CN103057739B - 一种烟支滤嘴凹陷图案完整性检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于机器视觉技术的烟支检测装置，用于检测烟包内烟支滤嘴上凹陷图案的完整性。它包括图像采集组件、控制器及编码器，所述控制器内包含液晶屏及触摸屏、液晶屏安装支架、机箱前面板、接口板、工控板、工控板散热片、机箱箱体、母板、电缆插座、液晶屏及触摸屏电缆；目前还没有针对烟支滤嘴凹陷图案完整性的检测装置。本发明中使用到的图像处理算法都是机器视觉领域成熟的常用算法，各种商用或开源的机器视觉函数库中都包含了这些算法，开发人员可以直接调用。本发明可用于市场上现有的各种香烟包装机，既减少了工作人员的工作量又避免了缺陷烟包流入市场。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于机器视觉技术的烟支检测装置，用于检测烟包内烟支滤嘴上凹陷图案的完整性。
背景技术
随着烟草科技的进步，市场上出现了越来越多的滤嘴上带有凹陷图案的香烟。在这种特殊滤嘴香烟的生产过程中，可能会有凹陷图案不完整的烟支存在，造成最终烟包的质量不合格。生产线上现有的检测设备均没有对这种凹陷图案完整性进行检测的功能，生产厂家目前还依靠人工抽检的方法来保证烟包质量，这样既增加了工作人员的工作量又不能保证所有烟包的质量。
在国内外烟草行业中，机器视觉技术的应用越来越广泛，主要应用在小包外观质量检测、条盒外观质量检测和制丝过程中的异物探测等，针对烟支检测的应用还很少。随着机器视觉技术的不断成熟，采用机器视觉技术的烟支检测方式将会得到更加广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是设计一种基于机器视觉技术的新型烟支检测装置，用于检测烟包内烟支滤嘴上凹陷图案的完整性，避免缺陷烟包流入市场。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种烟支滤嘴凹陷图案完整性检测装置该装置，它包括图像采集组件、控制器及编码器，所述控制器内包含液晶屏及触摸屏、液晶屏安装支架、机箱前面板、接口板、工控板、工控板散热片、机箱箱体、母板、电缆插座、液晶屏及触摸屏电缆；
电缆插座的母板固定在机箱箱体上，接口板、工控板及工控板散热片固定到一起之后通过螺柱固定到机箱箱体上，工控板散热片紧贴机箱箱体，液晶屏及触摸屏通过液晶屏安装支架固定到机箱前面板上，液晶屏及触摸屏电缆连接液晶屏及触摸屏与接口板；
所述图像采集组件内包含壳体、电缆插座、密封垫、壳体上盖、工业相机、LED光源、镜头座、镜头、玻璃窗、支架、LED光源电源电缆、工业相机触发信号电缆、工业相机USB通讯电缆。
通过镜头座将镜头固定到工业相机上，通过LED光源电源电缆、工业相机触发信号电缆、工业相机USB通讯电缆将LED光源、工业相机、电缆插座连接到一起；
工业相机及LED光源固定在支架上；
支架固定到壳体上。
所述壳体上粘有玻璃窗。
所述接口板与母板之间通过两个印制板插座相连，母板上的电缆插座穿过机箱箱体上对应的安装孔露出机箱箱体，机箱箱体侧面设置有USB接口盖板。
所述电缆插座自带的锁紧螺母将其固定到壳体上。
在壳体上盖与壳体之间加密封垫。
图像采集组件紧贴待检模盒中烟支的滤嘴端面安装，负责通过工业相机采集待检烟支滤嘴端面的图像并进行初步处理后传送给控制器。控制器通过图像处理技术对图像采集组件采集的图像数据进行处理并判断是否存在凹陷图案缺失的烟支，根据判断结果向包装机组控制系统发送相应剔除信号。包装机组控制系统在接收到检测器发送的剔除信号后，在剔除口把相应缺陷烟包剔除。
本发明的有益效果是：
1、目前还没有针对烟支滤嘴凹陷图案完整性的检测装置。
2、器视觉技术是一门比较成熟的技术，本发明中使用到的图像处理算法都是机器视觉领域成熟的常用算法，各种商用或开源的机器视觉函数库中都包含了这些算法，开发人员可以直接调用。
3、发明可用于市场上现有的各种香烟包装机，既减少了工作人员的工作量又避免了缺陷烟包流入市场。另外，由于采用了机器视觉技术，而且带有触摸屏，操作人员操作更加直观、方便。
附图说明
图1是本发明的电路框图；
图2是本发明的图像处理流程；
图3是控制器的侧面剖视图；
图4是控制器的正面剖视图；
图5图像采集组件的侧面剖视图；
图6图像采集组件的正面视图。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3、4对本发明进行详细说明：
在图1中，工控板用于操作系统以及上位机软件的运行。单片机负责执行上位机软件的控制命令，包括读取编码器相位、与包装机组控制系统通讯等。图像采集组件通讯接口用于连接图像采集组件，单片机通过该接口控制图像采集组件内的工业相机在指定时间拍照，工业相机通过该接口将拍摄的图片传送给控制器内的工控板。编码器信号采集电路用于单片机读取编码器相位并传送给工控板，实现本发明与整个包装机控制系统的相位同步。包装机控制系统通讯接口用于单片机向控制系统发送空头、缺支等剔除信号。LED光源恒流电源为图像采集组件内的LED光源提供恒流电源，以保证LED光源的稳定工作。LVDS显示接口用于工控板与彩色液晶屏的连接。触摸屏接口用于工控板与触摸屏的连接。操作者可以通过液晶屏查看系统运行的相关信息，并通过触摸屏设置系统的相关参数。
在图2中，本发明中的图像处理程序首先将工业相机拍摄到的滤嘴端面图像进行分割，每个烟支位置对应一个小的图像。然后对每个烟支位置对应的图像依次进行灰度化、二值化、腐蚀、膨胀等处理，查找并绘制凹陷图案轮廓，最后计算出轮廓面积即凹陷图案面积的像素数。灰度化是为了将工业相机拍摄到的滤嘴端面的彩色图像转换为灰度图像，如果采用的是黑白相机则不需要进行灰度化处理；二值化是为了将烟支滤嘴凹陷图案与周围白色的滤嘴端面进行区分，将凹陷图案像素的灰度值设为255，白色滤嘴端面像素的灰度值设为0；腐蚀及膨胀是为了消除经二值化处理后的图像中的一些小噪点，这样可以提高后续查找凹陷图案轮廓的速度；查找滤嘴凹陷图案轮廓是为了绘制出凹陷图案的轮廓线，是后续计算凹陷图案像素数的前提；计算凹陷图案轮廓面积是为了计算凹陷图案轮廓线包围的凹陷图案像素数。
在图3到图6中该装置它包括图像采集组件、控制器及编码器，所述控制器内包含液晶屏及触摸屏1、液晶屏安装支架2、机箱前面板3、接口板4、工控板5、工控板散热片6、机箱箱体7、母板8、电缆插座9、液晶屏及触摸屏电缆10；
电缆插座9的母板8固定在机箱箱体7上，接口板4、工控板5及工控板散热片6固定到一起之后通过螺柱固定到机箱箱体7上，工控板散热片6紧贴机箱箱体7，液晶屏及触摸屏1通过液晶屏安装支架2固定到机箱前面板3上，液晶屏及触摸屏电缆10连接液晶屏及触摸屏1与接口板4；
所述图像采集组件内包含壳体21、电缆插座22、密封垫23、壳体上盖24、工业相机25、LED光源26、镜头座27、镜头28、玻璃窗29、支架30、LED光源电源电缆31、工业相机触发信号电缆32、工业相机USB通讯电缆33。
通过镜头座27将镜头28固定到工业相机25上，通过LED光源电源电缆31、工业相机触发信号电缆32、工业相机USB通讯电缆33将LED光源26、工业相机25、电缆插座22连接到一起；
工业相机25及LED光源26固定在支架30上；
支架30固定到壳体21上。
所述壳体21上粘有玻璃窗34。
所述接口板4与母板8之间通过两个印制板插座11相连，母板8上的电缆插座9穿过机箱箱体7上对应的安装孔露出机箱箱体7，机箱箱体7侧面设置有USB接口盖板12。
所述电缆插座22自带的锁紧螺母将其固定到壳体21上。
在壳体上盖24与壳体21之间加密封垫23。
Claims (5)
1.一种烟支滤嘴凹陷图案完整性检测装置，其特征在于：该装置它包括图像采集组件、控制器及编码器，所述控制器内包含液晶屏及触摸屏（1）、液晶屏安装支架（2）、机箱前面板（3）、接口板（4）、工控板（5）、工控板散热片（6）、机箱箱体（7）、母板（8）、电缆插座（9）、液晶屏及触摸屏电缆（10）；
电缆插座（9）的母板（8）固定在机箱箱体（7）上，接口板（4）、工控板（5）及工控板散热片（6）固定到一起之后通过螺柱固定到机箱箱体（7）上，工控板散热片（6）紧贴机箱箱体（7），液晶屏及触摸屏（1）通过液晶屏安装支架（2）固定到机箱前面板（3）上，液晶屏及触摸屏电缆（10）连接液晶屏及触摸屏（1）与接口板（4）；
所述图像采集组件内包含壳体（21）、电缆插座（22）、密封垫（23）、壳体上盖（24）、工业相机（25）、LED光源（26）、镜头座（27）、镜头（28）、玻璃窗（29）、支架（30）、LED光源电源电缆（31）、工业相机触发信号电缆（32）、工业相机USB通讯电缆（33）；
通过镜头座（27）将镜头（28）固定到工业相机（25）上，通过LED光源电源电缆（31）、工业相机触发信号电缆（32）、工业相机USB通讯电缆（33）将LED光源（26）、工业相机（25）、电缆插座（22）连接到一起；
工业相机（25）及LED光源（26）固定在支架（30）上；
支架（30）固定到壳体（21）上。
2.根据权利要求1所述的烟支滤嘴凹陷图案完整性检测装置，其特征在于：所述壳体（21）上粘有玻璃窗（34）。
3.根据权利要求1所述的烟支滤嘴凹陷图案完整性检测装置，其特征在于：所述接口板（4）与母板（8）之间通过两个印制板插座（11）相连，母板（8）上的电缆插座（9）穿过机箱箱体（7）上对应的安装孔露出机箱箱体（7），机箱箱体（7）侧面设置有USB接口盖板（12）。
4.根据权利要求1所述的烟支滤嘴凹陷图案完整性检测装置，其特征在于：所述电缆插座（22）自带的锁紧螺母将其固定到壳体（21）上。
5.根据权利要求1所述的烟支滤嘴凹陷图案完整性检测装置，其特征在于：在壳体上盖（24）与壳体（21）之间加密封垫（23）。
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