CN110663995A - 一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备和方法及生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热不燃烧烟支在线质量检测设备和方法及生产设备。本发明的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，包括烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置和烟支端面视觉检测装置；烟支原料视觉检测装置用于检测已按顺序排列好的烟支原料单元；烟支外观视觉检测装置用于检测已包裹有卷烟纸的成品烟支；烟支端面视觉检测装置用于检测烟支滤嘴端端面和/或加热端端面。其有益效果是：能够同时检测烟支成品的外观质量，又同时能够检测烟支内部的原料单元的外观质量，采用相机对组合前的原料单元和组合后的烟支进行拍照，通过对拍照的图片进行分析处理，能对烟支的尺寸等外观缺陷进行检测，将不合格的烟支进行剔除。

Description

一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备和方法及生产设备

技术领域

本发明涉及新型烟草烟支质量检测领域，特别涉及一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备和方法及生产设备。

背景技术

近几年，抽烟者希望降低抽烟对健康的危害，各国烟草企业加快了对加热不燃烧新型烟草的研发。加热不燃烧烟草制品虽然依靠电池加热，但加热的主要对象还是传统烟草，因此口感还原度好，与传统的卷烟不同，以“加热不燃烧”为思路设计的“低温卷烟”，能使烟叶刚好加热到足以散发出味道的程度，而不会点燃烟叶。通常情况下，普通卷烟在吸食时处于高温会产生众多有害物质，而低温卷烟大多是在300℃以下，有害物质会减少。加热不燃烧烟草制品在国内具有预见的巨大市场空间。

加热不燃烧的新型烟草在国内刚刚起步，随着各个中烟公司对加热不燃烧烟支的持续研发，国内加热不燃烧烟支的品牌也越来越多，也是代表着市场消费的方向。由于加热不燃烧烟支的特性决定了其卷制工艺比较复杂，采用不同卷制工艺制造出的成品烟支外观质量都存在或多或少的外观缺陷，缺陷比例远高于传统卷烟。国内的加热不燃烧烟支卷制设备都是用以前生产传统卷烟的设备改造出来，其中的质量检测还是沿用原来的质量检测系统包括空头、漏气、缺嘴、OTIS四个检测项目，加热不燃烧烟支由于制造工艺不一样，传统的空头检测基本不能使用，如果是空心嘴棒的话，缺嘴检测传感器也会出现问题，从实际使用效果来看，原来的空头已经不适应加热不燃烧烟支的检测，检测效果较差。OTIS因为检测范围和灵敏度有限，也满足不了实际要求，使用传统烟草的检测设备实际使用中存在剔除量大，检测灵敏度低，容易造成停机等问题。根据生产实践，端面存在缺陷、烟支原料单元存在缺陷、烟棒存在缺陷的烟支数量不在少数，目前使用的加热不燃烧烟支生产设备均无烟支端面外观视觉检测系统，造成有缺陷的烟支流入市场，给卷烟生产企业的企业形象带来不良影响。

为此，提供一种能够同时检测烟支原料单元、烟支端面、烟棒外观的基于机器视觉检测的加热不燃烧烟支在线质量检测设备和方法及生产设备，是本发明的创研动机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够同时检测烟支原料单元、烟支端面、烟棒外观的基于机器视觉检测的加热不燃烧烟支在线质量检测设备和方法及加热不燃烧烟支生产设备。

本发明提供的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其技术方案为：

一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，包括烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置和烟支端面视觉检测装置；

烟支原料视觉检测装置用于检测已按顺序排列好的烟支原料单元；

烟支外观视觉检测装置用于检测已包裹有卷烟纸的成品烟支；

烟支端面视觉检测装置用于检测烟支滤嘴端端面和/或加热端端面。

优选地，在线检测设备还包括烟支长度视觉检测装置，烟支长度视觉检测装置用于检测成品烟支的长度。

优选地，在线检测设备还包括烟支漏气检测装置。

优选地，烟支原料单元和烟支通过多个鼓轮传送，烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置和烟支端面视觉检测装置分别设置在鼓轮的侧面。

优选地，烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置、烟支端面视觉检测装置和烟支长度视觉检测装置分别包括用于提供照明的光源和用于拍摄图像的相机。

优选地，烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置、烟支端面视觉检测装置和烟支长度视觉检测装置分别包括反射镜、透明防尘板和相机外罩，反射镜设置在相机外罩内，反射镜将待检测图像反射到相机；透明防尘板设置在相机外罩上，防止灰尘进入相机组件内。

优选地，烟支外观视觉检测装置包括两个相机组件，两个相机组件分别设置在相邻两个鼓轮的侧面，分别用于采集烟支不同侧面的外观图像。

优选地，在线检测设备包括管理主机，管理主机与烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置、烟支端面视觉检测装置或烟支长度视觉检测装置中的一个或任几个连接，管理主机接收烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置、烟支端面视觉检测装置或烟支长度视觉检测装置的视觉图像；管理主机通过图像识别软件对采集到的视觉图像进行分析判断待检测面是否存在缺陷，如果有缺陷，在加热不燃烧烟支生产设备剔除口剔除有缺陷的烟支。

本发明还提供了一种加热不燃烧烟支在线质量检测方法，将烟支原料单元按照卷制顺序排列好，使用烟支原料视觉检测装置对已排序好的烟支原料单元进行拍照，进行缺陷分析；卷烟纸将多个烟支原料单元包裹成成品烟支，然后使用烟支外观视觉检测装置对成品烟支的烟棒进行拍照，进行缺陷分析；再使用烟支端面视觉检测装置对烟支滤嘴端端面和/或加热端端面进行拍照，进行缺陷分析。

优选地，使用烟支长度视觉检测装置对烟支进行拍照，进行长度检测；将烟支原料单元有缺陷的烟支、烟棒有缺陷的烟支、长度不符合标准的烟支和端面有缺陷的烟支的剔除信号发送到剔除装置，将有缺陷的烟支剔除。

本发明化提供了一种加热不燃烧烟支生产设备，包括上述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备；加热不燃烧烟支生产设备包括多个料斗和传送烟支原料单元的多个分段排列轮，还包括依次排列的组合轮、靠拢轮、切割轮、掉头轮、漏气检测轮和剔废轮，烟支原料视觉检测装置设置在组合轮与靠拢轮之间的传送轮的侧面，烟支外观视觉检测装置和烟支端面视觉检测装置分别设置在掉头轮与漏气检测轮之间的传送轮的侧面，烟支漏气检测装置设置在漏气检测轮上。

本发明的实施包括以下技术效果：

加热不燃烧烟支为多段结构，需要将多段烟支原料单元组合形成烟支成品，通过本发明的改进，能够同时检测烟支成品的外观质量，又同时能够检测烟支内部的原料单元的外观质量，采用相机对组合前的原料单元和组合后的烟支进行拍照，通过对拍照的图片进行分析处理，能对烟支的尺寸等外观缺陷进行检测，将不合格的烟支进行剔除。同时能检测并剔除原料单元丢失、原料单元变形、原料单元不洁等内部外观有缺陷的烟支。不管是卷制前或卷制后，只要检测到缺陷，就发送剔除信号，大大提高了加热不燃烧烟支的质量。

本发明的加热不燃烧烟支在线质量检测设备能够检测滤嘴漏白、水松纸夹胶、滤嘴泡皱、滤嘴夹沫、烟支错牙、水松纸长短、烟棒刺破、烟棒斑点(夹沫)、烟棒污渍、烟支长短等等缺陷。还能够检测滤嘴丢失、滤嘴变形、滤嘴内孔不洁、滤嘴内孔变形、滤嘴侧壁孔洞、水松纸包裹不严、烟丝缺失、烟丝膨出，烟丝端切割不良等端面外观有缺陷的烟支，满足卷烟企业对端面检测的需求。同时该装置具有良好的兼容性，对非空心滤嘴也有良好的检测效果。对提高成品烟支的质量有非常大的帮助。

本发明采用机器视觉检测技术，不但克服了激光检测法、微波检测法和光电检测法的缺点，同时也发挥了机器视觉检测操作简单、速度快、精度高、质量可靠等优越性，给很多烟草公司带来了质量管理的巨大帮助，市场前景十分广阔。在线检测设备将多个视觉检测装置的缺陷识别和控制管理融入到一个管理主机内，解决了现有加热不燃烧烟支生产设备上控制设备过多，难以管理的问题。

附图说明

图1为本发明实施例1的加热不燃烧烟支在线质量检测设备安装在加热不燃烧烟支生产设备上的结构示意图。

图2为实施例1的加热不燃烧烟支生产平面示意图。

图3为视觉检测装置的一种结构示意图。

图4为视觉检测装置的另一种结构示意图。

图5为视觉检测装置的第三种结构示意图。

图6为带相机外罩的视觉检测装置结构示意图。

图7为加热不燃烧烟支结构示意图。

图8烟支端面视觉检测装置安装结构示意图。

图中：10、料斗；11、分段排列轮；12、组合轮；13、靠拢轮；14、切割轮；15、掉头轮；16、漏气检测轮；17、剔废轮；18、传送轮；20、烟支原料视觉检测装置；30、烟支外观视觉检测装置；40、烟支端面视觉检测装置；50、烟支长度视觉检测装置；60、烟支漏气检测装置；70、光源；71、反射镜；72、相机；73、烟支；730、滤嘴端端面；731、加热端端面；732、烟棒；74、相机外罩；75、透明防尘板；76、烟支原料单元。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

参见图1所示，本实施例提供的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，包括烟支原料视觉检测装置20、烟支外观视觉检测装置30和烟支端面视觉检测装置40；烟支原料视觉检测装置20用于检测已按顺序排列好的烟支原料单元76；烟支外观视觉检测装置30用于检测已包裹有卷烟纸的成品烟支73的烟棒732，烟棒732包括卷制烟丝的卷烟制品和滤棒；烟支端面视觉检测装置40用于检测烟支滤嘴端端面730和/或加热端端面731。图8为烟支端面视觉检测装置的一种安装结构示意图。烟支外观视觉检测装置30包括两个相机组件，两个相机组件分别设置在相邻两个鼓轮的侧面，分别用于采集烟支不同侧面的外观图像。加热不燃烧烟支为多段结构，需要将多段烟支原料单元76组合形成烟支成品，通过本发明的改进，能够同时检测烟支成品的外观质量，又同时能够检测烟支内部的原料单元的外观质量，采用相机72对组合前的原料单元和组合后的烟支进行拍照，通过对拍照的图片进行分析处理，能对烟支的尺寸等外观缺陷进行检测，将不合格的烟支进行剔除。同时能检测并剔除原料单元丢失、原料单元变形、原料单元不洁等内部外观有缺陷的烟支。不管是卷制前或卷制后，只要检测到缺陷，就发送剔除信号，大大提高了加热不燃烧烟支的质量。

优选地，参见图1所示，在线检测设备还包括烟支长度视觉检测装置50，烟支长度视觉检测装置50用于检测成品烟支的长度。在线检测设备还包括烟支漏气检测装置60。烟支原料单元76和烟支通过多个鼓轮传送，鼓轮上设置有多个卡槽，卡槽用于固定烟支原料单元76和烟支，卡槽上具有气孔，通过气压吸附的方式传递烟支，烟支原料视觉检测装置20、烟支外观视觉检测装置30、烟支端面视觉检测装置40和烟支长度视觉检测装置50分别设置在鼓轮的侧面。

参见图3至图6所示，烟支原料视觉检测装置20、烟支外观视觉检测装置30、烟支端面视觉检测装置40和烟支长度视觉检测装置50分别包括用于提供照明的光源70和用于拍摄图像的相机72。作为一种示例结构，参见图3和图6所示，烟支原料视觉检测装置20、烟支外观视觉检测装置30、烟支端面视觉检测装置40和烟支长度视觉检测装置50分别包括反射镜71、透明防尘板75和相机外罩74，反射镜71设置在相机外罩74内，反射镜71将待检测图像反射到相机72；透明防尘板75设置在相机外罩74上，防止灰尘进入相机组件内。

在线检测设备包括管理主机，管理主机与烟支原料视觉检测装置20、烟支外观视觉检测装置30、烟支端面视觉检测装置40或烟支长度视觉检测装置50中的一个或任几个连接，管理主机接收烟支原料视觉检测装置20、烟支外观视觉检测装置30、烟支端面视觉检测装置40和烟支长度视觉检测装置50的视觉图像；管理主机通过图像识别软件对采集到的视觉图像进行分析判断待检测面是否存在缺陷，如果有缺陷，在加热不燃烧烟支生产设备剔除口剔除有缺陷的烟支。用于剔除缺陷产品的剔除装置可以包括气嘴、用于控制出气的电磁阀、压缩空气输送装置，气嘴的出气口呈扁平状，出气口与待检测烟支73的传送方向相垂直且正对待检测烟支73，气嘴与压缩空气输送装置连通，该通路上设有电磁阀，电磁阀与管理主机的输出端相连，通过电磁阀控制气嘴将有缺陷的烟支73吹出，本领域技术人员可知其机构，其它不再赘述。

加热不燃烧烟支生产设备上的鼓轮转动均会发出机器脉冲信号，脉冲信号作为信号源，管理主机的控制单元接受机器脉冲信号后向视觉检测装置输出信号，加热不燃烧烟支生产设备的触发信号单元在指定时刻给出触发信号控制视觉检测装置对烟支原料单元76、烟支73的A、B面、烟支73的端面进行图像采集，检测图像根据标准图像进行等比例转换后分析是都存在缺陷，如果有缺陷，管理主机存储该缺陷烟支73的图像，并送出一个剔除信号，在加热不燃烧烟支生产设备剔除口剔除该烟支。可以给管理主机配备显示器，方便监控和调整参数。

参见图1和图2所示，本实施例还提供了一种加热不燃烧烟支在线质量检测方法，将烟支原料单元76按照卷制顺序排列好，使用烟支原料视觉检测装置20对已排序好的烟支原料单元76进行拍照，进行缺陷分析；卷烟纸将多个烟支原料单元76包裹成成品烟支，然后使用烟支外观视觉检测装置30对成品烟支的烟棒732进行拍照，进行缺陷分析；再使用烟支端面视觉检测装置40对烟支滤嘴端端面730和/或加热端端面731进行拍照，进行缺陷分析。优选地，使用烟支长度视觉检测装置50对烟支进行拍照，进行长度检测；将烟支原料单元76有缺陷的烟支、烟棒732有缺陷的烟支、长度不符合标准的烟支和端面有缺陷的烟支的剔除信号发送到剔除装置，将有缺陷的烟支剔除。

优选地，在每个待检测面设置一个以上相机72，可以设置两个相机72，两个相机72用于对待检测面分别成像(图5所示)，或者在每个待检测面设置一个相机72对待检测面成一次以上像(含一次)(图4所示)。每个视觉检测装置对每每个待检测面均采集两次图像，每个视觉检测装置都有两个相邻很近的相机72在极短时间内对同一待检测面先后进行采图，然后把这两幅图合成一副图；或者在每个待检测面设置一个相机72对待检测面成一次以上像(含一次)。这样做的目的是为了区分究竟是缺陷还是飞沫，能够避免误检。在卷烟生产过程中，会有一些散碎的烟沫掉落并到处飞溅。当飞沫在相机72与待检测对象之间时，单看一副图是无法区分的。但是飞沫的运动速度和烟机带动拍摄对象的运动速度基本不会一致，所以在有时间差的两幅图像里，可以通过污渍的位置变动大小来区分飞沫和缺陷。另一方面，飞沫在相机72与烟之间，两相机72位置不同，飞沫投影在烟支上的位置，也会有变化。

本发明还提供了一种加热不燃烧烟支生产设备，包括上述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备。参见图1所示，加热不燃烧烟支生产设备包括多个料斗10和传送烟支原料单元76的多个分段排列轮11，还包括依次排列的组合轮12、靠拢轮13、切割轮14、掉头轮15、漏气检测轮16和剔废轮17，烟支原料视觉检测装置20设置在组合轮12与靠拢轮13之间的传送轮18的侧面，烟支外观视觉检测装置30和烟支端面视觉检测装置40分别设置在掉头轮15与漏气检测轮16之间的传送轮18的侧面，烟支漏气检测装置60设置在漏气检测轮16上。长度视觉检测装置设置在切割轮14与掉头轮15之间的传送轮18的侧面。参见图2所示，上述加热不燃烧烟支生产设备生产加热不燃烧烟支的生产流程(双支)为：将加热不燃烧烟支的多种分段烟支原料单元76放置在料斗10中，料斗10中的分段烟支原料单元76分别经过排列轮传送到组合轮12，组合轮12按照特定烟支的顺序将分段烟支原料单元76组合在一起，使用烟支原料视觉检测装置20对已按顺序排列好的烟支原料单元76进行检测，然后经过传送轮18将组合后的烟支传送到靠拢轮13，靠拢轮13将多个分段烟支原料单元76进行聚拢，并使用卷烟纸进行包裹之后得到双倍长度烟支，然后传送到切割轮14，在切割轮14上将双倍长度烟支沿中间切割得到两支等长烟支，可选地，切割后使用烟支长度视觉检测装置50检测成品烟支的长度，一支烟支经过掉头轮15掉头后形成朝向一致的单排烟支。之后使用烟支外观视觉检测装置30检测已包裹有卷烟纸的成品烟支；使用烟支端面视觉检测装置40检测烟支滤嘴端端面730和/或加热端端面731。使用烟支漏气检测装置60检测烟支的漏气指标是否正常；将检测到的有缺陷的烟支在剔废轮17剔除。为了更方便的传送烟支原料单元76和烟支，组合轮12、靠拢轮13、切割轮14、掉头轮15、漏气检测轮16和剔废轮17相互之间设置有一个或多个传送轮18，用于设置视觉检测装置。

本发明的加热不燃烧烟支在线质量检测设备能够检测滤嘴漏白、水松纸夹胶、滤嘴泡皱、滤嘴夹沫、烟支错牙、水松纸长短、烟棒刺破、烟棒斑点(夹沫)、烟棒污渍、烟支长短等等缺陷。还能够检测滤嘴丢失、滤嘴变形、滤嘴内孔不洁、滤嘴内孔变形、滤嘴侧壁孔洞、水松纸包裹不严、烟丝缺失、烟丝膨出，烟丝端切割不良等端面外观有缺陷的烟支，满足卷烟企业对端面检测的需求。同时该装置具有良好的兼容性，对非空心滤嘴也有良好的检测效果。对提高成品烟支的质量有非常大的帮助。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其特征在于：包括烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置和烟支端面视觉检测装置；

所述烟支原料视觉检测装置用于检测已按顺序排列好的烟支原料单元；

所述烟支外观视觉检测装置用于检测已包裹有卷烟纸的成品烟支；

所述烟支端面视觉检测装置用于检测烟支滤嘴端端面和/或加热端端面。

2.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其特征在于：所述在线检测设备还包括烟支长度视觉检测装置，所述烟支长度视觉检测装置用于检测成品烟支的长度。

3.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其特征在于：所述在线检测设备还包括烟支漏气检测装置。

4.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其特征在于：所述烟支原料单元和所述烟支通过多个鼓轮传送，所述烟支原料视觉检测装置、所述烟支外观视觉检测装置和所述烟支端面视觉检测装置分别设置在鼓轮的侧面。

5.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其特征在于：所述烟支原料视觉检测装置、所述烟支外观视觉检测装置和所述烟支端面视觉检测装置分别包括用于提供照明的光源和用于拍摄图像的相机。

6.根据权利要求5所述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其特征在于：所述烟支原料视觉检测装置、所述烟支外观视觉检测装置或所述烟支端面视觉检测装置分别包括反射镜、透明防尘板和相机外罩，所述反射镜设置在所述相机外罩内，所述反射镜将待检测图像反射到相机；所述透明防尘板设置在所述相机外罩上，防止灰尘进入相机组件内。

7.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其特征在于：所述烟支外观视觉检测装置包括两个相机组件，两个相机组件分别设置在相邻两个鼓轮的侧面，分别用于采集烟支不同侧面的外观图像。

8.根据权利要求2所述的一种加热不燃烧烟支在线质量检测设备，其特征在于：所述在线检测设备包括管理主机，所述管理主机与烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置、烟支端面视觉检测装置或烟支长度视觉检测装置中的一个或任几个连接，所述管理主机接收烟支原料视觉检测装置、烟支外观视觉检测装置、烟支端面视觉检测装置或烟支长度视觉检测装置的视觉图像；所述管理主机通过图像识别软件对采集到的视觉图像进行分析判断待检测面是否存在缺陷，如果有缺陷，在加热不燃烧烟支生产设备剔除口剔除有缺陷的烟支。

9.一种加热不燃烧烟支在线质量检测方法，其特征在于：将烟支原料单元按照卷制顺序排列好，使用烟支原料视觉检测装置对已排序好的烟支原料单元进行拍照，进行缺陷分析；卷烟纸将多个烟支原料单元包裹成成品烟支，然后使用烟支外观视觉检测装置对成品烟支的烟棒进行拍照，进行缺陷分析；再使用烟支端面视觉检测装置对烟支滤嘴端端面和/或加热端端面进行拍照，进行缺陷分析。

10.一种加热不燃烧烟支生产设备，其特征在于：包括权利要求1-8任一所述的加热不燃烧烟支在线质量检测设备；所述加热不燃烧烟支生产设备包括多个料斗和传送烟支原料单元的多个分段排列轮，还包括依次排列的组合轮、靠拢轮、切割轮、掉头轮、漏气检测轮和剔废轮，所述烟支原料视觉检测装置设置在所述组合轮与所述靠拢轮之间的传送轮的侧面，所述烟支外观视觉检测装置和所述烟支端面视觉检测装置分别设置在所述掉头轮与所述漏气检测轮之间的传送轮的侧面，所述烟支漏气检测装置设置在所述漏气检测轮上。

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