CN109527647A - 一种基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，通过在接装纸上涂覆经过特殊配置并与接装纸具有明显色差的水性荧光接装胶，然后在卷烟机和接装机正常生产条件下进行接装纸上胶和卷烟卷制，依次经过抽样和样品烟支接装纸的图像采集，最终获取样品接装纸的上胶区域形态信息；本发明能够快速、便捷、精确地检测上胶区形态信息，解决了打孔卷烟的接装纸上胶区形态信息缺失的问题，为设备参数的调整提供精确的数据支持，保证成品烟支的通风效果，进而提高烟支成品的合格率。

Description

一种基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法
技术领域
本发明涉及烟草加工技术领域，尤其涉及一种基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法。
背景技术
目前，滤嘴通风稀释技术是行业内应用最为普遍的降焦手段，一般分为预打孔卷烟和在线打孔技术实现，预打孔卷烟采用已打过一排或多排孔的接装纸，在线打孔一般采用在线激光打孔技术。在烟支卷制过程中存在诸多影响通风路径的因素，因此，为了保证滤嘴通风率的稳定，不仅要保证滤嘴段和烟支段的通风稳定，还要保证两端的吸阻。为了使滤嘴通风技术达到良好的效果，就需要在打孔接装纸和成型纸之间进行部分粘合，并留出打孔区域不进行粘合，这样既保证了良好的滤嘴通风效果，又保证了整支卷烟的挺阔度和外观质量。
其中，如图1所示，预打孔卷烟技术所生产的烟支是在接装纸3上预先打好孔，接装纸3由上胶器对其未打孔区域进行涂胶后与滤嘴段2的成型纸1和烟支段6的卷烟纸5进行接装。上胶器的核心是控胶辊和上胶辊，上胶辊的外圆表面有凹槽，此凹槽对应接装纸3上胶区，上胶量的多少由凹槽的深度决定；凹槽的中间有凸起部分，此凸起部分对应接装纸3的无胶区，凹槽及凸起的总宽度等于接装纸3宽度。由于在胶辊转动过程中两胶辊之间有一定压力，胶液又有一定的黏性，所以胶液在两胶辊之间不能流向胶辊下部，只能形成薄膜而附着于胶辊表面，而由于控胶辊表面不是一个完整的平面，在与上胶辊之间作向相运动时，凸出的部分与上胶辊表面接触，凹下的部分与上胶辊表面不接触，此外的胶液不会被挤出，从而由控胶辊表面的形状决定了胶膜4的形状，控胶辊表面凹面的深度决定了胶膜的厚度，当接装纸3在控胶辊的表面接触时，胶膜4就被吸附于接装纸3上，在接装纸3表面形成规则涂胶区。在此过程中，影响涂胶区面积的因素主要包括施胶量的大小、烟支圆周、搭接宽度、纸张性能、接装胶粘度等。由于上胶区的面积和形态将直接影响滤嘴通风效果，因此在实际生产过程中需要严格把控上胶区形态，包括长度、宽度、无胶区排布、无胶区面积等信息，且需要对上胶区面积进行定期检测，然后对两胶辊之间的间隙、压力等参数进行调整，以保证接装纸上胶精确性。
但是，由于接装胶干燥后的颜色与卷烟接装纸颜色基本一致，很难从肉眼直接观察到无胶区面积，因缺乏实用的无胶区面积检测方法，其调整往往依靠修理人员的经验进行多次调整，经常无法达到预定目标，不利于卷烟质量稳定性。专利号为ZL200710193094.9的发明专利公开了一种确定通风卷烟滤嘴上打孔接装纸未施胶区域的方法，采用在将接装纸染色，利用着色剂中的碘成分遇到胶液中的淀粉变色的原理将打孔接装纸的施胶区域和未施胶区域区分开，从而能够进行未施胶区域的确定。但是，经过实践证明，由于烟支卷制所使用的胶液中多不含淀粉或淀粉含量极低，其与该种染色后的接装纸之间产生的显色作用极为微弱，无法实现将无胶区和涂胶区区分的效果，同时，现有技术及该专利中均没有任何关于上胶区或无胶区形态获取的有效方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，能够快速、便捷、精确地检测上胶区形态信息，解决了打孔卷烟的接装纸上胶区形态信息缺失的问题，为设备参数的调整提供精确的数据支持，保证成品烟支的通风效果，进而提高烟支成品的合格率。
本发明采用的技术方案为：
一种基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、配置水性荧光接装胶并装入备用胶盒：具体过程为：将接装胶与水性荧光胶混合搅拌10min配制成水性荧光接装胶，然后将水性荧光接装胶装入备用胶盒；所述水性荧光接装胶颜色与接装纸颜色不同；
B、接装纸上胶：具体过程如下：
b1：将备用胶盒安装在卷烟机上胶器内，水性荧光接装胶在卷烟机胶盒上胶器的上胶辊及刮刀的带动下搅拌2min～3min；
b2：在上胶器正常生产条件下，将水性荧光接装胶涂覆在接装纸的涂胶面；
C、卷烟机启动并进行卷烟卷制：在卷烟机上胶系统和接装机正常生产条件下，进行成型纸的滤嘴卷制和卷烟纸的烟丝卷制，然后，采用涂胶后的接装纸进行搭接，获得卷烟样品；
D、待卷烟机车速稳定后，从步骤B所生产的卷烟样品中抽取N支烟支作为样品烟支；
E、获取样品烟支接装纸；具体过程如下：
e1：将样品烟支沿样品接装纸下边缘进行横向切除，保留接装纸所在的一段烟支；所述样品接装纸下边缘为接装纸与相烟支接触的边缘；
e2：去除样品接装纸筒内的烟丝和滤棒，保留由接装纸和成型纸组成的测试样品；
e3：将测试样品放置在蒸馏水中1s-2s，然后将筒状的测试样品展开并用镊子将其夹至吸水纸上放置10s-50s；
e4：使用镊子将步骤d3所得测试样品中的成型纸和卷烟纸从接装纸上剥离，获取样品烟支接装纸；
e5：将步骤d4所得样品烟支接装纸平铺至耐高温塑料板上进行自然阴干；
F：通过CCD相机采集样品烟支接装纸上胶区形态信息；上胶区形态信息包括上胶区尺寸、无胶区数量、无胶区面积。
进一步地，所述步骤A的水性荧光接装胶配比为：接装胶占比65%～80%，水性荧光胶占比20%～40%。
进一步地，所述步骤D的具体过程如下：
d1：待卷烟机和接装机运行30s后，从卷烟机此后生产的卷烟样品中随机选取30支；
d2：在选取的30支卷烟样品中随机选择5支作为测试样品。
进一步地，所述步骤F中将N个待采集样本放置于同一个塑料板上进行图像采集。
进一步地，所述步骤F的具体过程如下：
f1：将塑料板放置于CCD相机下方进行图像采集，获取包含所有样品烟支的完整二值图像；
f2：分割完整二值图像，获取单个样品烟支Xi的二值图像，i=1，2，…，N；
f3：提取样品烟支Xi二值图像中的上胶区图像特征，获取上胶区二值图像；
f4：提取上胶区图像中的上胶区形态信息。
进一步地，步骤A中所述接装胶为聚乙酸乙烯乳液胶粘剂。
本发明具有以下有益效果：
（1）通过采用水性荧光接装胶，使无胶区的白色接装纸能够与涂胶区产生明显色差，进而实现采用CCD相机进行图像采集并提取图像特征的目的，且同时，采用图像检测的方法不仅实现了施教区形态的自动获取和无胶区面积等特征的自动测量，而且大大提高了检测效率和检测结果的准确性可靠性，且操作便捷，人力消耗低，为烟支质量的稳定可靠和整体工作效率的快速稳定提供了可靠保障；
（2）通过先将完整图像分割成单个样品的二值图像，再单独提取每个单独二值图像中的上胶区形态特征信息的方式，解决了因上胶区形状不规律和无胶区面积过小而造成的采用人工测量准确度低的问题，提高无胶区面积检测精度，同时，大大提高检测效率，使现场工作人员能够及时、准确地对设备进行参数调整，进而保证整个卷烟设备的稳定运行，并连接提高整个卷烟设备的工作效率。
附图说明
图1为本发明现有技术中预打孔卷烟技术所生产的烟支示意图；
图2为本发明的流程图。
附图标记说明：
1、成型纸；2、滤嘴段；3、接装纸；4、胶膜；5、卷烟纸；6、烟支段。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
如图2所示，本发明包括以下步骤：
A、配置水性荧光接装胶并装入备用胶盒：具体过程为：将接装胶与水性荧光胶混合搅拌10min配制成水性荧光接装胶，然后将水性荧光接装胶装入备用胶盒；水性荧光接装胶颜色与接装纸颜色不同，本实施例优选采用白色接装纸，水性荧光接装胶颜色选用红色、橙色、黑色、蓝色、绿色或褐色等于白色具有明显差异的色彩；水性荧光接装胶配比为：接装胶占比65%～80%，水性荧光胶占比20%～40%；
B、接装纸上胶：具体过程如下：
b1：将备用胶盒安装在卷烟机上胶器内，水性荧光接装胶在卷烟机胶盒上胶器的上胶辊及刮刀的带动下搅拌2min～3min，以进一步提高荧光接装胶的均匀性；
b2：在上胶器正常生产条件下，将水性荧光接装胶涂覆在接装纸的涂胶面；
C、卷烟机启动并进行卷烟卷制：在卷烟机上胶系统和接装机正常生产条件下，进行成型纸的滤嘴卷制和卷烟纸的烟丝卷制，然后，采用涂胶后的接装纸进行搭接，获得卷烟样品；
D、待卷烟机车速稳定后，从步骤B所生产的卷烟样品中抽取N支烟支作为样品烟支；具体过程如下：
d1：待卷烟机和接装机运行30s后，从卷烟机此后生产的卷烟样品中随机选取30支；
d2：在选取的30支卷烟样品中随机选择5支作为测试样品
E、获取样品烟支接装纸；具体过程如下：、
e1：将样品烟支沿样品接装纸下边缘进行横向切除，保留接装纸所在的一段烟支；所述样品接装纸下边缘为接装纸与相烟支接触的边缘；
e2：去除样品接装纸筒内的烟丝和滤棒，保留由接装纸和成型纸组成的测试样品；
e3：将测试样品放置在蒸馏水中1s-2s，然后将筒状的测试样品展开并用镊子将其夹至吸水纸上放置10s-50s；
e4：使用镊子将步骤d3所得测试样品中的成型纸和卷烟纸从接装纸上剥离，获取样品烟支接装纸；
e5：将步骤d4所得样品烟支接装纸平铺至耐高温塑料板上进行自然阴干；
F：通过CCD相机采集样品烟支接装纸图像，提取上胶区形态信息；具体过程如下：
f1：将5个待采集样本放置于同一个塑料板上，然后，将该塑料板放置于CCD相机下方进行图像采集，获取包含所有样品烟支的完整二值图像；
f2：分割完整二值图像，获取单个样品烟支Xi的二值图像，i=1，2，…，N；
f3：提取样品烟支Xi二值图像中的上胶区图像特征，获取上胶区二值图像；
f4：提取上胶区图像中的上胶区形态信息；上胶区形态信息包括上胶区尺寸、无胶区数量和无胶区面积等特征。
本发明中所采用的水性荧光接装胶是针对打孔卷烟以及粘合剂的特性配制而成，用来区分打孔接装纸上的施胶区域和未施胶区域形态。其中，配置过程所采用接装胶为聚乙酸乙烯乳液胶粘剂，即将乙酸乙烯单体在水介质中进行乳液聚合后，在填充料等混合制得的乳液胶粘剂，其胶粘度为0.55Pa/s以上，固含量为38%以上。
该类接装胶是将乳液胶粘剂用水进行适当稀释后再加入增调剂等进行增稠，而水性荧光颜料的主要中成分有胶粘剂、增调剂、水、发光材料等物质，与接装胶的成分类似，两者具有较好的混合均匀性，按比例加入水性荧光染料对接装胶的性能影响较小，由于施胶区荧光颜料的荧光与未施胶区显示的白色接装纸色彩差异明显，因此采用本发明所述检测方法既不影响其未施胶区域的实际尺寸，在通过CCD相机采集图像并进行图像分析时又能从成品卷烟上确定打孔接装纸的上胶区形态及无胶区形态，进而为打孔卷烟的参数调整提供准确依据，满足滤嘴通风技术设计要求和效果。
上述图像分析所采用的设备包括计算机硬件平台和图像处理分析软件，CCD采集的彩色数字图像通过数据线传输到计算机并保存，图像处理分析软件读取彩色数字图像并进行二维图像提取，同时，计算机硬件平台录入烟支的设计参数信息，包括接装纸长度、宽度、搭接宽度，无胶区数量和无胶区面积等，数字处理分析软件计算数字图像中的每个接装纸信息，包括施胶区域的形状图及面积，无胶区的形状图及面积，然后进行烟支质量评判和设备参数的调整，以实现对上胶区形态进行准确掌握的目的。
本发明能够准确检测上胶区形态信息，且检测结果准确可靠，检测手段快速方便，解决了打孔卷烟接装纸施胶信息缺失的问题，为设备调整、质量控制和设备的维护保养提供了可靠依据，保障烟支质量的稳定。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、配置水性荧光接装胶并装入备用胶盒：具体过程为：将接装胶与水性荧光胶混合搅拌10min配制成水性荧光接装胶，然后将水性荧光接装胶装入备用胶盒；所述水性荧光接装胶颜色与接装纸颜色不同；
B、接装纸上胶：具体过程如下：
b1：将备用胶盒安装在卷烟机上胶器内，水性荧光接装胶在卷烟机胶盒上胶器的上胶辊及刮刀的带动下搅拌2min～3min；
b2：在上胶器正常生产条件下，将水性荧光接装胶涂覆在接装纸的涂胶面；
C、卷烟机启动并进行卷烟卷制：在卷烟机上胶系统和接装机正常生产条件下，进行成型纸的滤嘴卷制和卷烟纸的烟丝卷制，然后，采用涂胶后的接装纸进行搭接，获得卷烟样品；
D、待卷烟机车速稳定后，从步骤B所生产的卷烟样品中抽取N支烟支作为样品烟支；
E、获取样品烟支接装纸；具体过程如下：
e1：将样品烟支沿样品接装纸下边缘进行横向切除，保留接装纸所在的一段烟支；所述样品接装纸下边缘为接装纸与相烟支接触的边缘；
e2：去除样品接装纸筒内的烟丝和滤棒，保留由接装纸和成型纸组成的测试样品；
e3：将测试样品放置在蒸馏水中1s-2s，然后将筒状的测试样品展开并用镊子将其夹至吸水纸上放置10s-50s；
e4：使用镊子将步骤d3所得测试样品中的成型纸和卷烟纸从接装纸上剥离，获取样品烟支接装纸；
e5：将步骤d4所得样品烟支接装纸平铺至耐高温塑料板上进行自然阴干；
F：通过CCD相机采集样品烟支接装纸上胶区形态信息；上胶区形态信息包括上胶区尺寸、无胶区数量、无胶区面积。
2.根据权利要求1所述的基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，其特征在于：所述步骤A的水性荧光接装胶配比为：接装胶占比65%～80%，水性荧光胶占比20%～40%。
3.根据权利要求1所述的基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，其特征在于：所述步骤D的具体过程如下：
d1：待卷烟机和接装机运行30s后，从卷烟机此后生产的卷烟样品中随机选取30支；
d2：在选取的30支卷烟样品中随机选择5支作为测试样品。
4.根据权利要求1所述的基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，其特征在于：所述步骤F中将N个待采集样本放置于同一个塑料板上进行图像采集。
5.根据权利要求4所述的基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，其特征在于：所述步骤F的具体过程如下：
f1：将塑料板放置于CCD相机下方进行图像采集，获取包含所有样品烟支的完整二值图像；
f2：分割完整二值图像，获取单个样品烟支Xi的二值图像，i=1，2，…，N；
f3：提取样品烟支Xi二值图像中的上胶区图像特征，获取上胶区二值图像；
f4：提取上胶区图像中的上胶区形态信息。
6.根据权利要求1所述的基于图像检测法的接装纸上胶区形态检测方法，其特征在于：步骤A中所述接装胶为聚乙酸乙烯乳液胶粘剂。
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