水松纸片长度检测装置、方法和卷接机

摘要

本发明公开了一种水松纸片长度检测装置、方法和卷接机，涉及烟草自动化控制领域。该装置包括：轴编码器、光电检测器和主控设备；轴编码器的转轴和水松纸辊的传动轴相连接，该轴编码器跟随该水松纸辊转动，并向主控设备发送脉冲信号；光电检测器用于当检测到在水松纸辊上被切割后的水松纸片时，向主控设备发送光电检测信号；主控设备用于获取轴编码器在光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量M，并与当水松纸片长度正常时所获取的轴编码器在光电检测信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量M0进行比较，并根据比较结果确定水松纸片长度是否正常。本发明实现了对水松纸片长度是否正常的检测。

权利要求

1.一种水松纸片长度检测装置，其特征在于，包括：轴编码器、光电检测器和主控设备；

所述轴编码器的转轴和水松纸辊的传动轴相连接，所述轴编码器跟随所述水松纸辊转动，并向所述主控设备发送脉冲信号；

所述光电检测器用于当检测到在所述水松纸辊上被切割后的水松纸片时，向所述主控设备发送光电检测信号；

所述主控设备用于获取所述轴编码器在所述光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量M，并与当水松纸片长度正常时所获取的所述轴编码器在光电检测信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量M0进行比较，并根据比较结果确定所述水松纸片长度是否正常；

所述水松纸片长度检测装置还包括：

负压调节设备，与所述主控设备的输出端电连接，并与所述水松纸辊的负压腔连通；

其中，所述主控设备当根据比较结果确定所述水松纸片长度不正常时，向所述负压调节设备发送控制信号；所述负压调节设备在接收到所述控制信号后，通过调节自身的实际开度来调节所述水松纸辊内的负压，从而调节所述水松纸片的长度。

2.根据权利要求1所述的水松纸片长度检测装置，其特征在于，若│M-M0│≤N，则所述主控设备确定所述水松纸片的长度正常；

若M-M0＞N，则所述主控设备确定所述水松纸片的长度过长；

若M-M0＜-N，则所述主控设备确定所述水松纸片的长度过短；

其中，N为所述水松纸片的允许偏移长度所对应的脉冲信号数量。

3.根据权利要求2所述的水松纸片长度检测装置，其特征在于，所述主控设备在确定所述水松纸片的长度正常后保持所述负压调节设备的开度不变，从而保持水松纸辊内的负压不变；

所述主控设备在确定所述水松纸片的长度过长后控制减小所述负压调节设备的开度，从而减小所述水松纸辊内的负压；或者所述主控设备在确定所述水松纸片的长度过短后控制增加所述负压调节设备的开度，从而增加所述水松纸辊内的负压。

4.根据权利要求1所述的水松纸片长度检测装置，其特征在于，所述负压调节设备包括：金属管、金属片、连杆、角度传感器、步进电机和步进电机控制器；

其中，所述金属片的直径小于所述金属管的内径，所述金属片在所述金属管内，所述金属片和所述金属管正切面的夹角为所述负压调节设备的开度；

所述步进电机控制器与所述步进电机电连接，用于控制所述步进电机转动；所述步进电机的转轴通过所述连杆与所述金属片连接；

所述角度传感器用于检测连杆的转动角度，从而得到所述负压调节设备的实际开度，并将所述实际开度传送至所述主控设备。

5.根据权利要求4所述的水松纸片长度检测装置，其特征在于，所述主控设备从所述角度传感器实时接收所述负压调节设备的实际开度，判断所述实际开度是否等于期望开度；如果不相等，则向所述步进电机控制器发送控制信号；

所述步进电机控制器在接收到所述控制信号后，控制所述步进电机转动，从而控制所述金属片转动，调节所述负压调节设备的实际开度，直至将所述实际开度调节到等于所述期望开度；

其中，所述期望开度是为了使得所述水松纸片的长度被调节到正常长度所需要的所述负压调节设备的开度。

6.根据权利要求1所述的水松纸片长度检测装置，其特征在于，所述主控设备通过依次增加或依次减小预定开度值的控制方式控制调节所述负压调节设备的开度，从而调节所述水松纸辊内的负压。

7.根据权利要求1所述的水松纸片长度检测装置，其特征在于，所述水松纸辊的负压腔包括：一段负压腔和二段负压腔；所述一段负压腔内的负压作用于所述水松纸辊的一段区域，所述二段负压腔内的负压作用于所述水松纸辊的二段区域；

其中，所需调节的负压为所述一段负压腔内的负压，所述二段负压腔内的负压不变。

8.一种卷接机，其特征在于，包括：如权利要求1至7任意一项所述的水松纸片长度检测装置。

9.一种水松纸片长度检测方法，其特征在于，包括：将轴编码器的转轴和水松纸辊的传动轴相连接，使得所述轴编码器跟随所述水松纸辊转动，获得所述轴编码器的脉冲信号；

获得当光电检测器检测到在所述水松纸辊上被切割后的水松纸片时所发送的光电检测信号；

获取所述轴编码器在所述光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量M，并与当水松纸片长度正常时所获取的所述轴编码器在光电检测信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量M0进行比较，并根据比较结果确定所述水松纸片长度是否正常；以及当根据比较结果确定所述水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的实际开度，以调节水松纸辊内的负压，从而调节所述水松纸片的长度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据比较结果确定所述水松纸片长度是否正常步骤包括：若│M-M0│≤N，则确定所述水松纸片的长度正常；

若M-M0＞N，则确定所述水松纸片的长度过长；

若M-M0＜-N，则确定所述水松纸片的长度过短；

其中，N为所述水松纸片的允许偏移长度所对应的脉冲信号数量。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：在确定所述水松纸片的长度正常后保持所述负压调节设备的开度不变，从而保持水松纸辊内的负压不变；

当根据比较结果确定所述水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的开度的步骤包括：在确定所述水松纸片的长度过长后控制减小所述负压调节设备的开度，从而减小所述水松纸辊内的负压；或者在确定所述水松纸片的长度过短后控制增加所述负压调节设备的开度，从而增加所述水松纸辊内的负压。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当根据比较结果确定所述水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的开度的步骤包括：实时获取所述负压调节设备的实际开度；以及

判断所述实际开度是否等于期望开度，如果不相等，则控制调节所述负压调节设备的实际开度，直至将所述实际开度调节到等于所述期望开度；

其中，所述期望开度是为了使得所述水松纸片的长度被调节到正常长度所需要的所述负压调节设备的开度。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

其中，通过依次增加或依次减小预定开度值的控制方式控制调节所述负压调节设备的开度，从而调节所述水松纸辊内的负压。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述水松纸辊的负压腔包括：一段负压腔和二段负压腔；所述一段负压腔内的负压作用于所述水松纸辊的一段区域，所述二段负压腔内的负压作用于所述水松纸辊的二段区域；

其中，所需调节的负压为所述一段负压腔内的负压，所述二段负压腔内的负压不变。

说明书

水松纸片长度检测装置、方法和卷接机

技术领域

[0001] 本发明涉及烟草自动化控制领域，特别涉及一种水松纸片长度检测装置、方法和卷接机。

背景技术

[0002] PROTOS1-8卷接机是德国HUANI公司制造的高速卷接机，机器每运行一个周期，完成一张水松纸片的切割，然后包裹在烟支上，如图1和图2，水松纸的运行和切割过程如下：

[0003] 压紧辊2将水松纸4紧压在拉纸辊3上，拉纸辊3由机器主传动带动，将水松纸4从水松纸卷盘1中拉出，水松纸4和拉纸辊3保持同步。机器每运行一个周期，拉纸辊3转动的距离固定为L1，则长度为L1的水松纸4被拉出。

[0004] 水松纸辊5由机器主传动带动，机器每运行一个周期，水松纸辊5顺时针转动1/12圈，转动的距离固定为L2，且L2＞L1。水松纸辊5上固定有12个完全相同的且均匀分布的负压块10，相邻负压块10的距离为L2(需要说明的是，这里相邻负压块的距离指的是相邻负压块的中心在圆周上的距离)。

[0005] 大小固定的负压被通入到水松纸辊5中的负压腔8中，负压腔8是固定不动的，即不跟随水松纸辊5转动。负压块10上有负压孔，当负压块10运行至负压腔8作用的区域AC时，负压腔8中的负压将通过负压孔传导至负压块10中。拉纸辊3拉出的水松纸4进入到水松纸辊5中，并被吸附在负压块10上，然后跟随水松纸辊5转动。

[0006] 切刀辊6上有12把均匀分布的切刀9，切刀辊6由机器主传动带动，机器每运行一个周期，切刀辊6逆时针转动1/12圈，在此过程中，切刀辊6上有一把切刀9会和水松纸辊5接触，且相互接触的位置总是负压块10的后端边缘，于是完成一张水松纸片11的切割，切割后的水松纸片11继续吸附在负压块10上随着水松纸辊5运行，然后进入下一个鼓轮，包裹在烟支7上。

发明内容

[0007] 本发明的发明人发现，水松纸辊内负压太大或太小将会使得水松纸片过长或过短。

[0008] 根据本发明的第一方面，提供了一种水松纸片长度检测装置，包括：轴编码器、光电检测器和主控设备；所述轴编码器的转轴和水松纸辊的传动轴相连接，所述轴编码器跟随所述水松纸辊转动，并向所述主控设备发送脉冲信号；所述光电检测器用于当检测到在所述水松纸辊上被切割后的水松纸片时，向所述主控设备发送光电检测信号；所述主控设备用于获取所述轴编码器在所述光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量M，并与当水松纸片长度正常时所获取的所述轴编码器在光电检测信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量M0进行比较，并根据比较结果确定所述水松纸片长度是否正常。

[0009] 在一个实施例中，若│M-M0│≤N，则所述主控设备确定所述水松纸片的长度正常；若M-M0＞N，则所述主控设备确定所述水松纸片的长度过长；若M-M0＜-N，则所述主控设备确定所述水松纸片的长度过短；其中，N为所述水松纸片的允许偏移长度所对应的脉冲信号数量。

[0010] 在一个实施例中，所述水松纸片长度检测装置还包括：负压调节设备，与所述主控设备的输出端电连接，并与所述水松纸辊的负压腔连通；其中，所述主控设备当根据比较结果确定所述水松纸片长度不正常时，向所述负压调节设备发送控制信号；所述负压调节设备在接收到所述控制信号后，通过调节自身的实际开度来调节所述水松纸辊内的负压，从而调节所述水松纸片的长度。

[0011] 在一个实施例中，所述主控设备在确定所述水松纸片的长度正常后保持所述负压调节设备的开度不变，从而保持水松纸辊内的负压不变；所述主控设备在确定所述水松纸片的长度过长后控制减小所述负压调节设备的开度，从而减小所述水松纸辊内的负压；或者所述主控设备在确定所述水松纸片的长度过短后控制增加所述负压调节设备的开度，从而增加所述水松纸辊内的负压。

[0012] 在一个实施例中，所述负压调节设备包括：金属管、金属片、连杆、角度传感器、步进电机和步进电机控制器；其中，所述金属片的直径小于所述金属管的内径，所述金属片在所述金属管内，所述金属片和所述金属管正切面的夹角为所述负压调节设备的开度；所述步进电机控制器与所述步进电机电连接，用于控制所述步进电机转动；所述步进电机的转轴通过所述连杆与所述金属片连接；所述角度传感器用于检测连杆的转动角度，从而得到所述负压调节设备的实际开度，并将所述实际开度传送至所述主控设备。

[0013] 在一个实施例中，所述主控设备从所述角度传感器实时接收所述负压调节设备的实际开度，判断所述实际开度是否等于期望开度；如果不相等，则向所述步进电机控制器发送控制信号；所述步进电机控制器在接收到所述控制信号后，控制所述步进电机转动，从而控制所述金属片转动，调节所述负压调节设备的实际开度，直至将所述实际开度调节到等于所述期望开度；其中，所述期望开度是为了使得所述水松纸片的长度被调节到正常长度所需要的所述负压调节设备的开度。

[0014] 在一个实施例中，所述主控设备通过依次增加或依次减小预定开度值的控制方式控制调节所述负压调节设备的开度，从而调节所述水松纸辊内的负压。

[0015] 在一个实施例中，所述水松纸辊的负压腔包括：一段负压腔和二段负压腔；所述一段负压腔内的负压作用于所述水松纸辊的一段区域，所述二段负压腔内的负压作用于所述水松纸辊的二段区域；其中，所需调节的负压为所述一段负压腔内的负压，所述二段负压腔内的负压不变。

[0016] 本发明的水松纸片长度检测装置实现了对水松纸片的长度是否正常的检测。

[0017] 进一步地，在水松纸片的长度不正常的情况下，通过对水松纸辊内的负压的调节，从而可以将水松纸片的长度调节到允许的误差范围内，保证烟支质量。

[0018] 根据本发明的第二方面，提供了一种卷接机，包括：如前所述的水松纸片长度检测装置。

[0019] 根据本发明的第三方面，提供了一种水松纸片长度检测方法，包括：将轴编码器的转轴和水松纸辊的传动轴相连接，使得所述轴编码器跟随所述水松纸辊转动，获得所述轴编码器的脉冲信号；获得当光电检测器检测到在所述水松纸辊上被切割后的水松纸片时所发送的光电检测信号；以及获取所述轴编码器在所述光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量M，并与当水松纸片长度正常时所获取的所述轴编码器在光电检测信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量M0进行比较，并根据比较结果确定所述水松纸片长度是否正常。

[0020] 在一个实施例中，根据比较结果确定所述水松纸片长度是否正常步骤包括：若│M-M0│≤N，则确定所述水松纸片的长度正常；若M-M0＞N，则确定所述水松纸片的长度过长；若M-M0＜-N，则确定所述水松纸片的长度过短；其中，N为所述水松纸片的允许偏移长度所对应的脉冲信号数量。

[0021] 在一个实施例中，所述方法还包括：当根据比较结果确定所述水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的实际开度，以调节水松纸辊内的负压，从而调节所述水松纸片的长度。

[0022] 在一个实施例中，所述方法还包括：在确定所述水松纸片的长度正常后保持所述负压调节设备的开度不变，从而保持水松纸辊内的负压不变；当根据比较结果确定所述水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的开度的步骤包括：在确定所述水松纸片的长度过长后控制减小所述负压调节设备的开度，从而减小所述水松纸辊内的负压；或者在确定所述水松纸片的长度过短后控制增加所述负压调节设备的开度，从而增加所述水松纸辊内的负压。在一个实施例中，当根据比较结果确定所述水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的开度的步骤包括：实时获取所述负压调节设备的实际开度；以及判断所述实际开度是否等于期望开度，如果不相等，则控制调节所述负压调节设备的实际开度，直至将所述实际开度调节到等于所述期望开度；其中，所述期望开度是为了使得所述水松纸片的长度被调节到正常长度所需要的所述负压调节设备的开度。

[0023] 在一个实施例中，其中，通过依次增加或依次减小预定开度值的控制方式控制调节所述负压调节设备的开度，从而调节所述水松纸辊内的负压。

[0024] 在一个实施例中，所述水松纸辊的负压腔包括：一段负压腔和二段负压腔；所述一段负压腔内的负压作用于所述水松纸辊的一段区域，所述二段负压腔内的负压作用于所述水松纸辊的二段区域；其中，所需调节的负压为所述一段负压腔内的负压，所述二段负压腔内的负压不变。

[0025] 本发明的水松纸片长度检测方法实现了对水松纸片的长度是否正常的检测。

[0026] 进一步地，在水松纸片的长度不正常的情况下，通过对水松纸辊内的负压的调节，从而可以将水松纸片的长度调节到允许的误差范围内，保证烟支质量。

[0027] 通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

[0028] 构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

[0029] 参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

[0030] 图1是示意性地示出卷接机中水松纸输送和切割的示意图。

[0031] 图2是示意性地示出水松纸辊和切刀辊的示意图。

[0032] 图3是示意性地示出在水松纸的切割过程中切割出的水松纸片过长的示意图。

[0033] 图4是示意性地示出在水松纸的切割过程中切割出的水松纸片过短的示意图。

[0034] 图5是示意性地示出根据本发明一个实施例的轴编码器的示意图。

[0035] 图6是示意性地示出根据本发明一个实施例的轴编码器的输出信号示意图。

[0036] 图7是示意性地示出根据本发明一个实施例的水松纸片长度检测装置的结构连接图。

[0037] 图8是示出在水松纸片长度正常情况下所检测的脉冲信号示意图。

[0038] 图9是示出实际检测水松纸片长度是否正常时所检测的脉冲信号示意图。

[0039] 图10是示意性地示出根据本发明另一个实施例的水松纸片长度检测装置的结构连接图。

[0040] 图11是示意性地示出根据本发明另一个实施例的水松纸片长度检测装置的安装示意图。

[0041] 图12是示出根本发明一个实施例的水松纸片长度检测方法的流程图。

[0042] 图13是示出根本发明另一个实施例的水松纸片长度检测方法的流程图。

具体实施方式

[0043] 现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

[0044] 同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

[0045] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

[0046] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

[0047] 在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

[0048] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

[0049] 本发明的发明人结合图1和图2研究了水松纸运行和切割的特点，如下：

[0050] (1)未切割的水松纸和的水松纸辊之间发生相对滑动，切割后的水松纸片和水松纸辊同步。

[0051] 由于L2＞L1，即机器每运行一个机器周期，水松纸辊5运行的距离L2总是大于拉纸辊3拉出并进入到水松纸辊5的水松纸4的长度L1，因此水松纸辊5上未切割的水松纸4和水松纸辊5之间总是发生相对滑动，水松纸辊5的运行总是要超前于水松纸4，在一个机器周期内，二者滑动的相对距离固定为L2-L1。

[0052] 切割后的水松纸片11继续吸附在负压块10上，水松纸片11只受到水松纸辊5的作用，不再受拉纸辊3的作用，因此水松纸片11和水松纸辊5保持同步。

[0053] (2)切割后的水松纸片的长度是固定的。

[0054] 正常情况下，机器每运行一个周期，长度L1的水松纸4进入到水松纸辊5中并被切割成水松纸片11，因此切割后的水松纸片11的长度固定为L1。

[0055] (3)水松纸片之间存在间隙，且间隙长度是固定的。

[0056] 正常情况下，切割后的水松纸片11后端边缘和负压块10后端边缘总是平齐的，每片水松纸片11的长度是固定的L1，相邻负压块10的距离是固定的L2，且L2＞L1，因此在水松纸辊5上，相邻的水松纸片11之间总是存在间隙，且间隙的长度等于L2-L1。

[0057] 上述水松纸片11的特点使得水松纸片11能够准确的包裹在烟支7上，从而保证烟支质量。

[0058] 本发明的发明人还研究了水松纸运行切割的缺陷，如下：

[0059] 如图1和图2，在水松纸辊5上，有负压的水松纸辊5表面区域可分为两段：一段区域和二段区域。(1)未切割的水松纸4能够到达的且能被负压作用的水松纸辊5的表面区域称为一段区域。如图2所示，当切刀辊6上的一把切刀9刚好切割水松纸4时，刚被切割出的水松纸片以及未被切割的水松纸4所覆盖的水松纸辊5的表面区域AB即为一段区域。(2)未切割的水松纸4不能够到达的且能被负压作用的水松纸辊5的表面区域称为二段区域。如图2所示，BC段即为二段区域。

[0060] 在卷接机(例如PROTOS1-8卷接机)中，水松纸辊5的负压腔8只有一个，因此一段区域AB和二段区域BC的负压是完全相同的。在二段区域BC，水松纸片11只由水松纸辊5带动，二者是完全同步的，因此对二段区域负压没有特别的要求，只要能将水松纸片11吸住即可。在一段区域AB，水松纸4同时受到拉纸辊3和水松纸辊5的作用，拉纸辊3的速度小于水松纸辊5的速度，从而导致水松纸4和水松纸辊5总是发生相对滑动，且水松纸4的运行总是要滞后于水松纸辊5，于是水松纸4受到的拉力等于水松纸辊5与水松纸4之间的滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小与水松纸辊5和水松纸4之间的压力成正关系，该压力与一段区域负压大小成正关系，因此：一段区域负压越大，水松纸辊5与水松纸4之间的压力越大，则水松纸辊5与水松纸4之间的滑动摩擦力越大，也就是水松纸4受到的拉力越大；反之一段区域负压越小，水松纸4受到的拉力越小。

[0061] 本发明的发明人还研究发现，水松纸4受到的拉力大小会对水松纸4的运行产生影响，进而影响水松纸片11的长度，具体如下：

[0062] (1)一段区域负压太大会使水松纸片变长。

[0063] 如图3所示，当一段区域负压太大时，水松纸辊5对水松纸4的拉力比较大，水松纸4被拉伸的程度较大，从而导致水松纸4运行的距离加长，即在一个机器周期内，进入到水松纸辊5的水松纸4长度会大于L1，于是经过切割后，水松纸片11的长度大于L1。

[0064] (2)一段区域负压太小会使水松纸片变短。

[0065] 如图4所示，当一段区域负压太小时，水松纸辊5对水松纸4的拉力比较小，水松纸4由于无法及时进入到水松纸辊5中，从而导致水松纸4运行的距离变短，即在一个机器周期内，进入到水松纸辊5的水松纸4长度会小于L1，于是经过切割后，水松纸片11的长度小于L1。

[0066] 长度不正常(太长或太短)的水松纸片会造成烟支质量缺陷。

[0067] 图5是示意性地示出根据本发明一个实施例的轴编码器的示意图。图6是示意性地示出根据本发明一个实施例的轴编码器的输出信号示意图。如图5和图6所示，轴编码器(例如增量式编码器)50的转轴51每转动一圈，信号端52将均匀的输出n个脉冲信号(例如增量脉冲信号)，n由轴编码器50的型号决定。

[0068] 图7是示意性地示出根据本发明一个实施例的水松纸片长度检测装置的结构连接图。图8是示出在水松纸片长度正常情况下所检测的脉冲信号示意图。图9是示出实际检测水松纸片长度是否正常时所检测的脉冲信号示意图。下面结合图7至图9详细说明本发明一个实施例的水松纸片长度检测装置。

[0069] 如图7所示，该水松纸片长度检测装置可以包括：轴编码器50、光电检测器60和主控设备70。该轴编码器50例如可以为增量式编码器。该主控设备70例如可以为PLC(可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)。

[0070] 该轴编码器50的转轴和水松纸辊5的传动轴相连接，该轴编码器50跟随水松纸辊5转动，并向主控设备70发送脉冲信号(脉冲信号例如如图8和图9所示)。例如，以增量式编码器为例，将增量式编码器的转轴和水松纸辊的传动轴相连接，水松纸辊每转动一圈，增量式编码器的转轴跟着转动一圈，信号端均匀输出n个脉冲信号。需要说明的是，本发明中的轴编码器除了可以采用增量式编码器，还可以采用绝对式编码器，例如，可以将绝对式编码器输出的数字信号(例如1、2……n)看作脉冲信号，从而也可以用于实现本发明的水松纸片长度检测装置。

[0071] 该光电检测器60与主控设备70电连接。该光电检测器60用于当检测到在水松纸辊5上被切割后的水松纸片时，向主控设备70发送光电检测信号。例如，该光电检测器60对准水松纸辊5上的二段区域BC，当检测到有水松纸片时，光电检测器输出24VDC(Direct Current，直流电)信号，其余情况无信号输出。在一个实施例中，当光电检测信号出现上升沿时，光电检测器检测到了水松纸片的前端边缘，接着当光电检测信号出现下降沿时，光电检测器检测到了该水松纸片的后端边缘。

[0072] 该主控设备70用于获取轴编码器50在光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量M(如图9所示)，并与当水松纸片长度正常时所获取的轴编码器在光电检测信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量M0(如图8所示)进行比较，并根据比较结果确定水松纸片长度是否正常。例如，可以在确定水松纸片长度正常的情况下，获取轴编码器在光电检测器信号上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量M0，将其作为标准参数提前存储在主控设备中。

[0073] 在该实施例中，通过获取轴编码器在光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量，并与当水松纸片长度正常时所获取的轴编码器在光电检测器信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量进行比较，从而可以判断出水松纸片长度是否正常，实现了对水松纸片长度是否正常的检测。

[0074] 在一个实施例中，若│M-M0│≤N，则主控设备70确定水松纸片的长度正常。若M-M0＞N，则主控设备70确定水松纸片的长度过长。若M-M0＜-N，则主控设备70确定水松纸片的长度过短。其中，N为水松纸片的允许偏移长度所对应的脉冲信号数量。该参数N可以根据实际需要来设定。在该实施例中，通过比较M和M0的差值与N的大小关系，实现了对水松纸片长度是否正常的判断，以及在检测出在水松纸片长度异常的情况下，判断出长度是过长还是过短。

[0075] 图10是示意性地示出根据本发明另一个实施例的水松纸片长度检测装置的结构连接图。图11是示意性地示出根据本发明另一个实施例的水松纸片长度检测装置的安装示意图。下面结合图10和图11详细描述根据本发明另一个实施例的水松纸片长度检测装置。

[0076] 如图10所示，该水松纸片长度检测装置可以包括：轴编码器50、光电检测器60和主控设备70。轴编码器(例如增量式编码器)50的转轴和水松纸辊5的传动轴相连接，水松纸辊5每转动一圈，轴编码器5的转轴跟着转动一圈，信号端均匀输出n个脉冲信号。如图11所示，光电检测器60对准水松纸辊5上的二段区域BC，该光电检测器60用于检测切割后的水松纸片11，当检测到有水松纸片11时，光电检测器60输出光电检测信号(例如24VDC信号)至主控设备70，其余情况可以无信号输出。

[0077] 在一个实施例中，如图10所示，该水松纸片长度检测装置还可以包括：负压调节设备80。该负压调节设备80与主控设备70的输出端电连接，并与水松纸辊的负压腔连通(后面将结合图11详细描述)。其中，主控设备70当根据比较结果确定水松纸片长度不正常(例如，过长或过短)时，向负压调节设备80发送控制信号。该负压调节设备80在接收到该控制信号后，通过调节自身的实际开度来调节水松纸辊内的负压，从而调节所述水松纸片的长度。在该实施例中，通过调节负压调节设备的开度来调节水松纸辊内的负压，从而可以调节被切割后的水松纸片的长度，使得该水松纸片长度能够在允许的误差范围内，保障烟支质量。

[0078] 在一个实施例中，主控设备70在确定水松纸片的长度正常后保持负压调节设备80的开度不变，从而保持水松纸辊内的负压不变。主控设备70在确定水松纸片的长度过长后控制减小负压调节设备80的开度，从而减小水松纸辊内的负压。主控设备70在确定水松纸片的长度过短后控制增加负压调节设备80的开度，从而增加水松纸辊内的负压。通过调节水松纸辊内的负压，从而可以调节未切割的水松纸所受到的摩擦力，从而在检测到水松纸片过长时减小摩擦力，在检测到水松纸片过短时增加摩擦力，最终可以调节水松纸片的长度。

[0079] 在一个实施例中，如图10和图11所示，该负压调节设备80可以包括：金属管804、金属片805、连杆806、角度传感器803、步进电机802和步进电机控制器801。

[0080] 优选地，该金属管804为圆柱形金属管，该金属片805为圆形金属片。该金属片805的直径小于(优选地，略小于)该金属管804的内径。该金属片805在该金属管804内，该金属片805和该金属管804正切面(该正切面可以是正圆)的夹角为负压调节设备80的开度k。0°≤k≤90°，开度k越大，金属管804两端连通程度越高。

[0081] 该步进电机控制器801与步进电机802电连接，用于控制该步进电机转动。该步进电机801的转轴通过连杆806与金属片805连接。因此可以通过步进电机801来改变金属片805的角度位置，即可改变负压调节设备的开度k。

[0082] 该角度传感器803与主控设备70的输入端电连接。该角度传感器803用于检测连杆806的转动角度，从而得到负压调节设备80的实际开度，并将该实际开度传送至主控设备
70。在该实施例中，角度传感器803可以检测连杆806的角度位置，从而检测出圆形金属片的角度位置，即可检测出负压调节设备的开度k。

[0083] 在一个实施例中，主控设备70从角度传感器803实时接收负压调节设备80的实际开度，判断该实际开度是否等于期望开度；如果不相等，则向步进电机控制器801发送控制信号。该步进电机控制器801在接收到该控制信号后，控制步进电机802转动，从而控制金属片805转动，调节该负压调节设备80的实际开度，直至将实际开度调节到等于期望开度。其中，该期望开度是为了使得水松纸片的长度被调节到正常长度所需要的负压调节设备的开度。该实施例中通过闭环控制实现了将负压调节设备的实际开度调整到期望开度的目的。

[0084] 需要说明的是，该期望开度可以是设定值，也可以是通过运算获得的开度值。例如该期望开度可以使得检测到的脉冲信号的实际数量M与标准数量M0相等或近似相等(在允许的误差范围内)，即使得水松纸片的长度正常。

[0085] 还需要说明的是，这里所述的将实际开度调节到等于期望开度，包括但不限于将实际开度调节到绝对地等于期望开度，例如还可以存在一定的误差，就像在“等于”前面加上“基本上”的描述一样。

[0086] 在一个实施例中，可以对水松纸辊的负压腔进行改造。如图11所示，将负压腔8分割为一段负压腔22和二段负压腔23，一段负压腔22内的负压作用于一段区域AB，二段负压腔23内的负压作用于二段区域BC。对于一段负压腔负压，负压通入到负压调节设备80的一端，另一端接入到一段负压腔22。于是通过改变负压调节设备80的开度k，就可以改变一段负压腔22的负压大小，从而改变一段区域AB的负压大小。对于二段负压腔负压，大小固定的负压通入到二段负压腔23，从而使得二段区域BC的负压保持恒定。

[0087] 在上述实施例中，所需调节的负压为一段负压腔22内的负压，二段负压腔23内的负压不变。通过使得二段负压腔内的负压不变，而只调节一段负压腔内的负压，从而可以减小负压调节量(即不需要调节整个负压腔的负压，而只需调节一部分负压即可)，并且可以使得一段区域和二段区域上水松纸片受到的负压互不影响。

[0088] 需要说明的是，本发明的装置除了可以单独调节一段负压腔内的负压之外，也可以不对负压腔做上述改造，即也可以调节整个负压腔的负压，因此本发明的范围并不仅限于此。

[0089] 在一个实施例中，主控设备70可以通过依次增加或依次减小预定开度值的控制方式控制调节负压调节设备80的开度，从而调节水松纸辊内的负压。

[0090] 下面结合图10和图11详细描述本发明一个实施例的水松纸片长度检测装置的工作过程。

[0091] 首先，测量出长度正常的水松纸片对应的增量脉冲数M0。如图11所示，人为保证水松纸4的切割正常，运行机器，使得水松纸辊5上一张正常的水松纸片11从光电检测器60中经过。当光电检测器60的信号出现上升沿时，光电检测器60检测到了一张水松纸片11的前端边缘，接着当光电检测器60信号出现下降沿时，光电检测器60检测到了该水松纸片11的后端边缘。于是获取轴编码器(例如增量式编码器)50在光电检测器60信号上升沿和下降沿之间输出的脉冲数M0(作为标准数量)。M0可以代表一张正常的水松纸片11的长度。该过程可以只需要进行一次即可，例如，在第一次装设本装置时进行该过程。

[0092] 接下来，对水松纸辊一段区域负压进行调整。

[0093] (1)停机时，使一段区域负压保持恒定，K0为负压调节设备的初始开度，例如45°。如果轴编码器50没有脉冲信号输出，表明机器处于停机状态，则使实际开度K＝K0。

[0094] (2)机器运行时，实时调整一段区域负压。N为水松纸片11的允许偏移长度所对应的脉冲信号数量。K1为负压调节设备开度的单次调整值(可以作为前面所述的预定开度值)。

[0095] 如果轴编码器有脉冲信号输出，则机器处于运行状态，于是：实时获取轴编码器50在光电检测器60信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量M，则M可以代表水松纸片11的实时长度。

[0096] 1)如果│M-M0│≤N，则主控设备确定水松纸片11长度正常，一段区域负压合适，此时使得K＝K，即保持负压调节设备的开度不变。

[0097] 2)如果M-M0＞N，则主控设备确定水松纸片11长度过长，一段区域负压太大导致该种情况出现，于是使得K＝K-K1，即减小一段区域负压。

[0098] 3)如果M-M0＜-N，则主控设备确定水松纸片11长度过短，一段区域负压太小导致该种情况出现，于是使得K＝K+K1，即增大一段区域负压。

[0099] 在上述实施例中，测量出切割后的水松纸片的长度，当水松纸片长度太长时，减小一段区域的负压，当水松纸片的长度太短时，增大一段区域的负压，从而可以保证切割后的水松纸长度稳定在允许范围内，保障烟支质量。

[0100] 本发明还提供了一种卷接机，包括：如前所述的水松纸片长度检测装置。

[0101] 图12是示出根本发明一个实施例的水松纸片长度检测方法的流程图。

[0102] 在步骤S121，将轴编码器的转轴和水松纸辊的传动轴相连接，使得该轴编码器跟随水松纸辊转动，获得该轴编码器的脉冲信号。

[0103] 在步骤S122，获得当光电检测器检测到在水松纸辊上被切割后的水松纸片时所发送的光电检测信号。

[0104] 在步骤S123，获取轴编码器在光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量M，并与当水松纸片长度正常时所获取的该轴编码器在光电检测信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量M0进行比较，并根据比较结果确定水松纸片长度是否正常。

[0105] 在该实施例中，通过获取轴编码器在光电检测信号的上升沿与下降沿之间输出的脉冲信号的实际数量，并与当水松纸片长度正常时所获取的轴编码器在光电检测器信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲信号的标准数量进行比较，从而可以判断出水松纸片长度是否正常，实现了对水松纸片长度是否正常的检测。

[0106] 在一个实施例中，根据比较结果确定水松纸片长度是否正常步骤可以包括：若│M-M0│≤N，则确定水松纸片的长度正常；若M-M0＞N，则确定水松纸片的长度过长；若M-M0＜-N，则确定水松纸片的长度过短；其中，N为水松纸片的允许偏移长度所对应的脉冲信号数量。

[0107] 在一个实施例中，上述水松纸片长度检测方法还可以包括：当根据比较结果确定水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的实际开度，以调节水松纸辊内的负压，从而调节水松纸片的长度。该实施例可以保证切割后的水松纸长度稳定在允许范围内，保障烟支质量。

[0108] 在一个实施例中，上述水松纸片长度检测方法还可以包括：在确定水松纸片的长度正常后保持负压调节设备的开度不变，从而保持水松纸辊内的负压不变。在一个实施例中，当根据比较结果确定水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的开度的步骤可以包括：在确定水松纸片的长度过长后控制减小负压调节设备的开度，从而减小水松纸辊内的负压；或者在确定水松纸片的长度过短后控制增加负压调节设备的开度，从而增加水松纸辊内的负压。通过调节负压调节设备的开度，实现了对水松纸辊内的负压的调节，从而可以调节水松纸片的长度，保证烟支质量。

[0109] 在一个实施例中，当根据比较结果确定水松纸片长度不正常时控制调节负压调节设备的开度的步骤可以包括：实时获取负压调节设备的实际开度；以及判断该实际开度是否等于期望开度，如果不相等，则控制调节负压调节设备的实际开度，直至将该实际开度调节到等于该期望开度。其中，该期望开度是为了使得水松纸片的长度被调节到正常长度所需要的负压调节设备的开度。该实施例中通过闭环控制实现了将负压调节设备的实际开度调整到期望开度的目的。

[0110] 在一个实施例中，可以通过依次增加或依次减小预定开度值的控制方式控制调节负压调节设备的开度，从而调节水松纸辊内的负压。

[0111] 在一个实施例中，水松纸辊的负压腔可以包括：一段负压腔和二段负压腔。该一段负压腔内的负压作用于水松纸辊的一段区域，该二段负压腔内的负压作用于水松纸辊的二段区域。其中，所需调节的负压为一段负压腔内的负压，该二段负压腔内的负压不变。该一段区域为未切割的水松纸能够到达的且能被负压作用的水松纸辊的表面区域，该二段区域为未切割的水松纸不能够到达的且能被负压作用的水松纸辊的表面区域。

[0112] 图13是示出根本发明另一个实施例的水松纸片长度检测方法的流程图。

[0113] 在步骤S1301，判断轴编码器是否输出脉冲信号。如果输出，则过程进入步骤S1302，否则过程进入步骤S1305。

[0114] 在步骤S1302，获取轴编码器在光电检测器信号的上升沿和下降沿之间输出的脉冲数M。

[0115] 在步骤S1303，判断M是否满足│M-M0│≤N。如果是，则过程进入步骤S1308，否则过程进入步骤S1304。

[0116] 在步骤S1304，判断M是否满足M-M0＞N。如果是，则过程进入步骤S1307，否则过程进入步骤S1306。

[0117] 在步骤S1305，使得K＝K0。即，保持负压调节设备的开度等于初始开度。

[0118] 在步骤S1306，使得K＝K+K1。即增大负压调节设备的开度。

[0119] 在步骤S1307，使得K＝K-K1。即减小负压调节设备的开度。

[0120] 在步骤S1308，使得K＝K。即保持负压调节设备的开度不变。

[0121] 在步骤S1309，控制负压调节设备，使实际开度k达到期望开度K。

[0122] 在该实施例中，通过控制负压调节设备的开度达到期望开度，从而可以保证切割后的水松纸长度稳定在允许范围内，保障烟支质量。

[0123] 至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

[0124] 可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

[0125] 虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。