，特別是偶發小概率的煙包質量問題，僅憑肉眼，很多時候無法判斷不合格煙包是在設備的哪個部位產生的，需要多次的維修、驗證，才能最終確定設備有問題的部位，最終完成維修，但是這個過程往往耗時很長，還會產生大量的待處理的煙包，增加消耗，因此，僅僅依靠肉眼去判斷煙包質量問題已經變的越來越不可能，而且效率低下。

為了克服現有的處理高速包裝設備缺乏輔助工具的問題，本文提供一種高速設備故障診斷拍照系統，該系統能夠在設備高速運行過程中采集到不合格煙包的照片，快速、準確的確定設備故障范圍。

2 系統組成及原理[5，6]

該高速設備故障診斷拍照系統包括工業智能相機、照明光源、PLC控制器、工控機、觸摸顯示器、光纖放大器，工業智能相機與照明光源安裝在需要觀測的位置，照明光源與工業智能相機配套，控制器與照相機、照明光源連接，工控機對控制器送入的圖片進行圖像處理和圖像算法，并與標準圖片進行比對。

如圖2所示，工業智能相機與照明光源通過強力萬向支座？？[7，8]安裝在觀測位置，工業智能相機對煙包進行拍照監測，只有光纖放大器檢測到檢測位置存在煙包時，其輸出高電平，有PLC控制器輸出拍照觸發脈沖信號，啟動工業智能相機及照明光源進行頻閃工作。工業智能相機及時對觀測點的煙包進行圖片抓拍，拍攝的圖片經過處理后送入工控機，工控機內的圖像軟件經過圖片灰度及二維化處理，并將其與標準合格煙包圖片進行比對，如果其比對數值小于設定門檻值，系統認為該小盒煙包為正常合格煙包，反之，比對數值大于設定門檻值，系統認為該小盒煙包為缺陷煙包，進行保存。用戶可以通過觸摸顯示屏對檢測的精度及參數進行修改、調整和優化。

對于高速設備，當遇到偶發、小概率質量問題時，由于設備的生產工序很多，整個生產鏈很長，一時無法確定不合格品是在設備的哪個部位產生，可以依靠本故障診斷拍照系統，在生產鏈中的某個部位設定觀測點，調整照明光源位置角度，確保工業智能相機的成像清晰度，然后在屏幕中對門檻值進行設定，這些準備工作做好后就可以開機運行，運行過程中查看不合格圖片，如果有發現不合格品，則證明不合格品是由該檢測點的上游造成的，以此縮小、確定不合格品產生的部位，最終進行維修。

3 使用效果

某煙草工業GDX2包裝機出現過一起小盒撕破的質量問題，概率非常小，一個班1-5包。由于該質量問題屬于偶發故障，且車速較快，維修人員無法進行觀察，只能依靠經驗判斷進行維修，經過多次維修，該質量問題仍然沒有得到根本解決。

利用本文的高速設備故障診斷拍照系統，首先選擇監測點1為六號輪處，經過半個班的運行，在此處發現相同小盒撕破煙包，確定發生該質量問題的設備部位在六號輪之前。于是選擇監測點2為小盒商標第一通道，經過3小時的運行，與監測點2發現相同小盒撕破煙包，確定發生該質量問題的設備部位在商標紙第一通道之前。經過這兩個監測點的檢測，已經大大縮小了發生該質量問題的設備部位，經過最終檢修，確定紙庫問題，維修后故障徹底解決。

參考文獻：

[1] 張軍.煙條外觀檢測系統設計探討[J]. 科技創新導報. 2010（13）

[2] 喬敬，關軍喜.在老式包裝機上加裝缺包檢測系統[J]. 煙草科技. 1999（02）

[3] 謝玲，徐志明. GDX1-8000型包裝機條盒缺包檢測裝置的改進[J]. 煙草科技. 2001（04）

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[7] 高秀華，王志明.工程分析與電子樣機模擬-CATIA V5在工程實踐中的應用，2004.

[8] 成大先.機械設計手冊，2002。

作者簡介：

劉長勝，（1986.07.27）、性別-男、籍貫-河北蔚縣、職稱-助理工程師、研究方向-從事煙草包裝設備管理與維修工作;單位名稱-廈門煙草工業有限責任公司