CN107117358A - 一种装封箱机缺条检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装封箱机缺条检测装置，包括智能相机、安装支架、触发脉冲光电开关、定位传感器、照明光源、触摸显示屏、光电耦合器和控制器，所述的智能相机通过安装支架安装在一推推杆的推烟板上方位置，所述的条形光源通过安装支架安装在烟条防护挡板有机玻璃上位置，所述的触发脉冲光电开关通过安装支架安装在一推推杆轨道位置，所述的定位传感器通过安装支架安装在二推推杆轨道位置，所述的触摸显示屏、控制器安装在电柜上方。该检测装置能够及时发现装封箱机箱内烟条缺失，不需中断生产流程，即可实现对箱内烟条缺失产品的自动检测和剔除，实现了检测速度与设备运行速度的完美匹配。
Description
技术领域
本发明涉及一种装封箱机缺条检测装置及其检测方法。
背景技术
在卷烟生产过程中，烟叶经过制丝生产线的回潮、切丝、蒸炒、添加香精香料等工序后完成烟丝的加工，合格烟丝由卷烟包装设备制成成品烟条，合格烟条经过烟条输送系统到达装封箱区域，由装封箱机完成最后的封装成箱。在整个加工过程中，装封箱为最后一道生产工序，实现了装箱、封箱、打码一体的高速自动化流水作业，并成功与成品库进行对接，有效地提高了卷烟生产的自动化程度。YP13型装封箱机目前是我国卷烟生产厂的主流箱装设备，该设备由东方机器制造(昆明)有限公司2004年研发的卷烟包装设备，最大生产速度达到6件/分，由于设备固有缺陷和烟条输送、堆叠、装箱等过程中受多种因素的影响，烟条装箱过程时有缺条质量缺陷发生，针对该类质量缺陷，企业一方面对设备进行技术改进和优化，另一方面对产生缺陷各种因素进行探讨和改进。事实上烟条装封箱中缺条的产生具有偶发性、突发性、间断性等特点，装封箱操作工无法控制，装封箱设备又不能杜绝该类不合格产品的产生。为了追溯寻找该不合格品，通常采用电子称重、光子检测、γ射线扫描等方式对其进行检测查找，浪费大量的人力物力，从而增加消耗，降低设备效率；另一方面，该类箱装缺条不合格品最终有可能直接进入市场，这将严重影响企业的产品质量和声誉。而现有YP13装封箱机尚未找到关于箱内缺条的检测及剔除装置，给操作、生产和维护带来了困难，也难以针对上述质量缺陷安装相应的检测剔除装置，现有技术尚不能解决该问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种装封箱机缺条检测装置，能够及时发现装封箱机箱内烟条缺失，不需中断生产流程，即可实现对箱内烟条缺失产品的自动检测和剔除，实现了检测速度与设备运行速度的完美匹配。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种YP13装封箱机箱缺条检测装置，其特征在于：包括工业照相机、安装支架、触发脉冲光电开关、定位传感器、照明光源、触摸显示屏、光电耦合器和控制器，所述的工业照相机通过安装支架安装在YP13装封箱机一推推杆推烟板上方位置，所述的条形光源通过安装支架安装在YP13装封箱机烟条防护挡板有机玻璃上位置，所述的触发脉冲光电开关通过安装支架安装在YP13装封箱机一推推杆轨道位置，所述的定位传感器通过安装支架安装在YP13装封箱机二推推杆轨道位置，所述的触摸显示屏、控制器安装在YP13装封箱机电柜上方，所述的控制器输出通过光电耦合器和YP13装封箱机原机控制板电性连接。
所述的照明光源为两组独立LED条形光源，实现对箱内25条烟的无影照明，使25条烟端面显示清楚。
所述的触摸显示屏、控制器安装在电柜箱体上，对运行中的箱内25条烟端面图像采集，并通过图像算法软件，对检测图像进行分析、处理，实现对箱内25条烟的检测。当检测到箱内缺条时输出高电平，控制光电耦合器接通，实现缺陷产品的自动检测及剔除功能。
为保证系统运行稳定，工业照相机对YP13装封箱机一推推杆送入烟箱内的25条烟条进行全方位拍照。所拍摄的图像送入控制器，控制器对送入的图像通过图像算法进行分析处理，将其转换为电压信号，并与触摸显示屏设置的基准电压值进行比较，处于基准值高低限之间为合格图像，否则判断为缺陷产品。
本检测方法针对装封箱机出现箱内缺条缺陷而公开的发明。该方法通过对箱内缺条视觉检测关键技术：智能相机的安装、安装支架的设计、PLC控制程序的设计、视觉检测动态图像的采集等发明，可实现箱装缺条不合格产品的准确检测、自动剔除及计数统计。
其检测方法及检测步骤如下：
S1、当装封箱机正常运行时，烟条通过烟条输送带进入装封箱机，装封箱机入口的烟条到位检测和5个缺条光电传感器检测到烟条时，堆垛器开始将烟条进行5条向上堆垛，第5层烟条传感器检测到烟条，一推推杆将25条烟条推入烟箱，当一推推杆将25条烟条送入烟箱后退到终点时，推杆上的推烟板抬起，此时触发脉冲传感器动作，启动光源及智能相机对推入烟箱内的25条烟条进行拍照，智能相机将拍摄的图片图像送入控制器，控制器对送入的图像通过图像算法进行分析处理，根据烟条端面色差及灰度不同，透明纸反光亮度不同，判断箱内烟条的缺失，将其图像信号转换为电压信号，并与触摸显示屏设置的标准图像基准电压值进行比较，处于基准值高低限之间为合格图像，否则判断为箱内缺条缺陷产品。以此类推，该检测系统对每次一推推杆推入烟箱的25条烟条进行拍照处理，控制器通过图像分析、图像算法等方法对其进行处理，判断该25条是否正常。
S2、当控制器判断该烟箱内烟条正常时，控制器不输出高电平信号到光电耦合器，光电耦合器失电不动作，原机控制器没有接收到剔除信号，不执行烟箱封箱胶带停供及烟箱的剔除，装封箱机继续进行第二个25条烟条的堆码及装箱，同时对其进行拍照检测处理，判断该25条烟条是否缺失，如果两次的25条烟条均正常，装封箱机对该烟箱进行胶带封箱处理，烟箱通过输送带进入下一道工序。反之，当控制器判断该烟箱内的25条烟条存在缺失时，控制器启动烟箱定位信号，当烟箱定位信号为高电平时，控制器输出高电平信号到光电耦合器，光电耦合器得电动作，原机PLC控制器接收到检测装置送入的剔除信号，通过对原机PLC控制器程序修改，PLC控制器控制封箱器打开6S(封箱器打开时间参数为程序设定，该时间为定时器T1，可通过触摸显示屏根据封箱时间设定)，封箱胶带脱开对该烟箱的封口，同时剔除电磁阀得电动作，执行对该缺陷烟箱的准确剔除。
S3、在对进入烟箱内的25条烟条进行拍照(一推推杆后推到位，触发脉冲检测输出高电平)时，为了保证装封箱机烟箱撑箱器后退滞后于相机拍照，须对原机PLC控制器程序进行修改，将撑箱器关断延时从800ms修改为1800ms，延长撑箱器关断时间(该参数在触摸显示屏上可根据拍照图片效果进行修改时间继电器T5)，保证拍照完成后再启动撑箱器关断，满足所有拍摄图像不受撑箱器影响。
本发明技术效果主要体现在以下方面：能够准确检测箱内烟条的缺失，通过修改控制器移位参数，并且将缺条烟箱进行自动剔除，从而杜绝箱缺条产品流入市场。该机构实现了检测速度与设备运行速度的完美匹配，用户在触摸显示屏上完成相机检测位置设定、检测参数调整、基准电压值修改等操作，不需中断生产流程，即可实现对箱内烟条缺失产品进行自动检测和剔除。该机构运行稳定、高效、可靠，易于维护。
附图说明
图1为本发明的一种装封箱机缺条检测装置的结构框图。
图2为本发明的一种装封箱机缺条检测装置的结构图。
图3为本发明的一种装封箱机缺条检测装置的工作原理图。
图中：1.一推推杆；2.推烟板；3.工业相机；4.烟条防护挡板有机玻璃；5.条形光源；6.烟条堆垛器；7.烟箱内25条烟条；8.一推推杆轨道；9.触发脉冲光电开关；10.相机支架；11.光源支架；12.光电开关支架。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
如图1所示，一种YP13装封箱机缺条检测装置，其基本构成包括：工业照相机、条形照明光源、控制器、触发脉冲光电开关、烟箱定位传感器、触摸显示屏、光电耦合器、直流电源等，工业照相机、照明光源、光电开关、传感器、控制器通过光电耦合器与原机控制系统连接，用户在触摸显示屏上完成拍照图像位置、参数及检测基准电压值修改等操作，不需中断生产流程，即可实现对小盒透明纸底部和顶部包装有缺陷的产品进行自动检测和剔除。
如图2所示，所述的工业照相机3通过安装支架10安装于YP13装封箱机一推推杆1推烟板2上方位置，条形照明光源5通过安装支架11安装于YP13装封箱机烟条提升防护护板有机玻璃4位置，所述的触发脉冲光电开关9通过安装支架12安装在一推推杆轨道8位置，照明光源采用LED条形光源照射在烟箱内25条烟条端面7位置，实现对烟箱内25条烟条的无影照明，工业照相机对YP13装封箱机一推推杆推入烟箱内的25条烟条进行全方位拍照。所拍摄的图像送入控制器，控制器对送入的图像通过图像算法进行分析处理，根据烟条端面色差及灰度不同，透明纸反光亮度不同，判断箱内烟条的缺失，将其图像信号转换为电压信号，并与触摸显示屏设置的基准电压值进行比较，处于基准值高低限之间为合格图像，否则判断为缺陷产品。
对于判定箱内烟条缺失的烟箱，控制器接收烟箱定位光电开关送入的信号，对该烟箱进行定位，控制器发出剔除高电平信号，该高电平信号接通光电耦合器，光电耦合器常开触点接通，从原机来的DC24V高电平信号接通，该信号送入原机控制系统，原机控制系统发出停供封箱胶带及剔除信号，将箱内烟条缺失的烟箱不进行烟箱封口并在YP13出口剔除口自动剔除，方便操作人员对剔除的烟箱内的烟条进行处理。
如图3所示，设备运行，从原机输入的AC220V交流电源接通，直流电源模块将其电压整流为DC24V直流电源，为本机构提供供电电源，控制器、触摸显示屏、照明光源、工业相机、光电开关得电正常工作，安装在YP13装封箱机一推推杆轨道上的触发脉冲传感器触发相机及光源工作，安装于YP13装封箱机一推推杆及推烟板上方的工业相机对烟箱内的25条烟端面进行全方位拍照，工业相机拍摄的照片通过数据线传送到控制器，控制器对接收到的图片通过图像算法进行分析处理，将图片信号转换为电压信号，根据图片烟条色差及灰度不同，控制器输出不同数值的电压信号，控制器将该信号与触摸屏用户输入的基准电压值进行比对，如果该电压值介于基准电压高低限之间，控制器不输出信号，说明烟箱内的25条烟条正常，设备正常生产，烟箱进入二推推杆进行封箱胶带的粘贴及一号工程码的敷贴；反之，则该烟箱内烟条存在缺条现象，控制器接收烟箱定位传感器送入的定位使能信号，开始对该缺条烟箱进行计数处理，控制器输出高电平信号到光电耦合器上，光电耦合器接通，负载侧导通，原机DC24V信号送入到原机控制系统，原机控制系统发出一个剔除脉冲信号到封箱胶带及废品剔除电磁阀，停供缺条烟箱封箱胶带并在YP13剔除口对该烟箱进行准确剔除。
本检测方法针对装封箱机出现箱内缺条缺陷而公开的发明。该方法通过对箱内缺条视觉检测关键技术：智能相机的安装、安装支架的设计、PLC控制程序的设计、视觉检测动态图像的采集等发明，可实现箱装缺条不合格产品的准确检测、自动剔除及计数统计。
其检测方法及检测步骤如下：
S1、当装封箱机正常运行时，烟条通过烟条输送带进入装封箱机，装封箱机入口的烟条到位检测和5个缺条光电传感器检测到烟条时，堆垛器开始将烟条进行5条向上堆垛，第5层烟条传感器检测到烟条，一推推杆将25条烟条推入烟箱，当一推推杆将25条烟条送入烟箱后退到终点时，推杆上的推烟板抬起，此时触发脉冲传感器动作，启动光源及智能相机对推入烟箱内的25条烟条进行拍照，智能相机将拍摄的图片图像送入控制器，控制器对送入的图像通过图像算法进行分析处理，根据烟条端面色差及灰度不同，透明纸反光亮度不同，判断箱内烟条的缺失，将其图像信号转换为电压信号，并与触摸显示屏设置的标准图像基准电压值进行比较，处于基准值高低限之间为合格图像，否则判断为箱内缺条缺陷产品。以此类推，该检测系统对每次一推推杆推入烟箱的25条烟条进行拍照处理，控制器通过图像分析、图像算法等方法对其进行处理，判断该25条是否正常。
S2、当控制器判断该烟箱内烟条正常时，控制器不输出高电平信号到光电耦合器，光电耦合器失电不动作，原机控制器没有接收到剔除信号，不执行烟箱封箱胶带停供及烟箱的剔除，装封箱机继续进行第二个25条烟条的堆码及装箱，同时对其进行拍照检测处理，判断该25条烟条是否缺失，如果两次的25条烟条均正常，装封箱机对该烟箱进行胶带封箱处理，烟箱通过输送带进入下一道工序。反之，当控制器判断该烟箱内的25条烟条存在缺失时，控制器启动烟箱定位信号，当烟箱定位信号为高电平时，控制器输出高电平信号到光电耦合器，光电耦合器得电动作，原机PLC控制器接收到检测装置送入的剔除信号，通过对原机PLC控制器程序修改，PLC控制器控制封箱器打开6S(封箱器打开时间参数为程序设定，该时间为定时器T1，可通过触摸显示屏根据封箱时间设定)，封箱胶带脱开对该烟箱的封口，同时剔除电磁阀得电动作，执行对该缺陷烟箱的准确剔除。
S3、在对进入烟箱内的25条烟条进行拍照(一推推杆后推到位，触发脉冲检测输出高电平)时，为了保证装封箱机烟箱撑箱器后退滞后于相机拍照，须对原机PLC控制器程序进行修改，将撑箱器关断延时从800ms修改为1800ms，延长撑箱器关断时间(该参数在触摸显示屏上可根据拍照图片效果进行修改时间继电器T5)，保证拍照完成后再启动撑箱器关断，满足所有拍摄图像不受撑箱器影响。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (4)
1.一种装封箱机缺条检测装置，其特征在于：包括智能相机、安装支架、触发脉冲光电开关、定位传感器、照明光源、触摸显示屏、光电耦合器和控制器，所述的智能相机通过安装支架安装在一推推杆的推烟板上方位置，所述的条形光源通过安装支架安装在烟条防护挡板有机玻璃上位置，所述的触发脉冲光电开关通过安装支架安装在一推推杆轨道位置，所述的定位传感器通过安装支架安装在二推推杆轨道位置，所述的触摸显示屏、控制器安装在电柜上方。
2.根据权利要求1所述装封箱机缺条检测装置，其特征在于：所述的照明光源为独立的LED条形光源。
3.根据权利要求1所述装封箱机缺条检测装置，其特征在于：所述触摸显示屏和控制器电性连接。
4.根据权利要求1所述装封箱机缺条检测装置的检测装置的检测方法，其特征在于：
1)当装封箱机正常运行时，烟条通过烟条输送带进入装封箱机，装封箱机入口的烟条到位检测和5个缺条光电传感器检测到烟条时，堆垛器开始将烟条进行5条向上堆垛，第5层烟条传感器检测到烟条，一推推杆将25条烟条推入烟箱，当一推推杆将25条烟条送入烟箱后退到终点时，推杆上的推烟板抬起，此时触发脉冲传感器动作，启动光源及智能相机对推入烟箱内的25条烟条进行拍照，智能相机将拍摄的图片图像送入控制器，控制器对送入的图像通过图像算法进行分析处理，根据烟条端面色差及灰度不同，透明纸反光亮度不同，判断箱内烟条的缺失，将其图像信号转换为电压信号，并与触摸显示屏设置的标准图像基准电压值进行比较，处于基准值高低限之间为合格图像，否则判断为箱内缺条缺陷产品，以此类推，该检测系统对每次一推推杆推入烟箱的25条烟条进行拍照处理，控制器通过图像分析、图像算法等方法对其进行处理，判断该25条是否正常；
2)当控制器判断该烟箱内烟条正常时，控制器不输出高电平信号到光电耦合器，光电耦合器失电不动作，原机控制器没有接收到剔除信号，不执行烟箱封箱胶带停供及烟箱的剔除，装封箱机继续进行第二个25条烟条的堆码及装箱，同时对其进行拍照检测处理，判断该25条烟条是否缺失，如果两次的25条烟条均正常，装封箱机对该烟箱进行胶带封箱处理，烟箱通过输送带进入下一道工序；反之，当控制器判断该烟箱内的25条烟条存在缺失时，控制器启动烟箱定位信号，当烟箱定位信号为高电平时，控制器输出高电平信号到光电耦合器，光电耦合器得电动作，原机PLC控制器接收到检测装置送入的剔除信号，通过对原机PLC控制器程序修改，PLC控制器控制封箱器打开6S(封箱器打开时间参数为程序设定，该时间为定时器T1，可通过触摸显示屏根据封箱时间设定)，封箱胶带脱开对该烟箱的封口，同时剔除电磁阀得电动作，执行对该缺陷烟箱的准确剔除；
3)在对进入烟箱内的25条烟条进行拍照时，为了保证装封箱机烟箱撑箱器后退滞后于相机拍照，须对原机PLC控制器程序进行修改，将撑箱器关断延时从800ms修改为1800ms，延长撑箱器关断时间，保证拍照完成后再启动撑箱器关断，满足所有拍摄图像不受撑箱器影响。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |