BR9811681B1 - sistema e processo de fabricação de cigarros, sistema ótico para inspecionar uma membrana de material contendo faixas e processo para inspeção ótica de uma membrana. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA EPROCESSO DE FABRICAÇÃO DE CIGARROS, SISTEMA ÓTICO PARAINSPECIONAR UMA MEMBRANA DE MATERIAL CONTENDO FAIXAS EPROCESSO PARA INSPEÇÃO ÓTICA DE UMA MEMBRANA".

ANTECEDENTES

A presente invenção refere-se à uma máquina de fabricação decigarros que inclui um sistema e um processo para assegurar que as faixasformadas no papel de cigarro tenham uma largura e um espaçamento ade-quados, e para rejeitar os cigarros fabricados de papel de cigarro com Iargu-ras e espaçamentos de faixa que estejam fora da tolerância.

Para garantir um produto de alta qualidade, muitos fabricantes instalamsistemas óticos de inspeção em vários estágios na linha de produção de um artigode fabricação. Tipicamente, cada estação de inspeção irá incluir uma fonte de radia-ção eletromagnética que direciona a radiação para a superfície do artigo de fabrica-ção, onde ela cria reflexões. Um ou mais sensores recebem as reflexões. A análisedas reflexões recebidas fornece informação a cerca das características do artigo defabricação, e, em particular, da possibilidade do artigo estar irregular.

Sensores da técnica anterior descritos acima são tipicamente proje-tados e calibrados para detectarem artigos específicos. Como tais, estes senso-res não podem facilmente ser adaptados para executarem análises similares emdiferentes artigos. Se o artigo mudar, o fabricante será forçado a redesenhar osensor para que este seja compatível com o novo artigo. Por exemplo, um enge-nheiro ou técnico poderia ter que substituir um ou mais componentes de circuitoassociados com o sensor para calibrar o ganho dos circuitos do sensor, de modoa acomodar diferentes artigos com propriedades de reflectância diversas.

Além disso, os sistemas óticos de inspeção da técnica anteriorestão principalmente voltados para reconhecerem a presença de anomaliasem um ponto localizado, tais como pequenos furos, rasgos e manchas, emuma faixa de material. A Patente Norte-americana No. 5.426.509, para Pe-plinskski, exemplifica esta técnica. Neste sistema, a presença de uma ano-malia em uma faixa móvel provoca um "pico" na saída do sensor, que podeser visualizado com o uso de um osciloscópio. Entretanto, outras anomaliassão caracterizadas por irregularidades na relação espacial entre os ele-mentos ou porções do artigo de fabricação. Uma análise isolada de um úni-co ponto em um artigo, conforme descrito acima, não irá revelar estas ano-malias.

Por meio de ilustração, é considerada a fabricação de cigarrosprovidos de faixa, um dos quais é ilustrado na Figura 1. Conforme mostradoaí, o cigarro 7 contém duas faixas 5 de material formado com o depósito deuma camada de polpa de celulose no papel de cigarro base 3. Cellulon, ce-lulose microcristalina ou amilopectina são várias substâncias que foramusadas para formar as faixas. A fim de prover um produto de alta qualidade,é desejável assegurar que o papel usado para fabricar estes cigarros conte-nha faixas 5 que tenham uma largura apropriada. Além disso, é necessárioassegurar que o espaçamento entre as faixas adjacentes esteja dentro datolerância. Conforme ilustrado na Figura 2, o papel de cigarro 3 contém fai-xas com larguras apropriadas (por exemplo, faixas B1-B5), e pelo menosuma faixa apresentando uma largura fora de tolerância (por exemplo, a faixaB6). Também, o papel de cigarro contém pelo menos duas faixas adjacentescom um espaçamento que está fora da tolerância (por exemplo, o espaça-mento entre as faixas B4 e B5). Os sistemas óticos de inspeção da técnicaanterior acima descritos não dispõem da capacidade de detectar estasanomalias.

Conseqüentemente, é um objetivo da presente invenção o deprover um sistema e um processo para a análise de uma faixa de material,que não sofram das desvantagens acima notadas. É outro objetivo exempli-ficativo da presente invenção o de prover um sensor que possa detectaranomalias nos diferentes tipos de materiais de faixa sem exigir um novo de-senho incômodo ou a recaiibração do sensor. É outro objetivo exemplificati-vo da presente invenção o de prover um sistema ótico de inspeção que re-conheça se o papel que contêm as faixas inclui faixas com larguras de faixafora da tolerância, ou espaçamentos fora da tolerância entre as faixas adja-centes.

É um objetivo mais específico da presente invenção o de proverum sistema e um processo para inspecionar papel de cigarro contendo fai-xas em uma máquina de fabricação de cigarros e para rejeitar os cigarrosfabricados de seções irregulares do papel de cigarro.

SUMÁRIO

Estes e outros objetivos exemplificativos são alcançados, deacordo com a presente invenção, através de um sistema ótico de inspeçãoque é montado em uma máquina de fabricação de cigarros, ou um sistemasemelhante, que detecta a presença de faixas com larguras ou espaça-mentos irregulares entre as mesmas. Os cigarros construídos com porçõesirregulares do papel de cigarro são trilhados, na medida em que eles avan-çam através da máquina de fabricação de cigarros e são expelidos em umadas portas de rejeição da máquina de fabricação de cigarros.

O sistema ótico de inspeção inclui um sensor que pode acomo-dar diferentes tipos de papel de cigarro e de material de faixa com proprie-dades de reflectância diversas. Durante a operação, os circuitos sensoresdetectam a faixa de tensões produzida por um detector de sensor, e formulaum valor de pico (ou um valor de pico médio) para a faixa de valores. Oscircuitos assumem então uma porcentagem prescrita deste valor de picopara formar um valor limite. Este valor limite é comparado com um sinal CA(Corrente Alternada) originário do detector de sensor. Se o sinal CA excedero limite, então os circuitos sustentarão um sinal para indicar a presença deuma faixa.

Os circuitos incluem um amplificador CA para amplificar oscomponentes CA dos sinais originários do detector de sensor. Para adicio-nalmente acomodar diferentes tipos de papel e de material de faixa compropriedades de reflectância diversas, o ganho deste amplificador pode serajustado, de tal modo a ajustar a colocação de um comutador DIP. Similar-mente, o valor limite selecionado pelos circuitos limites pode ser ajustadopara escolher um valor a partir de uma pluralidade de diferentes valores Ii-mites (por exemplo, 30%, 40%, 50%, 60%, etc.).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os objetivos, características e vantagens da presente invençãoanteriores, assim como outros, tornar-se-ão mais prontamente entendidoscom a leitura da seguinte descrição detalhada, em conjunção com os dese-nhos, nos quais:

A Figura 1 mostra um cigarro exemplificativo que contém regi-ões providas de faixa.

A Figura 2 mostra uma membrana de material de cigarro queinclui faixas, algumas das quais são irregulares.

A Figura 3 mostra uma máquina exemplificativa para a fabrica-ção de cigarros que inclui um sensor (210) para detectar faixas.

A Figura 4 mostra uma máquina de revestimento exemplificativapara uso na máquina da Figura 3.

A Figura 5 mostra componentes óticos exemplificativos do sen-sor, de acordo com a presente invenção.

A Figura 6 mostra uma vista aérea exemplificativa do sensor, deacordo com a presente invenção.

A Figura 7 mostra uma construção mecânica exemplificativa doalojamento do sensor, de acordo com a presente invenção.

A Figura 8 mostra circuitos elétricos exemplificativos do sensorusados para detectar as propriedades do papel provido de faixa, de acordocom a presente invenção.

A Figura 9 mostra um esquema exemplificativo mais detalhadode um amplificador CA usado na presente invenção.

A Figura 10 mostra um esquema exemplificativo mais detalhadode um comparador de circuito e sinal limites usado na presente invenção.

As Figuras 11(a)-11(g) mostram comparações exemplificativasda saída do sensor de faixa com diversos valores de tolerância especifica-dos pelo usuário, de acordo com a presente invenção.

A Figura 12 mostra uma exposição exemplificativa para apre-sentar as estatísticas referentes à integridade das larguras e dos espaça-mentos de faixa analisados pelo sensor e computador associado, de acordocom a presente invenção.DESCRIÇÃO DETALHADA

Na descrição, a seguir, para fins de explicação e não de limita-ção, são explicados detalhes específicos, a fim de prover um completo en-tendimento da invenção. Contudo, tornar-se-á evidente àqueles versados natécnica que a presente invenção pode ser praticada em outras concretiza-ções que se afastem destes detalhes específicos. Em outros exemplos, sãoomitidas as descrições detalhadas de processos, dispositivos e circuitosbem conhecidos, de modo a não obscurecer a descrição da presente inven-ção com detalhes desnecessários. Nas Figuras, números de referência se-melhantes representam partes semelhantes.

A Figura 3 mostra uma vista aérea de uma máquina de fabrica-ção de cigarros 200 que inclui um sensor 210 para detectar faixas formadasno papel de cigarro alimentado a partir da bobina 208. Como é conhecidona técnica, o ar flui através de uma passagem 206 e sopra as partículas detabaco para cima sobre uma correia transportadora 212. As partículas ade-rem à correia transportadora 212, em resposta a uma força de sucção apli-cada através das perfurações na correia transportadora 212. As partículasformam uma camada de tabaco no lado inferior da correia transportadora212, na medida em que a correia transportadora 212 se move da direitapara a esquerda. Em um certo ponto no percurso da correia transportadora,um aparelho de desbaste 220 remove o excesso de tabaco da camada(formando uma haste de enchimento de cigarro) por meio de discos giratóri-os ou semelhantes.

Simultaneamente com a formação da haste de enchimento nacorreia transportadora 212, o papel de cigarro contendo faixas (por exem-plo, uma seção do qual é mostrada na Figura 2) é alimentado a partir deuma bobina de alimentação 208 para uma região abaixo de uma extremida-de da correia transportadora 212. Nesse ponto, a correia transportadora 212transfere o tabaco mantido sobre a correia para o papel de cigarro. O papelde cigarro é então envolto em torno da haste de enchimento, sendo aplicadacola à montagem para prender o papel de cigarro à haste de enchimento. Ahaste é então cortada em hastes de tabaco individuais (por exemplo, talcomo hastes de tabaco de duplo comprimento a partir das quais serão fabri-cados dois cigarros). O revestimento, a colagem e o corte acima menciona-dos são convencionais na técnica e são assim representados como umasimples unidade de formação de haste 204 na Figura 3, de maneira a nãoofuscar a Figura 3.

Depois que as hastes de tabaco (por exemplo, hastes de tabacode comprimento duplo) tiverem sido assim formadas, elas são transferidaspara uma máquina 202 que acrescenta as hastes de filtro às hastes de ta-baco para formar uma pluralidade de cigarros acabados. A máquina de re- vestimento pode compreender a máquina MAX 100 convencional, produzidapela Hauni-Werke Kõrber e Co., AG, Hamburg, Alemanha. Esta máquinaestá ilustrada na Figura 4. Conforme mostrado aí, a máquina inclui um tam-bor giratório 226 que transfere as hastes de comprimento duplo formadaspela unidade de formação de haste 204 para o tambor giratório 232, que corta as hastes de comprimento duplo na metade para formar hastes de ta-baco de comprimento simples com o uso de um cortador giratório 230. Otambor 234 separa as hastes de tabaco de comprimento simples, de modoque um tampão de filtro possa ser inserido entre as hastes de tabaco.

As hastes de filtro surgem do reservatório 244, onde elas tem originalmente uma forma de 4 topos (isto é, compreendem um comprimentoque corresponde a quatro tampões de filtro). As hastes de filtro são transfe-ridas para o tambor 236 através dos tambores 246, 242, 240 e 238. O tam-bor 246 adicionalmente corta os tampões de filtro de 4 topos em dois tam-pões de filtro de 2 topos. No tambor 236, os tampões de filtro são inseridosentre as hastes de tabaco separadas do tambor 234. Os tampões de filtro eas hastes de tabaco são então transferidos para o tambor 250 que aplica opapel de revestimento a partir das bobinas 222 ou 224 para a combinaçãodas hastes de tabaco e dos tampões de filtro através do tambor 290. O pa-pel de revestimento é enrolado em torno da combinação das hastes de ta- baco e dos tampões de filtro no tambor 252 com o uso do dispositivo de re-vestimento 270. As hastes de cigarro resultantes são então transferidaspara o tambor 254 e depois para o tambor 256. No tambor 256, as hastes decigarro são cortadas na metade para formar cigarros individuais O^ cigarrossão então transferidos através dos tambores 258, 260, 262, 274 e 268 parao reservatório de saída 263. Os cigarros irregulares, entretanto, são expul-sos no tambor de saída 274 sem entrar no reservatório de saída 263. Háoutras portas de rejeição na máquina de revestimento discutidas acima, taiscomo nos tambores 252, 256, e 236. Também, embora não ilustradas emdetalhes, várias portas de rejeição existem adicionalmente a montante naporção de fabricação de haste de tabaco da máquina, conforme será enten-dido por aqueles versados na técnica.

De volta à Figura 3, o sensor 210 pode ser localizado adjacenteao rolete intermediário ou marco sobre o qual é passado o papel de cigarroprovido de faixa. Entretanto, esta localização é inteiramente exemplificativa.O sensor 210 pode ser localizado em outras localizações. Adicionalmente,vários sensores podem ser localizados em diversos locais na máquina defabricação de cigarros.

Conforme será discutido em maiores detalhes posteriormente, osensor 210 gera um sinal de saída indicativo das faixas detectadas no papelde cigarro passante. De acordo com uma concretização, a saída do sensoré uma seqüência de pulsações, onde a duração de cada pulso correspondeà duração de cada respectiva faixa detectada. A saída do seqüência de pul-sações do sensor é então direcionada para uma interface externa l/O 216. Asaída do sensor pode ser diretamente alimentada à interface 216, ou podeser enviada à caixa de derivação 214 da máquina de fabricação de cigarros,e depois transferida para a interface 216. A interface l/O (Entrada-Saida)216 também recebe os dados originários do codificador (não mostrado) damáquina de fabricação de cigarros, que indica a velocidade na qual a má-quina está operando (por exemplo, a velocidade da transferência de hastesde tabaco através do sistema), conforme medida, por exemplo, pela veloci-dade de rotação de um dos eixos mecânicos na máquina. A saída do sensore a saída do codificador são então transferidas para o computador externo218 que inclui uma placa contadora/reguladora associada e uma placa l/O(Entrada-Saida) (não mostrada). Mais especificamente, o computador é umaestação de trabalho separada, e pode compreender um microprocessadorPentium de 133 MHz1 um monitor, um teclado, uma unidade de disco rígidoe de disco flexível (não mostrada). Um computador Boards® CI0-DI024Hpode ser usado para a placa l/O, enquanto um computador Boards® CIO-CTR05 pode ser usado para a placa contadora. O computador 218 determi-na se as larguras de faixa e os espaçamentos de faixa detectados estão forada tolerância com base na saída do sensor e com base na saída do codifi-cador.

Se as larguras de faixa e/ou espaçamentos de faixa estiveremfora da tolerância, o computador fornecerá um sinal à máquina de fabrica-ção de cigarros 200 através da caixa de derivação 214 para que rejeite oscigarros que foram fabricados a partir de porções irregulares do papel decigarro. Mais especificamente, a localização do papel de cigarro irregular,depois que ele passa pelo sensor 210, pode ser trilhada com o uso de pul-sos de regulagem gerados pelo codificador da máquina. Isto é, com a con-tagem dos pulsos de regulagem, o sistema pode predizer quando um cigarroirá passar por uma ou mais portas de rejeição (tais como as portas de rejei-ção que correspondem aos tambores 274, 252, 256 e 236 na Figura 4, bemcomo outras portas de rejeição não especificamente ilustradas). Quando ocigarro irregular passar por uma porta de rejeição (conforme indicado pelocontador que alcança uma contagem prescrita), ele será expulso pela má-quina de fabricação de cigarro. Aqueles versados na técnica irão apreciarque há outros modos de controlar a rejeição dos cigarros. Por exemplo, ou-tra maneira de se executar esta função, é a de se colocar um cronômetrocom um valor inicial que corresponda ao tempo que ele leva (dependendoda velocidade da máquina) para a passagem de uma seção irregular do pa-pel por uma porta de rejeição. Quando o cronômetro executar uma conta-gem regressiva, o cigarro contendo essa seção irregular será localizado naporta de rejeição, sendo, conseqüentemente, expulso. Em termos gerais, aregulagem adequada para a rejeição dos cigarros pode ser determinada apartir do conhecimento das características do percurso de transferência decigarros (tal como a distância entre o sensor e as diversas localizações àjusante no percurso) e da velocidade na qual a máquina esta operçndo.

A função do sensor e do computador pode ser melhor entendidacom referência a seguinte discussão e aos desenhos anexos. Os compo-nentes mecânicos e elétricos do sensor são discutidos primeiro, seguido poruma discussão da análise executada pelo computador.

Começando com a Figura 5, o sensor inclui um DEL (Diodo deEmissão de Luz) de infravermelho 20 para a emissão de radiação infraver-melha. Por exemplo o DEL 20 pode ser escolhido para emitir radiação quetenha um comprimento de onda de 850 nm, (+ ou - 20 nm). A radiação infra-vermelha originária do DEL 20 é focalizada pela lente de fonte 22 para for-mar um ponto de diâmetro de 1 mm no papel provido de faixa 26, na medidaem que o papel 26 passa sobre um rolete 24.

A luz infravermelha que incide sobre a superfície do papel 26,na medida em que ele passa sobre o rolete 24, cria reflexões. Estas refle-xões são passadas através de uma lente de detector 23 que focaliza a luzrefletida em um filtro de rejeição de luz de dispersão 28, e, em seguida, porum polarizador 30. O filtro de rejeição de luz de dispersão 28 filtra a maiorparte da luz ambiente (que ocorre nas freqüências que diferem da radiaçãoinfravermelha produzida pelo DEL 20). O polarizador 30 escolhe a luz quepossui uma direção de polarização linear prescrita, que acentua a diferençanas reflexões originárias das regiões providas de faixa no papel 26 e no pa-pel de base. O filtro de rejeição de luz de dispersão 28 e o polarizador 30podem opcionalmente ser omitidos, caso o papel exiba propriedades de re-flectância que distintamente separam as porções de faixa das porçõesisenta de faixa (isto é, a relação de sinal-ruído é grande o suficiente). Final-mente, a luz refletida é recebida por um fotodetector 32, que converte a ra-diação infravermelha refletida em um sinal elétrico proporcional à magnitudeda radiação detectada.

Os componentes acima descritos são alojados dentro de uminvólucro 40, conforme ilustrado com referência à Figura 6. Conforme mos-trado aí, o invólucro 40 apresenta uma forma geralmente retangular. O in-vólucro 40 inclui um entalhe 41 que enquadra o rolete 24, à uma pequenadistância acima do rolete 24. O DEL de infravermelho 20 é conectado a umlado do entalhe 41, enquanto o detector 32 é conectado ao outro lado doentalhe 41.

Para evitar que a poeira e outros resíduos se assentem sobre oscomponentes óticos, o invólucro sensor 40 inclui um conduto 52 para rece-ber o ar limpo. Este ar limpo é direcionado para os componentes óticos pormeio do bocal de ar 42. Adicionalmente, o invólucro inclui um tomada deentrada 54 para receber energia elétrica para suprir os circuitos de condici-onamento 44 do sensor com energia.

Uma ilustração exemplificativa ainda mais detalhada da estrutu-ra mecânica do invólucro 40 pode ser encontrada com referência à Figura 7.Conforme mostrado aqui, o invólucro inclui uma lente de fonte 22 e umalente de detector 23 embutidas nos lados do entalhe 41. O DEL de infraver-melho 20 é fixado no lugar com relação à lente de fonte 22 por meio de umprimeiro quadro 21. Similarmente, o fotodetector 32 é fixado no lugar comrelação à lente de detector 23 por meio de um segundo quadro 31. Emboranão mostrado, o filtro de rejeição de luz de dispersão 28 e o polarizador 30podem também ser acomodados dentro do segundo quadro 31. O conduto52 recebe um suprimento de ar limpo, conforme discutido acima, e canalizao ar para o bocal 42. Todo o invólucro 40 pode ser preso à sua estrutura desuporte por meio de furos para parafuso 60, 62, 64 e 66. Os furos são so-bredimensionados, de modo que o sensor possa ser primeiramente conec-tado desengatavelmente a sua estrutura de suporte. Com a calibração e osajustes posicionais, o sensor pode ser então firmemente aparafusado nolugar. Embora não mostrado, o invólucro 40 inclui uma placa de coberturaque adicionalmente protege os componente óticos dos resíduos acumuladosdurante a operação que degradaria seu desempenho.

A configuração elétrica do sistema de inspeção da presente in-venção pode ser entendido com referência às Figura 8-10. A Figura 8 repre-senta uma vista aérea dos circuitos 44 alojados dentro do invólucro 40.Conforme mostrado aí, o detector 32 recebe a radiação infravermelha refle-tida originária do DEL 20. A radiação refletida é convertida em sinais elétri-cos e depois amplificada no pré-amplificador 70. Os sinais amp;ificacos sãcdirecionados para o filtro de faixa passante 72 que remove a resposta desinal estranho. Neste ponto, conforme ilustrado na forma de onda 96, o sinalapresenta componentes CA e CC (Corrente Contínua). O sinal é um pulsode conduto negativo, onde um decréscimo no nível de sinal é indicativo dapresença de uma faixa.

Neste estágio, o sinal filtrado de faixa passante e pré-amplificado é direcionado para um acoplador CA 74 que separa o compo-nente CA do componente CC do sinal. O componente CA é então alimenta-do a um amplificador CA 76. O amplificador CA 76 amplifica o componenteCA do sinal a um nível desejado. Conforme será descrito brevemente comreferência à Figura 9, o ganho do amplificador CA 76 é ajustável para aco-modar o uso do sensor com diferentes tipos de membranas que apresentamdiferentes características de reflectância. Neste ponto, o sinal se assemelhaà forma de onda exemplificativa 94.

A seguir, o componente CA amplificado é direcionado para umdetector de pico 78 que detecta a magnitude da tensão de pico da forma deonda (novamente, a qual pode ser apreciada com referência à forma deonda 94). De acordo com uma concretização, o detector de picos irá formaruma média dos valores de pico de uma pluralidade de picos de forma deonda sucessivos. Este valor fornece uma indicação da faixa geral de tensãoentre as regiões providas de faixa e desprovidas de faixa no papel, e podevariar para papéis diferentes e tipos diferentes de material de faixa.

O valor de pico médio é então transferido para um circuito limite80 que recebe uma certa porcentagem do valor de pico para uso como umvalor limite. Conforme mostrado com referência à forma de onda 94, 60% daforma de onda de pico pode ser escolhido como o valor do limite. De acordocom outras concretizações da invenção, este valor limite é ajustável pelooperador, e pode assumir qualquer número de valores (que serão discutidosbrevemente no contexto da Figura 10).

O valor limite originário do circuito limite 80 fica disponível parao circuito comparador 82. O circuito comparador 82 compara o limite com ocomponente CA do sinal atualmente detectado. Se o componente CA estiveracima do limite, então o circuito comparador 82 irá gerar um pulso positivo(ou negativo). Em uma concretização, o circuito comparador pode ser ajus-tado em um modo de seguimento de faixa. Neste modo, o comprimento do pulso corresponde ao comprimento da faixa detectada e à velocidade dopapel 26 em que se move sobre o rolete 24. A saída deste modo é ilustradapela forma de onda exemplificativa 98.

Além da saída de detecção de faixa, o sensor também forneceuma saída de sinal de alarme. Mais especificamente, o componente CC dosinal é alimentado a um comparador de nível CC 86 que detecta se o nívelCC está ou acima ou abaixo de uma janela de determinados valores de ten-são. Similarmente, o valor pico do componente CA é transferido para umcomparador de nível CA 84 que detecta se o nível CA está ou acima ouabaixo de uma janela de determinados valores de tensão. A saída de cadacomparador é transferida para um DEL (DELs 90 e 92, respectivamente)que acende a luz vermelha, quando o valor do sinal estiver fora da janelaprescrita, e acende a luz verde, quando o valor do sinal estiver dentro dajanela prescrita. O estado dos DELs 90 e 92 apresentam assim uma infor-mação diagnostica útil referente à condição do sensor. Mais particularmen- te, a seguinte tabela ilustra diagnósticos exemplificativos para as diferentescondições dos DELs (Diodos de Emissão de Luz) 90 e 92.

<table>table see original document page 13</column></row><table>continuação

<table>table see original document page 14</column></row><table>

Os DELs 90 e 92 podem ser fisicamente afixados ao invólucro40 do sensor. Alternativamente, se o sensor for posicionado em uma locali-zação que não seja prontamente acessível, os DELs 90 e 92 poderão ficarposicionados remotamente a partir do invólucro 40 do sensor.

Além da saída dos DELs 90 e 92, os circuitos de condiciona-mento 44 também referem-se aos sinais de alarme originários dos compara-dores 84 e 86 para o combinador de saída 88. Este circuito gera um sinal dealarme positivo, quando cada circuito comparador 84 ou 86 gera um sinal dealarme. Conseqüentemente, o combinador de saída pode usar circuitos deporta OR ou seu equivalente, conforme será prontamente entendido poraqueles versados na técnica. A saída dos circuitos do combinador de alar-me 88 e o comparador 82 são direcionados para uma unidade de interface edepois para um computador.

A Figura 9 ilustra uma constituição exemplificativa do amplifica-dor CA 76 mostrado na Figura 8. Conforme mostrado aí, o ganho do amplifi-cador 104 com os resistores associados R9 e R10 e o capacitor C2, podeser mudado pela condição dos comutadores no comutador DIP 102. O co-mutador DIP1 que contém 8 comutadores, é conectado aos resistores R1-R8tendo valores diferentes de resistência. De acordo com as concretizaçõesexemplificativas, os valores dos resistores são escolhidos, de modo que oganho resultante alcançado pelo comutador DIP de 8 comutadores avance oganho de base em incrementos que correspondem à condição binária doscomutadores. Por exemplo, se apenas o primeiro e o oitavo comutador docomutador DIP forem ligados, o circuito irá prover o amplificador com umganho que apresenta um valor relativo igual ao ganho de base 129. Umavez que o comutador DIP apresenta 8 comutadores, o circuito pode produzirvalores de ganho que têm 256 gradações.

O valor limite selecionado pelos circuitos limites 80 pode serescolhido, de maneira similar, conforme ilustrado na Figura 10. Conformeilustrado, um comutador DIP de quatro comutadores 110 permite que o ope-rador selecione entre quatro valores limites diferentes - 30%, 40%, 50% e60%. Diferente do amplificador 76, entretanto, o comutador DIP 110 nãodispões de códigos binários. Um comutador deve ser ligado de uma vez, oqual seleciona um dos resistores R12-R15. Estes resistores suplementam aresistência provida pelos resistores R16 e R17, e, desse modo, em conjun-ção com o divisor de sinal 112, apresentam o sinal de nível limite desejadopara ser introduzido no circuito comparador 82.

O circuito comparador 82 compara o sinal limite com a saída doamplificador CA 76 para produzir uma indicação da presença ou ausênciade uma faixa. O circuito comparador pode incluir componentes de compara-dor convencionais, tais como os resistores R18 e R19, os capacitores C3 eC4 e o comparador 114, conforme será prontamente entendido por aquelesversados na técnica. Similarmente, o restante dos blocos de circuito, mos-trados na Figura 8, pode compreender circuitos convencionais e, conse-qüentemente, de maneira a não ofuscar a discussão, não serão discutidosadicionalmente aqui.

A saída do comparador 82 é enviada para a interface 216 e, emseguida, para o computador 218 (com referência à Figura 3). De acordo comas concretizações exemplificativas da presente invenção, o computadoramostra os dados originários do sensor a cada 0,25 mm. Conforme mencio-nado, o computador pode ser usado para transmitir sinais de rejeição para amáquina de fabricação de cigarros 200. Além disso, o computador podeapresentar exibições estatísticas da integridade das faixas detectadas pelosensor.

Durante a operação, o computador 218 é usado para analisar asaída do sinal de faixa originário do sensor, em conjunção com o sinal docodificador, para prover uma indicação da possibilidade das larguras e dosespaçamentos da faixa estarem fora da tolerância. Para esta finalidade, ocomputador armazena um arquivo de lote contendo vaiores introduzidospelo operador que indicam uma largura de faixa mínima, uma largura defaixa máxima, um espaçamento de faixa mínimo, e um espaçamento de faixamáximo. O sinal originário do sensor é comparado com referência a estesvalores de tolerância. O computador mantém uma relação das larguras edos espaçamentos de faixa fora da tolerância para ser exibida ao usuário.

Também, conforme mencionado, o computador fornece um sinalà máquina de fabricação de cigarros 200 para informar a máquina que re-jeite os cigarros que serão subseqüentemente construídos a partir de por-ções das faixas irregulares contendo papel de cigarro. Mais especificamen-te, este sinal será transmitido à máquina de fabricação de cigarros, quandoas larguras de faixa forem compridas demais ou curtas demais, ou quando oespaçamento de faixa for comprido demais ou curto demais. Como uma se-gurança adicional, se a distância entre as faixas regulares exceder 20 espa-çamentos de faixa máximos, o detector de faixa perdida poderá ser configu-rado para transmitir sinais de rejeição à máquina de fabricação de cigarros,até que ele encontre 10 faixas adequadamente espaçadas. O computador218 pode também transmitir sinais de rejeição de cigarro à máquina de fa-bricação de cigarros, quando o sensor gerar uma condição de alarme. En-tretanto, em todas as circunstâncias acima, o computador pode ser impedi-do de transmitir quaisquer sinais à máquina de fabricação de cigarro, se ocodificador indicar que a máquina está operando em velocidades fora (porexemplo, abaixo) de um valor prescrito.

A operação do algoritmo que o computador 218 usou para ava-liar a integridade das faixas no papel de cigarro pode ser mais prontamenteentendida com referência às Figuras 11 (a) a 11(g). A Figura 11 (a) ilustra asituação onde a saída do sensor em seu modo de seguimento de faixa ex-cede o espaçamento de faixa máximo introduzido pelo operador, com o qualo computador sustenta um sinal de anomalia. O sinal de anomalia é desati-vado, quando um espaçamento de faixa regular for medido, ou depois de 5ms, qualquer que seja mais comprido. A Figura 11 (b) ilustra a situaçãooposta, onde a saída do sensor revela uma faixa que é curta demais. Ocomputador sustenta um sinal de anomalia até que o espaçamento ds faixatorne-se regular, ou depois de 5 ms, qualquer que seja mais comprido.

A Figura 11(c) mostra a geração de um sinal de anomalia com adetecção da ocorrência de uma faixa que é curta demais. A Figura 11 (d)mostra a geração de um sinal de anomalia com a detecção da ocorrência dafaixa que é comprida demais. Em ambos os casos, o sinal de anomalia édesativado, quando a faixa for medida tendo uma largura regular, ou depoisde 5 ms, qualquer que seja mais comprido.

A Figura 11(e) mostra a geração de um sinal de anomalia com adetecção de uma faixa perdida. Mais especificamente, o sinal de anomalia ésustentado, quando o espaçamento máximo, conforme especificado pelooperador, for alcançado sem a detecção de uma faixa. Similarmente, a Figu-ra 11(f) mostra a geração de um sinal de anomalia, em resposta à detecçãode um espaço perdido. O sinal de anomalia é sustentado, quando a largurade faixa máxima, conforme especificada pelo operador, é alcançada sem adetecção de um espaço.

Finalmente, a Figura 11 (g) mostra que o algoritmo pode com-preender o 'software' que filtra e elimina as pequenas perturbações na saídado sensor. Conseqüentemente, estas pequenas perturbações (tais comopicos de ruído e quedas de sinal) não mostram erroneamente o término ou oinício de uma faixa ou espaço.

As estatísticas referentes a uma bobina de papel de cigarro sãoacumuladas pelo computador 218 e exibidas ao operador. Uma exposiçãoexemplificativa é mostrada na Figura 12. A exposição mostra a informaçãode preparação originária do arquivo de batelada, contendo a largura de fai-xa mínima (em mm), a largura de faixa máxima, o espaçamento de faixa mí-nimo e o espaçamento de faixa máximo. A exposição apresenta o númerode faixas dentro dos limites, o número de faixas fora dos limites, e o númerode espaços fora dos limites. A exposição apresenta o desvio médio e pa-drão da largura de faixa, bem como a largura de faixa mínima e máxima. Aexposição apresenta a mesma informação com relação ao espaçamento defaixa. Para o quadro de referência, a exposição apresenta a velocidade dopapel, conforme medida pelo codificador, bem como se uma condição dealarme encontra-se atualmente ativa ou não. Dependendo da escolha dooperador, o sistema pode se tornar incapaz de acumular as estatísticas defaixa, enquanto o dispositivo encontra-se em um modo de erro.

Toda a informação identificada acima pode ser armazenadapelo computador e posteriormente recuperada para análise, ou para compa-ração com outras corridas.

As concretizações exemplificativas acima descritas destinam-sea ser ilustrativas, em todos os aspectos, mais do que restritivas, da presenteinvenção. Assim, a pressente invenção é capaz de muitas variações na im-plementação detalhada que possa ser derivada da descrição contida namesma por aquele versado na técnica. Todas estas variações e modifica-ções são consideradas como estando dentro do escopo e espírito da pre-sente invenção, conforme definido pelas reivindicações, a seguir.

Por meio de exemplo, a presente invenção foi descrita no con-texto da inspeção ótica de papel de cigarro contendo faixas. Entretanto, osprincípios da invenção aplicam-se à inspeção de outros tipos de material demembrana que apresentam vários tipos de índices formados no mesmo.

Além disso, o sensor foi descrito no ambiente de uma máquina de fabrica-ção de cigarros. Entretanto, o sensor tem outros usos. Por exemplo, o sen-sor pode ser usado para detectar faixas formadas em um papel de cigarro,na medida em que o papel é transferido de uma primeira bobina (bobina dedesenrolamento) para uma segunda bobina (bobina de reenrolamento).

Claims (18)

1. Sistema de fabricação de cigarros compreendendo uma mon-tagem de alimentação para alimentar papel de cigarro para uma montagemde formação de haste de tabaco, o papel de cigarro contendo faixas e o sis-tema caracterizado pelo fato de que compreende ainda:um sensor para detectar faixas formadas no papel de cigarro pa-ra produzir sinais de saída;uma lógica de detecção para detectar se os sinais de saída sãoindicativos de faixas irregulares em uma porção irregular do papel de cigarro;eum mecanismo de rejeição para rejeitar um cigarro formado pelaporção irregular.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe-lo fato de que a lógica de detecção detecta que os sinais de saída são indi-cativos de faixas irregulares determinando se os sinais de saída são indicati-vos de pelo menos um de:uma faixa que apresenta uma largura fora da tolerância; epelo menos duas faixas adjacentes que apresentam um espa-çamento fora da tolerância.

3. Processo de fabricação de cigarros compreendendo a etapade alimentar papel de cigarro contendo faixas a partir de uma bobina de pa-pel de cigarro para uma montagem de formação de haste de tabaco, carac-terizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de:detectar faixas formadas no papel de cigarro para produzir sinaisde saída;detectar a possibilidade dos sinais de saída serem indicativos defaixas irregulares em uma porção irregular do papel de cigarro; erejeitar um cigarro formado pela porção irregular.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que a etapa de detectar detecta que os sinais de saída são in-dicativos de faixas irregulares determinando se os sinais de saída são indi-cativos de pelo menos um de:uma faixa que apresenta uma largura fora da tolerância; epelo menos duas faixas adjacentes apresentando um espaça-mento fora da tolerância.

5. Sistema ótico para inspecionar uma membrana de materialcontendo faixas que compreende:um emissor para direcionar radiação sobre a membrana de ma-terial contendo faixas, a radiação incidindo sobre uma superfície da mem-brana de material e criando reflexões; eum detector para receber luz e formar sinais elétricos represen-tativos da luz recebida;caracterizado pelo fato de que o detector recebe luz refletida apartir da membrana e forma sinais representativos da luz refletida, o sistemacompreende ainda:circuitos para processar os sinais elétricos determinando a pre-sença de faixas na membrana para gerar sinais de saída; euma lógica de computação para receber os sinais de saída e pa-ra determinar se as reflexões são representativas de faixas na membrana depapel que são irregulares.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pe-Io fato de que os circuitos para processar os sinais elétricos incluem um de-tector de pico para reconhecer um sinal de nível de pico dos sinais elétricos.

7. Sistema ótico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que os circuitos para processar os sinais elétricos incluem umcircuito limite para formar um sinal limite que é uma porcentagem do sinal denível de pico.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pe-lo fato de que os circuitos para processar os sinais elétricos incluem circui-tos de comparador para comparar o sinal limite com os sinais elétricos, ondeos sinais elétricos que excedem o sinal limite são indicativos das regiões damembrana contendo faixas, e os sinais elétricos que não excedem o sinallimite são indicativos das regiões da membrana não contendo faixas.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pe-lo fato de que a porcentagem pode ser selecionada por um operador.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que a lógica de computação avalia que pelo menos uma faixa éirregular, detectando que os sinais de saída revelam que:pelo menos uma das faixas é mais curta do que um valor prescrito;pelo menos uma das faixas é mais comprida do que um valorprescrito;um espaçamento entre pelo menos duas faixas adjacentes estáabaixo de um valor prescrito; ouum espaçamento entre pelo menos duas faixas adjacentes estáacima de um valor prescrito.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que os circuitos de processamento incluem um amplificadorpara amplificar um componente CA dos sinais elétricos.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que o amplificador inclui um elemento de ajuste, por meio doque um operador pode ajustar o valor de um ganho do amplificador.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que ainda inclui circuitos de saída para informar uma máquinade fabricação de cigarros para rejeitar os cigarros, quando a lógica de com-putação detectar faixas irregulares.

14. Processo para a inspeção ótica de uma membrana compre-endendo as etapas de:iluminar uma superfície da membrana com radiação, a radiaçãoformando reflexões; edetectar as reflexões usando um detector e formar sinais elétri-cos representativos das reflexões;o processo caracterizado pelo fato de que compreende aindaas etapas de:processar os sinais elétricos para detectar a presença de faixasna membrana para produzir sinais de saída; eanalisar os sinais de saída para detectar faixas irregulares.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que a etapa de processar ainda inclui as etapas de:formar um sinal de valor pico representativo de valores de picodos sinais elétricos;formar um sinal limite representativo de uma porcentagem dosinal de valor de pico; ecomparar o sinal limite com os sinais elétricos para determinaruma presença das faixas na membrana.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que a etapa de analisar ainda inclui as etapas de avaliar se:pelo menos uma faixa é mais curta do que um valor prescrito;pelo menos uma faixa é mais comprida do que um valor prescri-to;o espaçamento entre pelo menos duas faixas adjacentes encon-tra-se abaixo de um valor prescrito; ouo espaçamento entre pelo menos duas faixas adjacentes encon-tra-se acima de um valor prescrito.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que ainda inclui a etapa de apresentar uma exibição que mos-tra um sumário estatístico das faixas irregulares.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que ainda inclui a etapa de informar uma máquina de fabrica-ção de cigarros da presença de faixas irregulares, de modo que a máquinade fabricação de cigarros possa rejeitar os cigarros feitos de porções damembrana contendo as faixas irregulares.