HASKSM-MOSTOA算法求解烟组推手多目标优化问题

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作者 郑维 林玉红 +1 位作者 慎龙舞 朱文魁 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期219-225,共7页

针对卷烟包装机中烟组推手结构优化设计存在效率低、设计成本高、建模误差大等问题,提出一种基于自适应混合加点Kriging-MOSTOA的多目标优化方法。首先,为提高烟组推手优化代理模型的精度,引入了一种自适应混合加点Kriging代理模型(HASK... 针对卷烟包装机中烟组推手结构优化设计存在效率低、设计成本高、建模误差大等问题,提出一种基于自适应混合加点Kriging-MOSTOA的多目标优化方法。首先,为提高烟组推手优化代理模型的精度,引入了一种自适应混合加点Kriging代理模型(HASKSM)来构建烟组推手设计参数与性能之间的映射关系;其次,融合快速非支配排序策略、多项式变异算子和新的拥挤度距离计算策略,提出一种多目标乌燕鸥优化算法(MOSTOA),用于求解烟组推手多目标优化设计问题。最后,构建基于HASKSM-MOSTOA的烟组多目标优化设计流程,以测试函数和烟组推手工程案例验证了所提方法的可行性。结果表明:MOSTOA算法具有良好的寻优性能;同时,采用HASKSM-MOSTOA方法能够有效提高烟组推手多目标优化设计精度和效率,为提高卷烟包装设备优化设计提供了理论指导。 展开更多

关键词 烟组推手 自适应混合加点 多目标乌燕鸥算法 Kriging代理模型 多目标优化设计

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基于轻量化YOLOv7的GDX2包装机烟组端面缺陷检测技术 被引量：1

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作者 屈永波 张志坚 +5 位作者 王浩 付秋萍 金勇 王诗太 浦健 黄岗 《包装工程》 北大核心 2025年第9期209-216,共8页

目的针对当前卷烟烟组端面缺陷检测技术无法准确识别具体缺陷类型,以及未兼顾识别滤嘴变形或夹沫的局限性,加之在检测精度上存在不足,本文引入一种基于轻量化YOLOv7模型的检测策略。方法在GDX2包装机上设计并安装图像采集系统,通过集成... 目的针对当前卷烟烟组端面缺陷检测技术无法准确识别具体缺陷类型,以及未兼顾识别滤嘴变形或夹沫的局限性,加之在检测精度上存在不足,本文引入一种基于轻量化YOLOv7模型的检测策略。方法在GDX2包装机上设计并安装图像采集系统,通过集成轻量化网络结构ShuffleNetV2、DWConv、DSConv对YOLOv7架构进行定制化改造,有效减少模型参数量,加速训练与推理过程;结合SimAM注意力机制进一步增强模型对轻微缺陷特征的关注能力,显著提升轻微外观缺陷识别的准确性。结果实验结果显示,所提算法参数量下降85%,计算量下降81%,mAP@0.5值达到0.973,缺陷类型中滤嘴变形和夹沫的平均精度分别达到0.978和0.945。在低算力(11.15TFLOPS)环境下,该系统的推理时间低至1.98 ms。结论该技术已经应用于GDX2型卷烟包装机烟组端面缺陷检测,能够有效提升缺陷检测的综合性能,为烟草行业提供兼具高效性与经济性的外观质量控制解决方案。 展开更多

关键词 深度学习 烟支 缺陷检测 轻量化

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BV包装机条烟外观质量检测装置的设计 被引量：9

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作者 蔡培良 何邦贵 +4 位作者 华卫 蒋晓伟 朱正运 吕忠 陈龙军 《包装工程》 CAS 北大核心 2018年第23期143-150,共8页

目的解决BV包装机在生产过程中,容易出现条烟外包透明纸丢失、泡皱、粘贴不牢、反条包装、拉线丢失、拉线错位等外观包装缺陷不能被有效检测及剔除等问题。方法设计一种新型的BV包装机条烟外观视觉检测系统,通过动态图像采集、图像识别... 目的解决BV包装机在生产过程中,容易出现条烟外包透明纸丢失、泡皱、粘贴不牢、反条包装、拉线丢失、拉线错位等外观包装缺陷不能被有效检测及剔除等问题。方法设计一种新型的BV包装机条烟外观视觉检测系统,通过动态图像采集、图像识别与处理、安装支架设计、工业相机安装、触发脉冲采集、剔除装置设计等,实现对外观存在缺陷条烟的自动准确检测剔除。结果该外观视觉检测系统实施后,外观缺陷条烟检测和剔除率≥99.8%,误剔率≤0.01%。结论该外观视觉检测系统能提高产品外观质量,降低物耗,为精益生产、精益加工起到了一定的保障作用,该系统和技术可推广应用于行业内的单机包装设备上。 展开更多

关键词 条烟 外观包装 视觉检测 BV包装机

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超高速硬盒包装机的多工位转盘拓扑优化设计 被引量：5

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作者 杨忠泮 李辉 +5 位作者 李嘉康 吴恋恋 张建栋 堵劲松 谢黎明 翟玉俊 《轻工学报》 北大核心 2022年第6期92-100,共9页

针对超高速硬盒包装机多工位转盘在自重较大、超高速及多工位复杂载荷的条件下,其运动惯性冲击大和结构动态特性要求高的问题,分析了在额定工况下多工位转盘的工作载荷与约束,利用ANSYS Workbench平台对原型结构进行了有限元分析模型的... 针对超高速硬盒包装机多工位转盘在自重较大、超高速及多工位复杂载荷的条件下,其运动惯性冲击大和结构动态特性要求高的问题,分析了在额定工况下多工位转盘的工作载荷与约束,利用ANSYS Workbench平台对原型结构进行了有限元分析模型的构建,通过拓扑优化技术计算了多工位转盘在设计域中的最优拓扑优化材料分布特征,并以拓扑优化迭代结果的密度云图和几何模型为指导,运用梯度环形带与加强筋和梯度弧形槽与减重孔两种设计思路获得具有对称结构的多工位转盘优化设计方案。结果表明:梯度环形带与加强筋结构优化方案可同时满足静力学及结构固有频率要求,该优化方案质量较原型减少了16.33%,最大等效应力降低了11.25%,动态比刚度效能提高了4.14%。 展开更多

关键词 超高速硬盒包装机 商标纸折叠转塔 多工位转盘 有限元分析 拓扑优化

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KDF2滤棒输出装置的改进与仿真分析 被引量：1

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作者 佟军民 王冬梅 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第6期164-166,共3页

为解决KDF2滤棒输出装置两加速轮中心距在调节过程中需要停机而引起的设备运行效率低的问题,设计了螺纹传动串联空间连杆机构,建立了新型调节装置的解析模型,通过matlab分析了加速轮中心距调整的影响因素,并利用creo parametric进行了... 为解决KDF2滤棒输出装置两加速轮中心距在调节过程中需要停机而引起的设备运行效率低的问题,设计了螺纹传动串联空间连杆机构,建立了新型调节装置的解析模型,通过matlab分析了加速轮中心距调整的影响因素,并利用creo parametric进行了三维建模和运动仿真。理论分析和测试实验表明,采用螺纹传动串联空间连杆机构,既可以使加速轮的中心距保持在滤棒直径减(0.2~0.4)毫米的范围,又可以不停机调整,达到提高运行效率的目的。 展开更多

关键词 KDF2 加速轮 螺纹传动串联空间连杆机构 三维建模 运动仿真 运行效率

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基于侧开式预制条盒卷烟装填设备的开发与应用 被引量：9

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作者 吕小波 马立 +5 位作者 桑丛 李军 邱仕强 徐仕瑞 聂鑫 李芯茸 《包装工程》 CAS 北大核心 2022年第17期282-288,共7页

目的为解决预制条盒中支“玉溪境界”软盒硬化产品生产过程中存在的人工包装效率低下且成本较高问题。方法通过对YB65条盒包装机进行结构分析和改进,仅保留原机的二五排列的烟包推入装置,重新设计预制条盒供料及侧盖打开装置、烟包推入... 目的为解决预制条盒中支“玉溪境界”软盒硬化产品生产过程中存在的人工包装效率低下且成本较高问题。方法通过对YB65条盒包装机进行结构分析和改进,仅保留原机的二五排列的烟包推入装置,重新设计预制条盒供料及侧盖打开装置、烟包推入装置及预制条盒输出装置。预制条盒装填技术改变了原有条盒纸成型工艺,并对YB65条盒包装机与YB95条盒透明纸包装机的设备布局及相位进行调整,实现了侧开式预制条盒卷烟的包装成型工艺。结果以中支“玉溪境界”为测试对象,装填设备联机运行时速度达25条/min,设备效率达75.4%,废品剔除率为0.84%,较人工装填效率提升了19.3倍。结论设备投入使用后,实现了侧开式预制条盒卷烟的全自动生产,设备运行稳定可靠,且效率提升显著。 展开更多

关键词 预制条盒 侧开式 YB65条盒包装机 烟包装填 效率

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C800包装机烟包外观检测装置的设计 被引量：8

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作者 杨彩虹 蔡培良 +4 位作者 罗勇 关明宽 易凡竣 陈秀红 黄建雄 《包装工程》 CAS 北大核心 2020年第5期201-208,共8页

目的为了解决GDX6S包装机出口至烟包输送通道、烟包存储装置、C800包装机入口处烟包输送、存储、包装等过程中容易导致烟包外观质量缺陷,而且无任何检测装置对其进行有效检测与剔除的问题。方法设计一种新型烟包外观视觉检测装置,通过... 目的为了解决GDX6S包装机出口至烟包输送通道、烟包存储装置、C800包装机入口处烟包输送、存储、包装等过程中容易导致烟包外观质量缺陷,而且无任何检测装置对其进行有效检测与剔除的问题。方法设计一种新型烟包外观视觉检测装置,通过对其关键技术的研究,综合工业相机及触发脉冲信号的安装,全方位可旋转支架的设计制作与安装,动态图像的采集与处理,PLC控制程序的设计等,实现烟包外观缺陷产品的动态检测及准确剔除。结果该外观视觉检测装置安装后,对烟包外观缺陷产品检测剔除率≥99%,误检率≤0.9%。结论该烟包外观检测装置能提升产品质量,降低物耗,提高设备作业率,降低有缺陷烟包进入下道工序的风险,可推广应用于行业内所有包装机组设备上。 展开更多

关键词 包装机 烟包 外观缺陷 视觉检测 图像采集 全方位可旋转支架

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CT条盒包装机条盒纸自动喷胶控制系统的研发 被引量：3

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作者 杨彩虹 蔡培良 +4 位作者 罗勇 金学鹏 易凡竣 关明宽 陈晶 《包装工程》 CAS 北大核心 2020年第17期202-208,共7页

目的由于乳胶长时间暴露在空气中,使得乳胶的品质降低,影响乳胶涂抹在条盒上的效果,为解决在条包生产工序中条包产品的质量缺陷,以及清洗胶缸所产生的乳胶浪费和对环境污染等问题。方法设计一种新型条盒包装喷胶自动控制装置,通过对喷... 目的由于乳胶长时间暴露在空气中,使得乳胶的品质降低,影响乳胶涂抹在条盒上的效果,为解决在条包生产工序中条包产品的质量缺陷,以及清洗胶缸所产生的乳胶浪费和对环境污染等问题。方法设计一种新型条盒包装喷胶自动控制装置,通过对喷胶控制技术的研究,综合喷胶装置、压力胶桶、PLC控制器、控制程序,通过光电检测、PLC移位控制、胶枪高压涂胶和压力泵供胶等技术,实现条盒包装机条盒的自动同步喷胶、精准涂胶、乳胶余量检测及报警。结果安装条盒喷胶自动控制装置后,能实现乳胶的密封无污染储藏与输送,新增条盒定位检测,胶枪准确涂胶,压力供胶与胶量余量检测等功能,条盒喷胶的质量得到了提升,保证了产品合格率,提高了乳胶的品质,并降低了乳胶消耗。结论该条盒喷胶自动控制装置能提升条盒的喷胶质量,降低乳胶消耗,减少乳胶对环境的污染,提高设备作业率,降低有缺陷的条盒进入下道工序的风险,可推广应用于烟草行业内所有条盒包装机组设备上。 展开更多

关键词 条盒包装机 PLC控制器 触发脉冲 自动喷胶装置 余量检测 压力胶桶

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卷烟包装外观缺陷数据集构建及深度学习检测技术研究 被引量：6

9

作者 宗国浩 张明琰 +5 位作者 王锐 王泽宇 王迪 王永胜 郑超群 冯伟华 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第5期135-143,共9页

目的为了提升烟包缺陷检测的准确率,构建卷烟包装外观缺陷识别基准数据集,并开展主流深度学习模型在卷烟包装外观缺陷智能检测中的应用研究。方法首先,从生产运行中的ZB45型细支烟硬盒包装机组采集缺陷图像,经过人工审核与筛选后获取典... 目的为了提升烟包缺陷检测的准确率,构建卷烟包装外观缺陷识别基准数据集,并开展主流深度学习模型在卷烟包装外观缺陷智能检测中的应用研究。方法首先,从生产运行中的ZB45型细支烟硬盒包装机组采集缺陷图像,经过人工审核与筛选后获取典型的缺陷数据。然后,根据缺陷的特征与成因,将缺陷数据划分为23个类别,并逐一进行目标检测框标注。最终,形成了包含13000余张缺陷图像的卷烟包装外观缺陷识别基准数据集,并针对烟包缺陷识别、缺陷分类、目标检测、模型迁移4项任务开展实验。结果结果表明,数据集能够满足高准确率深度学习模型的训练需求;通过模型迁移,能够利用该数据集大幅提高不同牌号卷烟的缺陷检测效果;DenseNet模型在烟包缺陷识别与缺陷分类任务上表现较好,准确率分别达到93.70%和95.43%,YOLOv5模型在缺陷目标检测任务上mAP@0.5值达到了96.61%。结论该数据集能够作为烟包缺陷检测领域的基准数据集,研究成果将进一步支撑卷烟包装领域的数据应用与数字化转型。 展开更多

关键词 卷烟包装 包装外观检测 深度学习 YOLOv5 基准数据集

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基于远程调控的烟包外观视觉检测系统的研发 被引量：3

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作者 杨彩虹 蔡培良 +4 位作者 易进参 金学鹏 吕国强 黄莉 张晶 《包装工程》 CAS 北大核心 2022年第17期289-297,共9页

目的小盒烟包在包裹过程中易出现烟包内框纸破损、脱落、丢失,以及铝箔纸破损、刮烂等缺陷,为解决在完全包裹好小盒商标纸之前,GD包装机未对这些缺陷进行相关检测和剔除而带来的质量风险问题。方法通过对视觉技术的研究、全方位可旋转... 目的小盒烟包在包裹过程中易出现烟包内框纸破损、脱落、丢失,以及铝箔纸破损、刮烂等缺陷,为解决在完全包裹好小盒商标纸之前,GD包装机未对这些缺陷进行相关检测和剔除而带来的质量风险问题。方法通过对视觉技术的研究、全方位可旋转支架的设计制作、PLC控制程序的设计与IPC系统融合等,设计一种新型烟包外观视觉检测装置;通过多次实验调整可旋转支架的角度确定检测的最佳安装位置及角度;采用高斯核滤波、卷积等方法对图像进行预处理,采用相对熵对颜色相近的铝箔纸与内框纸进行图像处理分析;利用In-Sight资源管理器,并结合远程控制设计,实现对烟包内框纸、铝箔纸与商标纸同时检测的远程调试与监测。结果该新型外观视觉检测装置安装后,实现在完全包裹好小盒商标纸之前对烟包铝箔纸、内框纸与商标纸的精确检测,缺陷烟包的产品检测剔除率≥99.99%,误检率≤0.01%。结论所设计的新型小盒烟包外观检测装置能在完全包裹好小盒商标纸之前远程调试与监测烟包内框纸、铝箔纸与商标纸,并对缺陷烟包进行准确剔除,降低有缺陷烟包进入下道工序的风险,可推广应用于烟草行业内所有包装设备上。 展开更多

关键词 GD包装机 5号轮第5工位 高斯核 相对熵 In–Sight资源管理器 远程监控

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细支滤棒成型机的设备参数分析与改进 被引量：5

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作者 高明奇 顾亮 +1 位作者 贾学伟 朱红 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第9期240-243,共4页

为提高细支滤棒质量稳定性,分析影响细支滤棒质量稳定的设备因素,并用11.0Y15000和8.0Y15000两种规格醋纤丝束在KDF2/AF2型滤棒成型机上进行了成型机运行速度、不同规格捕丝器、丝束开松比、螺纹辊压力及稳定辊压力对细支滤棒压降和硬... 为提高细支滤棒质量稳定性,分析影响细支滤棒质量稳定的设备因素,并用11.0Y15000和8.0Y15000两种规格醋纤丝束在KDF2/AF2型滤棒成型机上进行了成型机运行速度、不同规格捕丝器、丝束开松比、螺纹辊压力及稳定辊压力对细支滤棒压降和硬度等指标稳定性的影响及优化试验。结果表明:①在丝束规格一定的情况下,成型机运行速度、不同规格捕丝器、丝束开松比、螺纹辊压力及稳定辊压力等参数对细支滤棒质量均有影响,但是成型机运行速度和捕丝器影响更为显著;②对于11.0Y15000规格的丝束,成型机运行速度以300m/min左右为宜;③对于8.0Y15000规格的丝束,KDF2/AF2型滤棒成型机捕丝器内径为17.0mm为宜;④对于8.0Y15000规格的丝束,开松比为(1.10～1.40);螺纹辊压力控制在(0.18～0.23)MPa;稳定辊压力控制在(0.06～0.10)MPa较适宜。 展开更多

关键词 细支滤棒 醋纤丝束 丝束规格 成型机参数 压降 硬度

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