CN102742932A - 对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其将卷烟360度匀速旋转，在卷烟的侧面为旋转的卷烟提供入射光，并通过一工业相机为旋转的卷烟不断成像，以捕获水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线，成像获得的照片传到计算机中并由计算机根据所述照片中水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线之间的距离，或者水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线的数量来判断卷烟是出自内道还是外道。本发明的方法，能有效区别卷烟是来自内道还是外道，为实现卷烟生产现场物理指标质量自动化控制提供条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种卷烟质量检测中使用的方法，特别是涉及一种对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法。
背景技术
在卷烟的生产中，技术人员需定时不间断地对现场生产的卷烟进行质量检验，根据抽查检验的结果对卷烟机进行调控，以期使生产出来的卷烟达到国家标准。这种检测手段通常为人工进行。目前卷烟设备高速发展，生产效率极度提高，卷烟机经历了每条流水线1200~1300支/分、2000支/分、4000支/分、8000~10000支/分的速度，现在每条流水线可以达到16000支/分钟的生产能力，因此自动化采集烟支样品，自动提供检测数据，通过这些监测数据自动调整卷烟机参数是各个国家卷烟生产的必然趋势。这些高速卷烟机一般采用内外道双枪同时卷制香烟，再通过一个统一的输出槽，将内外道卷制的烟支一起输送到卷包设备（如图1所示）。由于卷烟机的构造，只能在输出槽自动取样，而在输出槽取到的烟支样品已经混淆，无法判断出是否出自内道或外道，这种生产方式也给卷烟生产自动化控制带来很大的难题。
目前的卷烟，一般均采用带滤嘴的卷烟，这种带滤嘴的卷烟包括卷烟和滤嘴两个部分，卷烟是将烟丝卷在卷烟纸中，卷烟纸由平面状态通过胶水黏连成圆柱状态，烟丝填充在圆柱状的卷烟纸中，滤嘴是将水松纸由平面状态通过胶水黏连成圆柱状态，将滤嘴包含在内，这两个部分再接装在一起，形成一支卷烟。其中，卷烟纸和水松纸的胶水黏连部分都会形成一条接缝。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，用于解决现有技术中无法判断待检测的卷烟样品是出自内道还外道的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其将卷烟360度匀速旋转，在卷烟的侧面为旋转的卷烟提供入射光，并通过一工业相机为旋转的卷烟不断成像，以捕获水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线，成像获得的照片传到计算机中并由计算机根据所述照片中水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线之间的距离，或者水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线的数量来判断卷烟是出自内道还是外道。
优选地，所述入射光的光线方向与卷烟的轴线方向的夹角小于90度。
进一步地，在所述卷烟的一侧为旋转的卷烟提供入射光，通过一工业相机为旋转的卷烟不断成像，成像获得的照片传到计算机中，并由计算机根据照片中水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线的数量来判断卷烟是出自内道还是外道。
进一步地，包括以下步骤：
A.在所述卷烟的一侧为旋转的卷烟提供入射光，通过工业相机为旋转的卷烟不断成像，将照片传到计算机中；
B.在所述卷烟的另一侧为旋转的卷烟提供入射光，通过工业相机为旋转的卷烟不断成像，将照片传到计算机中；
C.通过计算机软件选择有一根卷烟纸接缝阴影线和一根水松纸接缝阴影线的照片，并计算该照片中卷烟纸接缝的阴影线和水松纸接缝的阴影线之间的距离大小，然后通过该距离值判断所采卷烟样品是来自内道还是外道。
进一步地，所述卷烟是在一卷烟旋转夹具的带动下做360度旋转，所述卷烟旋转夹具可竖直地夹烟或松开烟，并且夹烟时带动卷烟360度匀速旋转。
更进一步地，所述卷烟旋转夹具通过第一带轮带动旋转，所述第一带轮和第二带轮通过同步带传动连接，所述第二带轮与一步进电机的旋转轴连接。
更进一步地，所述卷烟旋转夹具包括两个夹块，所述两个夹块通过两根弹簧连接后中间形成夹烟口，所述两根弹簧分别位于所述夹烟口的两侧，当一气缸活塞杆运动到两个夹块之间时，可将两个夹块撑开、从而两根弹簧伸长使得两个夹块处于松开烟状态，当一气缸活塞杆运动到离开两个夹块时，两根弹簧收缩使得两个夹块处于夹烟状态。
更进一步地，所述两个夹块的上方固定一托盘，所述托盘的上方固定第一带轮，所述托盘上设有托盘孔，待分类卷烟的一端穿过夹烟口，另一端经过托盘孔从第一带轮的中心孔穿出。
如上所述，本发明的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，利用工业相机成像，配合设计的卷烟旋转夹具，结合计算机技术，来鉴别所检测的卷烟样品是出自卷烟机内道还是外道，从而达到即时质量控制的目的，为实现卷烟生产现场物理指标质量自动化控制提供条件。
附图说明
图1显示为现有技术高速卷烟机的部分结构示意图。
图2和图3显示为现有技术中第一类高速卷烟机卷接方式生产的香烟示意图。
图4至图7显示为现有技术中第二类高速卷烟机卷接方式生产的香烟示意图。
图8和图9显示为本发明的对第一类高速卷烟机内外道卷烟分类的装置。
图10显示为本发明的对第二类高速卷烟机内外道卷烟分类的装置。
图11显示为本发明的卷烟旋转夹具的结构示意图。
图12和图13显示为本发明的卷烟旋转夹具夹烟和松开烟的工作示意图。
图中标号说明
1 卷烟旋转夹具 11，12 两个夹块
13,14 两根弹簧 15 夹烟口
16 气缸活塞杆 2 卷烟
21 水松纸接缝阴影线 22 卷烟纸接缝阴影线
31 左侧灯 32 右侧灯
33 灯泡 4 工业相机
5 计算机 6 第一带轮
7 第二带轮 8 同步带
9 步进电机 10 托盘
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图13。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
目前世界上最先进的卷烟机主要有两种卷接方式，其生产的卷烟在内道和外道分别有固定的不同特点。发明人观察内道和外道的吸烟样品，发现卷烟纸和水松纸从平面状态通过胶水黏连成圆柱状时，在接缝处形成有高低差，被检测的烟支在匀速转动过程中，在同侧面合适角度通过入射光照射，接缝处的高低差会形成黑色阴影，而异侧角度的入射光则没有黑色阴影，以卷烟纸为例，若接缝处左边的卷烟纸高于右边的卷烟纸时，从左侧合适的角度通过入射光照射，通过工业相机可捕获到接缝处的高低差形成的黑色阴影，而从右侧通过入射光照射，则工业相机是捕获不到黑色阴影的，反之亦然。
同时我们在实际生产中发现，卷烟机在烟支和嘴棒接装时，内道或外道所生产的烟支，其卷烟纸的接缝和水松纸的接缝的胶水卷接方向是固定的，同时卷烟纸和水松纸胶水接缝的距离也是固定的。第一类高速卷烟机生产的香烟的具体规律如图2和图3所示：在图2中，水松纸接缝阴影21和卷烟纸接缝阴影22之间的距离小于图3中两者之间的距离，图2中两者距离较小的为同道生产的香烟，图3中两者距离大的为同道生产的香烟，因此对于这类高速卷烟机卷接方式生产的香烟，通过阴影间距就可以判断所采样的卷烟是内道或外道生产；第二类高速卷烟机生产的香烟的具体规律如图4、图5、图6和图7所示，只有1根阴影（或卷烟纸有阴影，或水松纸有阴影，分别如图4和图5所示）为同道生产的香烟，有两根接缝阴影（图7所示）和无接缝阴影（图6所示）的为同道生产的香烟，因此对于这类高速卷烟机卷接方式生产的香烟，只要数阴影数量就能判断所采样的卷烟是内道或外道生产。
本发明提供的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，通过卷烟旋转夹具夹住卷烟并带动卷烟360度匀速旋转，在卷烟的侧面为旋转的卷烟提供入射光，入射光的光线方向与卷烟的轴线方向的夹角小于90度，并通过一工业相机为旋转的卷烟不断成像，以捕获水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线，成像获得的照片传到计算机中并由计算机根据所述照片中水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线之间的距离，或者水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线的数量来判断卷烟是出自内道还是外道，其中，入射光的光线方向与卷烟的轴线方向的夹角小于90度。
对上述第一类高速卷烟机卷接方式生产的香烟，如果胶水接缝的方向和灯光方向同侧，可得到有黑色阴影线的照片，如果胶水接缝的方向和灯光方向不同侧，得到的照片是看不到黑色阴影线的，因此对于这类卷接方式的高速卷烟机，设计的对内外道卷烟分类的装置，如图8所示，左右两侧均设有入射光源，如灯泡，具体分类的方法包括如下步骤：
a）如图8所示，左侧灯31亮，右侧灯32灭，卷烟旋转夹具1带动样品卷烟匀速旋转360度，工业相机3对样品卷烟成像，成像的照片传入计算机4中；
b）如图9所示，左侧灯31灭，右侧灯32亮，卷烟旋转夹具1带动样品卷烟匀速旋转360度，工业相机3对样品卷烟成像，成像的照片传入计算机4中；
c）样品卷烟在计算机中均可以得到图2或图3所示的照片，通过计算机软件计算卷烟纸接缝阴影线22和水松纸接缝阴影线21之间的距离大小，并通过该距离值判断所采卷烟样品是来自内道还是外道。
对上述第二类高速卷烟机卷接方式生产的香烟，只需从一侧打一次灯光，通过高速工业相机成像，在计算机软件中总可以得到一张照片满足以图4至图7中四种阴影线的一种，进而根据阴影的数量，即可区分所采卷烟样品是出自内道或是外道。因此对于该类高速卷烟机，设计的内外道卷烟分类的装置，如图10所示，只在一侧设置入射光源，如左侧设置灯泡33，具体方法为：该灯泡33打亮，卷烟旋转夹具带动样品卷烟匀速旋转360度，工业相机3对样品卷烟成像，成像的照片传入计算机4中，计算机软件判断是属于图4至图7中哪一种，进而判断所采卷烟样品是来自内道还是外道。
本发明的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法中，所述卷烟是在一卷烟旋转夹具1的带动下做360度旋转，所述卷烟旋转夹具1可竖直地夹烟或松开烟，并且夹烟时带动卷烟360度匀速旋转，如图11所示，卷烟旋转夹具1通过第一带轮6带动旋转，第一带轮6和第二带轮7通过同步带8传动连接，第二带轮7与一步进电机9的旋转轴连接。如图12所示，卷烟旋转夹具1包括两个夹块11、12，两个夹块11、12，通过两根弹簧13、14连接后中间形成夹烟口15，两根弹簧13、14分别位于夹烟口15的两侧，当一气缸活塞杆16运动到两个夹块11、12之间时，可将两个夹块11、12撑开、从而两根弹簧13、14伸长使得两个夹块11、12处于松开烟状态（如图13所示），当一气缸活塞杆16运动到离开两个夹块11、12时，两根弹簧13、14收缩使得两个夹块11、12处于夹烟状态（如图12所示）。
如图11所示，两个夹块11、12的上方固定一托盘10，托盘10的上方固定第一带轮6，托盘10上设有托盘孔，待分类卷烟2的一端穿过夹烟口15，另一端经过托盘孔从第一带轮6的中心孔穿出，卷烟旋转夹具1和第一带轮6之间固定一托盘10，以便于卷烟旋转夹具1和第一带轮6的固定，并方便加工。
本发明设计的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，通过卷烟旋转夹具夹住卷烟同轴垂直匀速转动，同时人为地从侧面接入合适角度的入射光源，使得卷烟在转动过程中，水松纸和卷烟纸的接缝处产生会黑色阴影线，或者不产生黑色阴影，相机在卷烟在转动过程中不断收集图像，通过计算机软件，计算水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线之间的距离，或者水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线的数量来判断卷烟是出自内道还是外道。
综上所述，本发明对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，利用了视觉法光电成像手段，配合设计的卷烟旋转夹具，结合计算机技术，来鉴别所检测的卷烟样品室出自卷烟机内道还是外道，从而达到即时质量控制的目的，为实现卷烟生产现场物理指标质量自动化控制提供条件。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
Claims (8)
1.一种对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其特征在于，将卷烟360度匀速旋转，在卷烟的侧面为旋转的卷烟提供入射光，并通过一工业相机为旋转的卷烟不断成像，以捕获水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线，成像获得的照片传到计算机中并由计算机根据所述照片中水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线之间的距离，或者水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线的数量来判断卷烟是出自内道还是外道。
2.根据权利要求1所述的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其特征在于，所述入射光的光线方向与卷烟的轴线方向的夹角小于90度。
3.根据权利要求2所述的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其特征在于，在所述卷烟的一侧为旋转的卷烟提供入射光，通过一工业相机为旋转的卷烟不断成像，成像获得的照片传到计算机中，并由计算机根据照片中水松纸接缝的阴影线和卷烟纸接缝的阴影线的数量来判断卷烟是出自内道还是外道。
4.根据权利要求2所述的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.在所述卷烟的一侧为旋转的卷烟提供入射光，通过工业相机为旋转的卷烟不断成像，将照片传到计算机中；
B.在所述卷烟的另一侧为旋转的卷烟提供入射光，通过工业相机为旋转的卷烟不断成像，将照片传到计算机中；
C.通过计算机软件选择有一根卷烟纸接缝阴影线和一根水松纸接缝阴影线的照片，并计算该照片中卷烟纸接缝的阴影线和水松纸接缝的阴影线之间的距离大小，然后通过该距离值判断所采卷烟样品是来自内道还是外道。
5.根据权利要求1所述的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其特征在于，所述卷烟是在一卷烟旋转夹具的带动下做360度旋转，所述卷烟旋转夹具可竖直地夹烟或松开烟，并且夹烟时带动卷烟360度匀速旋转。
6.根据权利要求5所述的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其特征在于，所述卷烟旋转夹具通过第一带轮带动旋转，所述第一带轮和第二带轮通过同步带传动连接，所述第二带轮与一步进电机的旋转轴连接。
7.根据权利要求6所述的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其特征在于，所述卷烟旋转夹具包括两个夹块，所述两个夹块通过两根弹簧连接后中间形成夹烟口，所述两根弹簧分别位于所述夹烟口的两侧，当一气缸活塞杆运动到两个夹块之间时，可将两个夹块撑开、从而两根弹簧伸长使得两个夹块处于松开烟状态，当一气缸活塞杆运动到离开两个夹块时，两根弹簧收缩使得两个夹块处于夹烟状态。
8.根据权利要求7所述的对高速卷烟机内外道卷烟分类的方法，其特征在于，所述两个夹块的上方固定一托盘，所述托盘的上方固定第一带轮，所述托盘上设有托盘孔，待分类卷烟的一端穿过夹烟口，另一端经过托盘孔从第一带轮的中心孔穿出。
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