CN104602551B - 烟草片的克重测量装置、其测量方法、烟草片的制造系统及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟草片的克重测量装置。实施本发明的烟草片的克重测量方法的测量装置,包含向通过移送路径(18)的测量位置(P)的烟草片(ST)照射光的光源(28)、和视觉传感器(30),视觉传感器(30)具有在与光源(28)之间隔着移送路径(18)配置的彩色摄像机(32)、将由该摄像机(32)拍摄的烟草片(ST)的彩色图像转换为灰度图像的处理部(40)、将所述灰度图像的平均浓淡度与换算图对照换算为所述烟草片(ST)的克重的换算部(42),换算图表示灰度图像的平均浓淡度和烟草片(ST)的实际克重之间的关系。
Description
技术领域
本发明涉及测量烟草片的克重的测量装置及测量方法,另外,涉及分别编入该测量装置及测量方法的烟草片的制造系统及制造方法。
背景技术
香烟作为填充材料不仅含有将层状烟草裁丝而得的烟丝,而且含有将烟草片裁丝而得的再生烟丝。例如,这种烟草片例如通过专利文献1记载的成形机来成形,该成形机具有调节烟草片的克重的调节装置。
烟草片的克重决定再生烟丝的厚度,对香烟的烟熏味有影响。因此,用成形机制造的烟草片以一定的时间间隔采样。样品的克重使用天平进行测量,基于该测量结果,计算烟草片的克重。
所计算的克重脱离烟草片所要求的克重的基准范围时,成形机的调节装置工作,以使烟草片的克重收敛在基准范围内。
专利文献1:(日本)专利第3216953号(JP 3216952B2)
发明内容
发明所要解决的问题
上述的烟草片的采样、样品的克重测量及烟草片的克重计算由于是脱机而通过人手来实施,因此从采样到克重的计算需要较长的时间。因此,克重的测量结果直到反映在成形机的调节装置的工作期间,不希望地连续成形不良的烟草片。
本发明的第一目的在于提供一种能够在线测量烟草片的克重的克重测量装置及其测量方法。本发明的第二目的在于提供一种使用本发明的克重测量装置及其测量方法,可以大幅度降低不良的烟草片的产生的烟草片的制造系统及制造方法。
用于解决课题的技术方案
上述的第一目的通过本发明的烟草片的克重测量装置来实现,该克重测量装置具备:
光源,其配置于烟草片的移送路径上,朝向通过该移送路径上被规定的测量位置的烟草片照射光;
视觉传感器,其包含在其与光源之间隔着移送路径配置的摄像机,基于在烟草片通过测量位置时用摄像机拍摄的烟草片的图像,测量烟草片的克重,
视觉传感器还包含:
计算部,其计算所述图像的平均浓淡度,并输出该平均浓淡度;
换算器,其具有表示所述平均浓淡度和实际测量烟草片的克重而得到的实测值之间的关系的换算图,与该换算图对照,将所述平均浓淡度换算为烟草片的克重。
根据上述的克重测量装置,烟草片的克重在烟草片的移送过程中,即在线直接测量,可以将测量结果迅速反映在烟草片的成形中。
例如,摄像机也可以是将烟草片的图像作为彩色图像而得到的彩色摄像机,该情况下,计算部包含将彩色图像转换为灰度图像的转换器,基于该灰度图像,计算所述平均浓淡度。
移送路径包含:上游侧部,其将烟草片朝向测量位置移动;下游侧部,其在与该上游侧部的下游端之间设置规定测量位置的间隙而配置,移送通过了测量位置的烟草片,
光源及摄像机隔着所述间隙而配置。
例如,移送路径还可以包含移送导板,其配置于所述间隙,烟草片从上游侧部经过测量位置朝向下游侧部时,对烟草片的移送进行导向;孔眼,其形成于该移送导板,使通过测量位置的烟草片朝向光源露出,该孔眼具有与移送导板正交的轴线。
移送导板在测量位置维持摄像机和烟草片之间的距离为一定,有助于烟草片的更正确的克重的计算。
烟草片是压延烟草片的情况下,优选摄像机配置于孔眼的轴线上,另一方面,光源相对于孔眼偏离沿着移送路径的方向或横切移送路径的方向而配置。更优选光源具有相对于孔眼的轴线倾斜的光轴。
根据上述的光源及摄像机相对于压延烟草片的布局,例如,在压延烟草片上分布存在小的贯通孔,即使来自光源的光穿过这些贯通孔而通过,这种通过光也不会直接入射到摄像机。因此,摄像机可以得到避开晕影的压延烟草片的图像,所以基于该图像,克重测量装置可以更正确地测量压延烟草片的克重。
第一目的通过与上述的克重测量装置对应的本发明的测量方法来实现,另外,上述的第二目的通过分别编入本发明的克重测量装置及测量方法的烟草片的制造系统及制造方法来实现。本发明的克重测量方法、烟草片的制造系统及制造方法的详细从附图及后述的说明可以明确。
发明效果
本发明的烟草片的克重测量装置及测量方法,可以在烟草片的移送过程中即在线测量烟草片的克重,所以能够将测量的克重迅速反映在烟草片成形中。
另外,编入这种克重测量装置及测量方法的烟草片的制造系统及制造方法,可以将烟草片的克重维持在基准范围内并进行烟草片的制造,减少了不良的烟草片的产生。
附图说明
图1是概略表示一实施例的烟草片的制造系统及制造方法的方框线图;
图2是表示编入图1的制造系统的烟草片的压延成形机的一部分的概略图;
图3是表示编入图1的制造系统的克重测量装置的概略图;
图4是表示随着时间经过的烟草片上的照度的变化的曲线图;
图5是表示图3的克重测量部的详细的方框线图;
图6是表示图5的克重换算部包含的换算图的曲线图;
图7是表示图3的控制装置的详细的方框线图;
图8是表示一对彩色摄像机分别配置于一对压延辊的驱动侧及从动侧的一例的图;
图9是表示使用驱动侧的彩色摄像机测量的烟草片的克重和经过时间的关系的曲线图;
图10是表示使用彩色摄像机测量的抄制烟草片的克重和抄制烟草片的平均浓淡度的关系的曲线图。
具体实施方式
图1是概略地表示例如经过来自原料的压延烟草片(以下,简称为烟草片)的成形、克重测量及克重控制,至烟草片的发货的制造系统。
在烟草片的原料中,除由烟叶得到的层状原料、在香烟的制造过程中回收的烟丝及再生烟丝的细粉原料、由烟叶得到的烟梗原料以外,还包含香素(玉米淀粉)及补强原料。
层状原料接受层状用处理后,添加在细粉原料中,形成第一混合原料。层状用处理包含层状原料的破碎、调和及干燥,另外,在添加层状原料前,细粉原料也可以接受破碎处理。之后,第一混合原料进一步被粉碎。
另一方面,烟梗原料接受烟梗用处理,在此的烟梗用处理包含烟梗的破碎、粉碎、调和、加香及干燥。之后,烟梗原料与香素及补强原料一起,添加于被粉碎处理的第一混合原料中,形成第二混合原料。另外,补强原料在添加于第一混合原料前,根据需要可以接受破碎处理及粉碎处理。
之后,在第二混合原料中进一步添加第一香料,这些第二混合原料及第一香料被供给至混合机内。在混合机内,在第二混合原料及第一香料中添加水,这些第二混合原料及第一香料接受混炼/磨碎处理,形成流动原料。
流动原料通过压延成形而形成为烟草片,该烟草片接受第二香料的添加处理后,利用干燥器干燥。之后,烟草片经过克重的测量、切断及捆包处理后被运送。
另一方面,基于克重的测量结果,实施烟草片的克重是否良好的判定,判定结果被反映在压延成形中。
图2概略地表示成形烟草片的压延成形机的一部分。
压延成形机具备一对压延辊10,这些压延辊10水平配置。各压延辊10的辊轴与驱动源(未图示)连接,一对压延辊10可以向图2中所示的箭头方向相互反向地旋转。在此,一压延辊10的圆周速度比另一压延辊10的圆周速度高一些。
在压延辊10间确保间隙G,从上方向该间隙G定量供给前述的流动原料M。例如,流动原料M被供给到螺旋输送机,该螺旋输送机具有配置于一对压延辊10的上方的出口。
因此,向间隙G供给流动原料M,另一方面,当一对压延辊10相互反向旋转时,这些压延辊10将流动原料M从间隙G挤出,成形为烟草片ST。在此,烟草片ST从间隙G以被卷绕于高速侧的压延辊10的状态被成形,所以高速侧的压延辊10具备刮板12,该刮板12将烟草片ST从高速侧的压延辊10剥下。之后,剥下来的烟草片ST如前述被干燥。
烟草片ST的厚度由前述的间隙G决定,因此,压延机还具备调节间隙G的大小即一对压延辊10的辊轴间的间隔的轴间调节装置14。从图2可知,轴间调节装置14基于前述的克重是否良好的判定的结果,调节间隙G,关于在此的调节的详细,后述。
图3概略地表示烟草片ST的克重测量装置16。
克重测量装置16干燥处理后的烟草片ST在移送路径18上被移送的过程中测量烟草片ST的克重。
移送路径18包含作为从前述的干燥器延伸的上游侧部的网输送机20、和在其与该网输送机20的下游端之间设置规定的间隔即间隙而配置的下游侧部21,本实施例的情况下,下游侧部21在上游端含有切断器22。该切断器22包含多个旋转刀片,沿着烟草片ST的移送方向将烟草片ST切断为多个烟草片薄条。
另外,移送路径18还包含连接上述的间隙即网输送机20和切断器22的移送导板24,该移送导板24沿着移送路径18水平延伸,对烟草片ST的移送进行导向。
克重测量装置16在移送导板24上具有测量位置P,在移送导板24上,在测量位置P形成有孔眼26。该孔眼26例如形成圆形,具有与移送导板24正交的轴线A。
克重测量装置16包含光源28,该光源28配置于移送导板24的下方,通过孔眼26朝向移送导板24上的烟草片ST照射光。
另一方面,克重测量装置16还包含视觉传感器30,该视觉传感器30例如具有CCD型的彩色摄像机32。该彩色摄像机32配置在孔眼26的轴线A上,即正对孔眼26而配置,如图3中的箭头V所示,可向沿着轴线A的方向移动。因此,彩色摄像机32的透镜的对焦可通过使彩色摄像机32沿着轴线A移动而进行调节,可容易地定位在通过孔眼26的烟草片ST的上面。
从图3明确,光源28未配置于轴线A上,在烟草片ST的移送方向观察,例如,偏离轴线A的下游侧而配置,在轴线A和光源28之间确保规定的间隔。即,考虑在配置有光源28的水平面上投影孔眼26的投影区域时,光源28脱离孔眼26的投影区域而配置。另外,光源28相对于投影区域也可以脱离横切移送路径18的方向而配置。
光源28的光轴L不与轴线A平行,相对于轴线A倾斜。因此,从光源28射出的光通过孔眼26照射在烟草片ST上。所照射的光透过烟草片ST,但不是该透过光直接向彩色摄像机32入射。
特别是在通过前述的压延成形机成形的压延烟草片ST方面,在压延烟草片ST的表面分布形成有小的贯通孔。因此,即使来自光源28的照射光穿过这种贯通孔而通过,该通过光也不会直接向彩色摄像机32入射。即,相对于轴线A,使光源28的光轴L偏离配置的构成在阻止向彩色摄像机32的照射光的直接入射方面是有效的。
这一点在烟草片ST不是压延烟草片而是抄制烟草片的情况下,由于在该抄制烟草片上不存在上述的贯通孔,所以不必考虑照射光向彩色摄像机32的直接入射,光源28也可以配置于轴线A上。另外,抄制烟草片使用烟草纤维及纸的制法而制造。
另外,光源28包含空气喷嘴34,该空气喷嘴34与压缩空气源36连接。空气喷嘴34沿着光源28的平坦的光射出面喷出压缩空气。这种空气流抑制尘埃向光射出面的堆积,减少光射出面的清扫次数。
图4表示从光源28照射在烟草片ST上的光的照度的时间变化。在无空气流的情况下,照度在距光射出面的清扫时的经过时间达到T1时,低于请求最低水平。与此相反,有空气流的情况下,照度在达到比T1长的经过时间T2时,低于请求最低水平。
彩色摄像机32周期性地拍摄通过测量位置P即孔眼26的烟草片ST,得到烟草片TS的彩色图像。
在此,拍摄彩色图像时,烟草片ST被移送导板24支承,因此彩色摄像机32和烟草片ST之间的距离维持一定,彩色摄像机32可以得到良好的彩色图像。
另外,光源28如前述而配置,因此即使在烟草片ST上存在例如多个小的贯通孔,如前述,照射光也不会向彩色摄像机32直接地入射。因此,彩色摄像机32不会产生晕影,可以良好地得到烟草片ST的彩色图像。
这一点也考虑与光源28及彩色摄像机32的前述优选的布局相反的反布局,该反布局中,光源28与孔眼26正对配置,而彩色摄像机32偏离孔眼26的轴线A且相对于轴线A以斜向倾斜配置。在这种反布局的情况下,也可避免照射光向彩色摄像机32的直接入射。
但是,反布局的彩色摄像机32接受相对于烟草片ST的厚度方向倾斜地透过的光,所以彩色摄像机32接受的光的衰减率高,彩色摄像机32的倾斜度越大,该衰减率越增加。因此,彩色摄像机32不会得到反映烟草片ST的厚度的彩色图像。
这一点,优选的布局的彩色摄像机32由于接受在烟草片ST的厚度方向透过烟草片ST的光,因此可以得到反映烟草片ST的厚度的彩色图像。
视觉传感器30还包含与彩色摄像机32电连接的计算部,即克重计算单元38,该克重计算单元38接受用彩色摄像机32拍摄的烟草片ST的彩色图像,基于该彩色图像计算烟草片ST的克重。
如图5所示,克重计算单元38具有将彩色图像转换为256色调的灰度图像的转换器,即,所谓灰度处理部40。灰度图像的各像素具有用彩色图像对应的像素的R成分(红)、G成分(绿)及B成分(蓝)的平均值表示的像素值。另外,灰度处理部40基于灰度图像的各像素的像素值,运算灰度图像的平均浓淡度,并输出该平均浓淡度。
平均浓淡度从灰度处理部40送至克重换算部42,由该克重换算部42换算成烟草片ST的克重。详细地说,克重换算部42预设图6所示的换算图X,该换算图X用1次函数表示从烟草片ST的灰度图像得到的平均浓淡度和烟草片ST的克重的相关关系。
为了得到这种换算图X,准备烟草片的多个试验片,这些试验片具有相互不同的已知的克重。这些试验片的平均浓淡度使用前述的视觉传感器30来计算,因此,换算图X通过使计算的平均浓淡度和试验片的克重对应而得到。在此,本发明人等确认,平均浓淡度相对于实际的克重的贡献率(精度)为90%以上。
因此,只要预先准备图6所示的换算图X,克重换算部42通过从换算图X读出与计算的平均浓淡度对应的克重,就可以正确地计算烟草片ST的克重。
之后,计算的克重被保存于存储器44,另一方面,从克重计算单元38分别发送至显示装置45及控制装置46。显示装置45将所计算的克重与压延成形机的机械序号及测量时刻等数据一起进行显示。
控制装置46实施前述的克重是否优良的判定,基于在此的判定结果,控制前述的轴间调节装置14的工作。例如,如图7所示,控制装置46具有偏差计算部48,向该偏差计算部48提供由克重计算单元38计算的计算克重及克重的基准范围R。
在此,在烟草片ST要求的基准克重为Wb时,克重的基准范围R由以下式来定义。
R=Wb±α
α表示对基准克重Wb的容许误差。
如果参照图6,则更明了克重的基准范围R和前述的换算图X的关系。本实施例的情况下,在与克重的基准范围R的上限值及下限值分别对应的平均浓淡度间,根据256色调的灰度观察,确保33的浓淡宽度(色调差),所以克重的基准范围R占视觉传感器30的传感器跨距(256色调)中约13%的浓淡宽度。该情况意思是本实施例的视觉传感器30可以更精确地计算烟草片ST的克重。
偏差计算部48计算根据基准范围R的计算克重的偏差,将该偏差发送至控制量计算部50。该控制量计算部50基于偏差,计算前述的轴间调节装置14的间隙G的控制量,向轴间调节装置14赋予将该控制量。因此,轴间调节装置14按照控制量调节间隙G,其结果是,应成形的烟草片ST的克重维持在基准范围R内,可以回避不合格的烟草片ST的制造。
上述的视觉传感器30可以包含多个彩色摄像机32,该情况下,这些彩色摄像机32在烟草片ST的宽度方向保持间隔而配置。但是,即使是单一的彩色摄像机32,烟草片ST的克重的计算也不会产生障碍。
为了证实这些结果,如图8所示,准备一对彩色摄像机32,这些彩色摄像机32对于一对压延辊10的轴线方向(烟草片ST的宽方向),分别配置于压延辊10的驱动侧及从动侧,用于烟草片ST的克重的测量。
另外,所谓压延辊10的驱动侧,表示向压延辊10输入驱动力的辊轴的一端侧,所谓压延辊10的从动侧,表示辊轴的另一端侧。
图9表示烟草片ST的克重的测量值及实测克重的时间推移,确认这些时间推移无论驱动侧及从动侧,均表示同样的倾向。因此,从图9明确,烟草片ST的克重在驱动侧及从动侧没有大的不同。因此,即使使用单一彩色摄像机32,也可以有效地测量烟草片ST的克重,也可廉价地提供本发明的克重测量装置。
上述的实施例适用于通过压延形成的烟草片的克重的测量,但不用说,本发明同样也可适用于抄制烟草片的克重的测量。图10表示抄制烟草片的平均浓淡度和克重的关系,从图10明确,在抄制烟草片的情况下,平均浓淡度与克重成正比。
另外,实施本发明时,彩色摄像机及移送导板不是必不可少的。例如,也可以代替彩色摄像机而使用黑白摄像机。另外,在不使用移送导板的情况下,光源及摄像机隔着作为移送路径18的孔眼的前述的间隙而配置。
标记说明
10:压延辊、14:轴间调节装置、16:克重测量装置、18:移送路径、20:网输送机(上游侧部)、21:下游侧部、24:移送导板、26:孔眼、28:光源、30:视觉传感器、32:彩色摄像机、34:空气喷嘴、38:克重计算单元、40:灰度处理部(转换器)、42:克重换算部(换算器)、44:存储器、45:显示装置、46:控制装置、A:轴线、P:测量位置、R:克重的基准范围、ST:烟草片。
Claims (13)
1.一种烟草片的克重测量装置,具备:
光源,其配置于烟草片的移送路径上,朝向通过该移送路径上规定的测量位置的所述烟草片照射光;
视觉传感器,其包含在其与所述光源之间隔着所述移送路径配置的摄像机,在所述烟草片通过所述测量位置时,基于由所述摄像机拍摄的所述烟草片的图像,测量所述烟草片的克重,
所述视觉传感器还包含:
计算部,其计算所述图像的平均浓淡度,并输出该平均浓淡度;
换算器,其具有表示所述平均浓淡度和实际测量所述烟草片的克重而得的实测值之间的关系的换算图,与该换算图对照,将所述平均浓淡度换算为所述烟草片的克重。
2.根据权利要求1所述的烟草片的克重测量装置,其中,
所述摄像机是将所述图像作为彩色图像而得的彩色摄像机,
所述计算部包含将所述彩色图像转换为灰度图像的转换器,基于所述灰度图像,计算所述平均浓淡度。
3.根据权利要求1所述的烟草片的克重测量装置,其中,
所述移送路径包含:上游侧部,其将所述烟草片朝向所述测量位置移送;下游侧部,其在与该上游侧部的下游端之间设置规定所述测量位置的间隙而进行配置,移送通过了所述测量位置的所述烟草片,
所述光源及所述摄像机隔着所述间隙而配置。
4.根据权利要求3所述的烟草片的克重测量装置,其中,
所述移送路径还具有:
移送导板,其配置于所述间隙,在所述烟草片从所述上游侧部经过所述测量位置朝向所述下游侧部时,对所述烟草片的移送进行导向;
孔眼,其形成于所述移送导板上,使通过所述测量位置的所述烟草片朝向所述光源露出,
所述孔眼具有与所述移送导板正交的轴线。
5.根据权利要求4所述的烟草片的克重测量装置,其中,
所述烟草片是压延烟草片,
所述摄像机配置于所述孔眼的轴线上,另一方面,所述光源相对于所述孔眼,与沿着所述移送路径的方向或横断所述移送路径的方向偏置配置。
6.根据权利要求5所述的烟草片的克重测量装置,其中,
所述光源具有相对于所述孔眼的轴线倾斜的光轴。
7.一种烟草片的克重测量方法,其中,
在沿着移送路径的烟草片的移送过程中,从光源朝向通过在所述移送路径上规定的测量位置的所述烟草片照射光,
使用在与所述光源之间隔着所述移送路径配置的摄像机,求出通过所述测量位置的所述烟草片的图像,
计算所述图像的平均浓淡度,
预先准备表示所述平均浓淡度和实际测量所述烟草片的克重而得的实测值之间的关系的换算图,与该换算图对照,将所述平均浓淡度换算成烟草片的克重。
8.根据权利要求7所述的烟草片的克重测量方法,其中,
所述图像是使用彩色摄像机而得的彩色图像,
所述平均浓淡度基于将所述彩色图像转换后的灰度图像来计算。
9.根据权利要求7所述的烟草片的克重测量方法,其中,
通过所述测量位置的所述烟草片在移送导板上被导向,通过形成于所述移送导板上的孔眼接受来自所述光源的光的照射。
10.根据权利要求9所述的烟草片的克重测量方法,其中,
所述烟草片是压延烟草片,
所述摄像机正对所述孔眼拍摄所述烟草片,另一方面,所述光源从偏离所述孔眼的位置通过所述孔眼向所述烟草片照射光。
11.根据权利要求10所述的烟草片的克重测量方法,其中,
所述光源通过所述孔眼对所述烟草片倾斜地照射光。
12.一种烟草片的制造系统,具备:
成形机,其为配置于权利要求1的克重测量装置的前段,将烟草片进行成形的成形机,包含将制造的烟草片向所述移送路径送出且可调节应制造的烟草片的克重的调节装置;
控制装置,其基于通过所述克重测量装置而得的克重的测量结果及烟草片的基准克重范围而控制所述调节装置。
13.一种烟草片的制造方法,其中,
利用权利要求7的克重测量方法测量烟草片的克重之前,制造烟草片,
将所制造的烟草片向所述移送路径送出,
基于利用所述克重测量方法而得的克重的测量结果及烟草片的基准克重范围,控制应该制造的烟草片的克重。
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