CN104172467A - 用于光学评价烟草加工业的棒状物件的测量系统 - Google Patents

Abstract

用于光学评价烟草加工业的棒状物件的测量系统（10），所述测量系统包括设置用于横轴向地输送容纳在至少一个容纳部（14）中的棒状物件的搬运设备（12）和用于在端侧上检查容纳在所述搬运设备（12）中的棒状物件的相机（13）。所述测量系统（10）包括切割装置（21），如此布置所述切割装置，从而由于在所述搬运设备（12）中进行输送而切断棒状物件，以便产生所述棒状物件的有待检查的切断面。

Description

用于光学评价烟草加工业的棒状物件的测量系统

技术领域

本发明涉及一种用于光学评价烟草加工业的棒状物件的测量系统，所述测量系统包括设置用于横轴向地输送容纳在至少一个容纳部中的棒状物件的搬运设备和用于在端侧上检查容纳在搬运设备中的棒状物件的相机。

背景技术

文献EP 1 099 388 A2公开了一种用于离线测试香烟的、具有可旋转的滚筒的设备，所述滚筒在圆周侧上具有用于容纳香烟并且横轴向地输送香烟的凹槽。在所述滚筒的端侧处，用于香烟燃烧端的烟草探测设备设有红外线辐射源和四个错开90°的红外线探测器。

文献EP 0 704 172 B1公开了一种光学测量设备，所述测量设备具有用于尤其在过滤嘴制备机器的凹槽滚筒上进行运输期间测试过滤嘴香烟的端侧的过滤嘴端部的相机。

在对烟草加工业的棒状物件进行质量评价时存在以下一贯的要求，即实现具有尽可能高测量精度的客观的、可再现的测量，以便能够对棒状物件的质量进行尽可能可靠地且有说服力地评价。

发明内容

因而本发明的任务在于提供一种能够对产品质量进行客观的、可再现的并且精确的评价的测量系统。

本发明利用独立权利要求的特征来解决该任务。借助根据本发明的切割装置能够产生棒状物件的具有较高质量的有待检查的切断面，这确保了较高的评价精度。根据本发明产生的切断面的质量不依赖于此前对产品所进行的加工，例如不依赖于在布置在上游的过滤嘴棒加工机器中的刀片的磨损状态，这实现了客观的且可再现的评价。根据本发明地，由于在搬运设备中进行输送形成切断面。因而搬运设备既可以用于在相机前展示棒状物件有待检验的端面，还又可以用于产生待检查的切断面。因而用于棒状物件的附加的搬运机构是不可或缺的。

在一种有利的实施方式中，搬运设备是可旋转的滚筒。然而在此并不排除其他的搬运设备，例如具有无限循环的线性输送器或者往复运动的输送机构。

所述搬运设备优选具有多个带有不同横截面尺寸的容纳部。以这种方式能够在不采取其他的措施、尤其是不会耗费地更换规格部件的情况下搬运不同的产品规格，其方法是将用于每个有待检验的规格的搬运设备调整到相应合适的容纳部上。

优选所述搬运设备倾斜地布置。其优点在于，棒状物件能够利用其远离有待检验侧面的端侧取决于重力地贴靠在止挡部上，由此更加明确地限定了在切割期间和在测量期间棒状物件的位置。

优选所述切割装置包括圆盘刀片，由此能够实现切断面的尤其高的质量。

有利地，所述测量系统为离线测量系统，因为经过检验的物件由于根据本发明产生的切割总归不能够被进一步加工。

在一种有利的实施方式中，所述测量系统布置在用于棒状物件的输送区段上，并且优选具有用于将从输送区段中获取的棒状物件运输到搬运装设备的运输机构。在该实施方式中，在生产中或者在生产后便能够确定棒状物件的质量，以便例如能够显示出质量缺陷和/或能够使操纵者干预到生产过程中。在另一种实施方式中，将测量系统实施成分开的、未与输送流连接的单元，例如独立的测量仪器或者说实验室设备。在该实施方式中，测量系统有利地包括储存装置，从所述储存装置中将棒状物件例如取决于重力地供给到滚筒。

本发明一种优选的应用涉及在端侧检查通风通道（Channel Ventilated）或者说CV过滤嘴，所述过滤嘴在其在过滤材料和包装条纹之间的圆周上具有轴向延伸的通风通道。其他大量的应用是可以考虑的，例如分析利用在过滤嘴棒中的纤维的位置、同轴的过滤嘴的位置和形状以及空心过滤嘴的空腔的形状，或者附加地能够对如直径或者椭圆度等过滤嘴参数进行测量。

附图说明

在下文中根据优选的实施方式参考附图对本发明进行阐述。其中附图示出：

图1是布置在过滤嘴棒物料流上的测量系统的透视图；

图2是布置在过滤嘴棒物料流上的测量系统的另一幅透视图；

图3至图12是测量系统的不同角度的其他视图。

具体实施方式

测量系统10包括借助驱动装置11、尤其是电机进行驱动的搬运设备，即用于输送和搬运烟草制造业棒状物件的、可旋转的滚筒12，其中所述棒状物件尤其是过滤嘴棒、多部段过滤嘴棒、过滤嘴香烟或者其中一部分物件。滚筒12优选成型为圆筒状，并且在其外圆周上或者说在其外壳侧上具有至少一个、有利地具有多个容纳部，在此例如具有九个容纳部，所述容纳部尤其是凹槽14，尤其是参见图6、图7。凹槽14优选平行于旋转轴进行定向。设置每个凹槽14用于容纳各一个棒状的、沿着其纵向方向有待检验的物件。

凹槽14优选具有不同的直径，所述直径与棒状物件的、相应多个不同的规格或者说规格范围相匹配。在当前实施例中，参见图7，设置利用附图标记“1”标识的凹槽用于处于6.6mm至6.8mm的范围中的物件直径，设置利用附图标记“2”标识的凹槽用于处于大于6.8mm至7.0mm的范围中的物件直径，而最后设置利用附图标记“9”标识的凹槽用于处于大于8.7mm至9.1mm的范围中的物件直径。当然替代地可以设置多于九个或者少于九个凹槽14和/或所述凹槽14配备有其他的直径范围。

在关于滚筒12的、旋转固定的供给位置Z中，在此为在滚筒12的下端部处或者说在六点钟位置（参见图7），将有待检验的物件通过供给装置15引入到滚筒12相应的凹槽14中。滚筒12在此前进行旋转，直至合适的凹槽14处于供给位置Z中。在图3的示例中，当应检查出具有大于7.4mm至7.7mm范围直径的过滤嘴棒时，大致5号凹槽14旋转进入到供给位置Z中。此后还会对供给装置15进行更精确地阐述。

滚筒12的旋转轴有利地以优选至少30°、例如45°的合适角度倾斜地进行布置。这样做的优点在于，棒状物件能够利用其远离有待检验侧面的端侧取决于重力地贴靠在止挡部16上。由此更加明确地限定了在切割期间和在测量期间棒状物件的位置。在图9中最为清晰可见的止挡部16优选至少呈部分环形，并且围绕着滚筒12的圆周有利地至少从供给位置Z延伸到通过相机13限定的测量位置M（参见图7），从而使得精确地限定了在切割和测量期间棒状物件的轴向位置。构造止挡部16的止挡部构件17旋转固定地进行安装并且有利地呈完整的环形。

止挡部构件17进而止挡部16优选可沿滚筒12的轴向方向移动，以便能够匹配有待检验棒状物件的不同长度和/或能够调整轴向的切割位置。在所示出的实施例中，可人工地使止挡部构件17沿轴向的导向部19移动，并且出于这个目的具有人工的调整机构18。替代的，可以电气控制止挡部构件17的轴向移动。轴向匹配的其他类型也是可以考虑的，例如借助一套具有不同轴向尺寸的可替换的止挡部构件。

测量系统10包括尤其是借助电机22进行驱动的、在图7中最清晰可见的切割装置21，在图7中移除了覆盖切割装置21的壳体部分。所述切割装置21包括有利地构造成圆盘23的刀片。所述切割装置21配属于滚筒12，也就是说切割装置以相对于滚筒12的作用关系旋转固定地布置，从而使得当具有棒状物件的凹槽14由于滚筒12的旋转越过了旋转固定的切割位置S时，旋转的刀片23切下有待检验的、容纳在滚筒12的凹槽14中的棒状物件的端部部段，从相机的方向观察所述切割位置在此例如布置在3点钟方向。通过切下有待检验的棒状物件的端部部段产生棒状物件的高质量的待检查的切断面。

刀片23有利地嵌入到在圆周侧上设置在滚筒12上的环绕的切口24中（参见图6），布置所述切口与滚筒12的测量侧的端面存在较小的轴向间距。以这种方式准确地限定了轴向切割位置，并且由于待切割的过滤嘴棒在切割期间支撑在切割层的两个面上，从而实现了较高的切割质量。

测量系统10包括配属于滚筒12的相机13，也就是说所述相机以相对于滚筒12的测量关系旋转固定地布置，从而当具有棒状物件的凹槽14处于旋转固定的测量位置M、在此例如10点钟方向中时，使得相机13能够记录拍摄下棒状物件的借助切割装置21而产生的切断面，所述物件容纳在滚筒12的凹槽14中。在测量位置中，有待检验的物件的端侧相应地处于相机13的视野中。这在图8中示出。

止挡部16沿朝向相机13的方向从切割位置S连续地提升至测量位置M，由此形成了在切割位置S和测量位置M之间的螺纹状的止挡区域33。稍后对螺纹状的止挡区域33的含义进行阐述。

为了避免棒状物件从滚筒12或者说凹槽14中脱出，有利地设有导向机构25、26，所述导向机构圆弧状地围绕着在其外壳侧上的滚筒12。导向机构25、26例如分别由一对轴向间隔的、圆弧状的板构成。其他的实施方案也是可行的。在当前的实施例中，设有覆盖切割位置S的导向机构25和覆盖测量位置M的导向机构26。从两侧到切割位置S，导向机构25与滚筒12的间距不断减小，也就是说在切割位置S中导向机构25与滚筒12的间距是最小的。如此测量该间距，使得在切割位置S中的棒状物件较容易地被压入到凹槽14中。以这种方式确保了，在切割时准确地定位并且可靠地夹持所述棒状物件。这同样也适用于关于测量位置M导向机构26与滚筒12的间距。在上部区域、也就是说在12点位置的区域不必设置导向机构，因为在此物件会取决于重力地保持在凹槽14中。然而并不排除也在该区域中设置导向机构。尤其是可以设置统一的导向机构，所述导向机构贯穿地在切割位置S和测量位置M上延伸、在此例如贯穿地从大概6点钟位置延伸至大概9点钟位置。

在所示出的实施例中，从相机的方向观察，设置滚筒12以进行逆时针运转。当然替代地，可以设置滚筒12进行顺时针运转。在这种情况下，例如切割位置处于9点钟处并且测量位置在2点钟处。沿滚筒12的两个旋转方向的组合运转的实施方式也是可以考虑的。

在由附图所示出的实施方式中，用于离线测试的测量系统10布置在用于棒状物件的连续的输送区段20上。输送区段20可以例如布置在过滤嘴棒加工机器或者多部段过滤嘴加工机器的下游，并且包括输送机构27、例如输送带，在其上横轴向地输送过滤嘴棒物料流。在分岔位置上，优选设有双侧倾斜的、在输送机构27上横向延伸的斜面28，利用输送机构27输送的物件物料流（Artikel-Massenstrom）在所述斜面上行进并且因而也可以将所述斜面称为“桥”。在斜面28的顶板（Firste）上延伸有横槽29，测量所述横槽用于容纳棒状物件。

在该实施方式中，测量系统10包括运输机构31，借助所述运输机构从输送区段20获取的棒状物件被运往滚筒12并且向其供料。由此运输机构31将输送区段20与滚筒12连接起来。运输机构31有利地构成基本上封闭的、从输送区段20延伸至滚筒的运输通道。例如可以借助压缩空气来进行运输。在所示出的实施方式中，运输机构31例如包括输送管30（参见图2）和向下倾斜的滑道32（参见图3），其中滑道32的斜率有利地相当于滚筒12的斜率。滑道32具有纵槽34（参见图3），在所述纵槽中棒状物件能够沿纵向滑下。输送管30在一端部上与斜面28的横槽29连通，并且在其另一端部上伸入到滑道32的上端部中。滑道32在其下端部上有利地在滚筒12的至少一部分轴向长度上延伸，这从图11中最为清晰可见。

来自设置用于运输机构31的压缩空气源的压缩空气能够有利地通过相应的压缩空气管路36来用于清洗相机13的光学元件、尤其是镜头或者观景窗。

测量系统10可以具有传感器35、尤其是光学传感器（参见图11、12），所述传感器例如借助激光束来探测棒状物件是否处于滚筒12的凹槽14中。探测机构35例如能够布置在滑道32的下端部上，其中激光束有利地逆平行于滑道32进行定位。

接下来对测量方法的过程进行描述。

首先将处于斜面28的横槽29中的棒状物件例如通过压缩空气或者借助执行器引入到输送管30中，并且优选借助压缩空气将其通过输送管30运输到滑道32，在所述滑道上物件取决于重力地并且必要时受压缩空气支持地滑下到并且滑入到滚筒12的准备好进行容纳的凹槽14中。在该实施方式中，上述的另一个供给装置15因此由滑道32构成。

当有待检验的物件完全地容纳在滚筒12相应的凹槽14中时并且尤其是利用其远离测量的端侧施加在止挡部16上时，滚筒12沿逆时针方向旋转。而当物件越过切割位置S时，借助切割装置21或者说借助旋转的圆盘刀片23切断物件，以便形成有待检验的切断面。所切下的块例如掉落到布置在滚筒12下方的收集容器中。剩余的物件保留在凹槽14中。

随后滚筒12沿逆时针方向继续旋转。此时，将物件的远离测量的端侧引导到切割位置S和测量位置M之间的螺纹状的止挡区域33上，由此由于滚筒沿朝向相机方向进行的旋转轴向地推移物件。在此有利地至少如此远地实施推移，从而使得经过切割的并且有待检查的切断面与滚筒12的端侧对中，优选超过滚筒的端侧，从而能够借助相机13尽可能无干扰地对有待检查的切断面进行摄像。按照上述内容，螺纹状的止挡区域33也能够称作推移机构。

当物件到达了测量位置S时，触发相机13，以便拍摄到物件已切割的端面的高像素图片。所拍摄的图片从相机13中由未示出的电子分析装置、尤其是计算机来进行读取，在其中借助图片处理软件以恰当的方式来获取对棒状物件的检验的切断面质量评价或者说实施该质量评价。电子分析装置也能够用于控制测量系统10、尤其是滚筒12，相机13、切割装置21、运输机构31和传感器35。

所检查的物件在离开导向机构26之后取决于重力地例如掉落到布置在滚筒12下方的收集容器中。为了例如可靠地清除附着在滚筒12上的物件，可以有利地设有例如呈手指形状的卡头37，见图11，所述卡头有利地布置在测量位置M或者说导向机构26和供给位置Z之间。旋转固定的卡头37有利地插入到滚筒12的环绕的槽38中，棒状物件在所述槽中延伸。

在一种在附图中未示出的实施方式中，测量系统10可以是实验室设备。在这种情况下，测量系统10有利地替代运输机构31而具有物件储存装置、例如料斗（Trichter），能够手动地将过滤嘴棒放置到所述料斗中。储存装置则例如可以构成供给装置15，其中在这种情况下供给位置Z有利地布置在滚筒12的上端部上。储存装置例如可以为供给装置15供料，所述供给装置则可以例如设计成滑道32。

Claims (15)

1. 用于光学评价烟草加工业的棒状物件的测量系统（10），所述测量系统包括设置用于横轴向地输送容纳在至少一个容纳部（14）中的棒状物件的搬运设备（12）和用于在端侧上检查容纳在所述搬运设备（12）中的棒状物件的相机（13），其特征在于，所述测量系统（10）包括切割装置（21），如此布置所述切割装置，从而由于在所述搬运设备（12）中进行输送而切断棒状物件，以便产生所述棒状物件的有待检查的切断面。

2. 按照权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述搬运设备（12）是可旋转的滚筒。

3. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述搬运设备（12）具有多个带有不同横截面尺寸的容纳部（14）。

4. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述搬运设备（12）倾斜地布置。

5. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述切割装置（21）包括圆盘刀片（23）。

6. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统（10）包括进给机构（33），由于将物件从切割位置S输送到测量位置M，所述进给机构包括容纳在所述滚筒（12）中的棒状物件的、沿朝向所述相机（13）方向的轴向进给部。

7. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统（10）具有止挡部（16），如此布置所述止挡部，从而使得容纳在所述搬运设备（12）的容纳部（14）中的棒状物件利用其远离测量的端侧与所述止挡部接触。

8. 按照权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述止挡部（16）沿着所述搬运设备（12）的圆周至少从进料位置Z延伸到测量位置M。

9. 按照权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述止挡部（16）沿朝向所述相机（13）的方向从所述切割位置S连续地提升至所述测量位置M。

10. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述滚筒（12）具有圆周侧的切口（24），所述切割装置（21）的刀片（23）嵌入到所述切口中。

11. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统（10）包括用于将从输送区段（20）中获取的棒状物件运输到所述搬运设备（12）的运输机构（31）。

12. 按照权利要求11所述的测量系统，其特征在于，在构造成通道的运输机构（31）中借助压缩空气运输所述棒状物件。

13. 按照权利要求12所述的测量系统，其特征在于，使用来自设置用于所述运输机构（31）的压缩空气源的压缩空气以清洗所述相机（13）的光学元件。

14. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统（10）是离线测量系统。

15. 按照前述权利要求中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统尤其包括光学传感器（35），所述光学传感器用于探测位于所述滚筒（12）的容纳部（14）中的棒状物件。