CN112772968A - 卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其包括：光电开关、智能相机、照明光源、轴编码器和控制器，光电开关设置在检测鼓轮的入口处，检测是否存在烟支，智能相机设置在剔除鼓轮的入口前方，对烟支滤嘴进行检测，以确定烟支滤嘴是中空、普通或无滤嘴，照明光源与智能相机连接，轴编码器与检测鼓轮同轴连接，根据检测鼓轮的运行位置产生相位信号，以对烟支进行定位，并触发光电开关和智能相机进行检测。本发明的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，可以实时有效地对烟支滤嘴端面进行实时逐一检测，从而杜绝由于生产过程中出现的滤嘴端面不满足牌号设定要求的烟支流入下一道工序，减少了质量事故的发生，降低了原辅材料的消耗。

Description

卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统

技术领域

本发明涉及烟支检测技术领域，尤其涉及一种卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统。

背景技术

目前，ZJ118卷烟机为国内主流卷烟设备，其MAX滤嘴接装机部分主要用于将卷烟成型机送入的双倍长烟支等切为两段烟支，再将等切的滤嘴棒与之排列接装，然后将上胶的外包水松纸与之包裹，完成烟支的接装和包裹，最后经过漏气、缺嘴、空头、外观等相关检测，合格烟支从输出鼓轮输出到下游机完成烟包的包裹。在卷烟生产中，为了降低卷烟吸阻(特别是￠5.9mm的细支烟)，特别将滤嘴端1/3部分制作为各种款式的中空滤嘴(圆形、心形、五角星形、正方形等)，为此，根据牌号设定要求，在使用中空滤嘴生产卷烟时，必须对生产的烟支滤嘴端面进行逐一全方位检查，将滤嘴端面存在缺陷(不满足牌号要求)的滤嘴烟支在MAX剔除鼓轮上准确有效剔除，以杜绝滤嘴端面存在缺陷的不合格烟支流入下一道工序，目前未找到有效方法检测并剔除该缺陷烟支，不能有效保证卷烟产品质量。

因此，亟需一种卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，以解决上述现有技术中的问题，能够杜绝由于生产过程中出现的滤嘴端面不满足牌号设定要求的烟支流入下一道工序。

本发明提供了一种卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，包括：

光电开关、智能相机、照明光源、轴编码器和控制器，其中，所述控制器分别与所述光电开关、所述智能相机、所述照明光源和所述轴编码器连接，所述光电开关设置在检测鼓轮的入口处，用于检测是否存在烟支，所述智能相机设置在剔除鼓轮的入口前方，用于对烟支滤嘴进行检测，以确定烟支滤嘴是中空、普通或无滤嘴，所述照明光源与所述智能相机连接，用于对所述智能相机进行照明，所述轴编码器与所述检测鼓轮同轴连接，用于根据所述检测鼓轮的运行位置产生相位信号，以对烟支进行定位，并触发所述光电开关和所述智能相机进行检测。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述智能相机包括微型智能相机，所述照明光源包括环形照明光源，并且所述微型智能相机固定在所述环形照明光源的环形空腔中。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述智能相机和所述照明光源通过第一安装支架安装在所述剔除鼓轮的入口前方位置。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述光电开关通过第二安装支架安装在所述检测鼓轮的入口上方位置。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述控制器包括可编程逻辑控制器。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述轴编码器通过联轴器安装在所述检测鼓轮的中心轴上。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括人机操作界面，与所述控制器连接。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述人机操作界面包括触控屏。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括与所述控制器连接的剔除电磁阀，设置在所述剔除鼓轮的出口位置。

如上所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其中，优选的是，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括与所述控制器连接的剔除数据统计单元。

本发明提供一种卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，可以实时有效地对烟支滤嘴端面进行实时逐一检测，从而杜绝由于生产过程中出现的滤嘴端面不满足牌号设定要求的烟支流入下一道工序，减少了质量事故的发生，降低了原辅材料的消耗；运行稳定、高效、可靠，且故障频率低，易于调整及维护。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统的实施例的结构框图；

图2为本发明提供的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统的实施例的工作流程图；

图3为本发明提供的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统的实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1-剔除鼓轮 2-检测鼓轮 3-滤嘴烟支

4-光电开关 5-调头鼓轮 6-烟支部分

7-烟支滤嘴端面 8-智能相机 9-照明光源

10-第一安装支架 11-不合格烟支 12-剔除电磁阀

13-人机操作界面 14-轴编码器 15-剔除数据统计单元

16-控制器

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

针对卷烟机无法对生产中的普通滤嘴、空心滤嘴烟支进行逐一全方位检测并对存在缺陷烟支无法准确剔除的问题，目前设备上只存在缺滤嘴检测装置，其采用光电开关，只能检测单支烟支上有无滤嘴棒，不能检测滤嘴棒是否为普通滤嘴、中空滤嘴，故使用该缺滤嘴检测装置无法对空心滤嘴和普通滤嘴进行有效识别，不能从根本上杜绝不满足牌号设定要求的滤嘴烟支流入下一道工序的问题。由此可见，目前，只能对生产的滤嘴烟支中无滤嘴的烟支进行有效检测并剔除，不能对普通滤嘴、空心滤嘴烟支进行检测，存在不满足牌号设定要求的滤嘴烟支流入下一道工序的风险。

如图1所示，本发明实施例提供了一种卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其包括：光电开关4、智能相机8、照明光源9、轴编码器14和控制器16，其中，所述控制器16分别与所述光电开关4、所述智能相机8、所述照明光源9和所述轴编码器14连接，如图3所示，所述光电开关4设置在检测鼓轮2的入口处，用于检测是否存在烟支，所述智能相机8设置在剔除鼓轮1的入口前方，用于对烟支滤嘴进行检测，以确定烟支滤嘴是中空、普通或无滤嘴，所述照明光源9与所述智能相机8连接，用于对所述智能相机8进行照明，所述轴编码器14与所述检测鼓轮2同轴连接，用于根据所述检测鼓轮2的运行位置产生相位信号，以对烟支进行定位，并触发所述光电开关4和所述智能相机8进行检测。

其中，光电开关4、智能相机8和轴编码器14的输出端连接到控制器16的输入端，所述智能相机8和所述照明光源9通过第一安装支架10安装在所述剔除鼓轮1的入口前方位置。具体地，所述第一安装支架采用“一字”开孔和“半圆”弧形开孔，满足智能相机8的上下、左右、高低等全方位的位置调整，使照明光源9发射的光线能正射在滤嘴中心位置，进而使智能相机8正对烟支中心位置。

进一步地，所述光电开关4通过第二安装支架(未示出)安装在所述检测鼓轮2的入口上方位置。光电开关4用于检测包裹成型的滤嘴烟支是否到达检测鼓轮区域，并为后续检测鼓轮区域烟支是否存在堵塞而提供判断信号。

进一步地，可以利用从卷烟机电柜内采取的DC24V直流电源对光电开关4、智能相机8、照明光源9和轴编码器14进行供电。

在工作中，如图2所示，ZJ118卷烟机组通电，本发明的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统运行，当设备正常运行时，包裹成型的滤嘴烟支从调头鼓轮5到达检测鼓轮2的入口，检测鼓轮2上方的光电开关4探测到滤嘴烟支，光电开关4输出高电平，送入控制器16，同时，轴编码器14的相位角度送入控制器16，控制器16对该烟支移位200°的相位(即20槽烟支)，当该滤嘴烟支到达剔除鼓轮1的入口处时，控制器16输出触发拍照的信号，安装在剔除鼓轮1的入口处的智能相机8立即对该槽位的烟支滤嘴端面7进行检测，6为烟支部分，其中，拍照信号及照明频闪触发信号来源于轴编码器14送入控制器16的相位信号，每间隔10°，控制器16输出相机拍照和照明光源频闪的触发信号，拍摄的滤嘴端面图片经过智能相机8的处理，与设定参数(灰度、亮度、边沿等)进行比对、输出高低电平至控制器16，滤嘴端面不满足牌号设定为高电平，正常烟支为低电平。智能相机8输出到控制器16的高低电平，用于判断该烟支滤嘴端是否满足牌号设定要求(为中空滤嘴或普通滤嘴)，其检测精度较高，运行稳定、高效、可靠，且故障频率低，易于调整及维护。

拍照图片经过处理比对后，其灰度及亮度超过设定值，则说明该烟支滤嘴不满足牌号设定要求(中空滤嘴或普通滤嘴)，智能相机8输出24V高电平至控制器16，控制器16移位后在剔除鼓轮1上剔除该不合格烟支，反之，智能相机8输出低电平信号至控制器16，控制器16不输出，该烟支从剔除鼓轮1到达下一道工序。

如果安装在检测鼓轮2的入口上方的光电开关4探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口前方的智能相机8连续10槽未检测到烟支，则控制器16立即发出停机信号，并报出“检测鼓轮烟支堵塞”的红色信息。如果安装在检测鼓轮2的入口上方的光电开关4未探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口前方的智能相机8连续10槽检测到滤嘴烟支，则控制器16立即发出停机信号，并报出“烟支检测光电开关失效”的红色信息。

根据生产牌号要求，可设定为普通滤嘴检测和中空滤嘴检测，生产中对经过该卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统的每一支烟支的滤嘴端面进行逐一检查，对不能满足牌号设置的滤嘴烟支移位后在剔除鼓轮进行有效准确剔除。

由此，相对于现有技术而言，可以实时有效地对烟支滤嘴端面进行实时逐一检测，从而杜绝由于生产过程中出现的滤嘴端面不满足牌号设定要求的烟支流入下一道工序，减少了质量事故的发生，降低了原辅材料的消耗；运行稳定、高效、可靠，且故障频率低，易于调整及维护。

进一步地，所述智能相机8包括微型智能相机，所述照明光源9包括环形照明光源，并且所述微型智能相机固定在所述环形照明光源的环形空腔中。

进一步地，在本发明中，所述控制器16为可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)，在具体实现中，控制器16可以为原机PLC，用于移位、不合格烟支剔除、报警等。作为一个示例而非限定，PLC的型号为西门子S7-1200。

更进一步地，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括人机操作界面13，与所述控制器16连接，用于剔除数据的统计及检测相关参数的调整、报警信息的显示等。所述人机操作界面13包括触控屏，其采用图形化软件界面。在具体实现中，人机操作界面13为原机触控屏，作为一个示例而非限定，触控屏的型号为索尼SVF14A18SC。在安装在检测鼓轮2的入口上方的光电开关4探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口前方的智能相机8连续10槽未检测到烟支时，在人机操作界面13上显示“检测鼓轮烟支堵塞”的红色信息；在安装在检测鼓轮2的入口上方的光电开关4未探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口前方的智能相机8连续10槽检测到滤嘴烟支时，在人机操作界面13上显示“烟支检测光电开关失效”的红色信息。

进一步地，所述轴编码器14通过联轴器安装在所述检测鼓轮2的中心轴上，轴编码器14主要用于对光电开关4和智能相机8进行触发检测和定位处理，其输出为控制器16提供位置检测相位脉冲。在安装轴编码器14时，将检测鼓轮2上的“0”位线与基座处的“0”位线对齐，此时，光电开关4正对烟支的中心点上，智能相机8正对烟支滤嘴端面7的中心位置，轴编码器7在人机操作界面13上显示为“0°”。烟支每移动一次，轴编码器14运转10°，从检测鼓轮2的入口处的光电开关4检测到滤嘴烟支到智能相机8检测到烟支，共计移位20槽位，即光电开关4在“0°”相位检测到烟支时，经过“200°”时智能相机8才能检测到烟支，每间隔10°控制器16对微型智能相机发出轴编码器14送入的触发拍照信号，智能相机8拍照后对拍照图片进行处理比对，输出高低电平至控制器16，从而完成整个卷烟滤嘴端面的检测和准确剔除。在调整智能相机8和光电开关4的位置时，在检测鼓轮2的“0”号线与基座的“0”号线对齐时，均检测到滤嘴端面的中心位置和烟支的中间位置。

进一步地，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括与所述控制器16连接的剔除电磁阀12，设置在所述剔除鼓轮1的出口位置。其中，剔除电磁阀12与控制器16的输出端连接，通过控制器16控制剔除电磁阀12的通电和断开。具体地，如图3所示，所述剔除电磁阀12安装在剔除鼓轮1的“8点钟”方向位置，采用高压气将不合格烟支11从剔除鼓轮1上吹出。

更进一步地，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括与所述控制器16连接的剔除数据统计单元15，以对剔除的不合格烟支进行统计，并生成统计报告上传图文显示，以提醒操作维修人员，从而杜绝不合格烟支流入下一道工序。

本发明实施例提供的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，可以实时有效地对烟支滤嘴端面进行实时逐一检测，从而杜绝由于生产过程中出现的滤嘴端面不满足牌号设定要求的烟支流入下一道工序，减少了质量事故的发生，降低了原辅材料的消耗；运行稳定、高效、可靠，且故障频率低，易于调整及维护。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，包括：

光电开关、智能相机、照明光源、轴编码器和控制器，其中，所述控制器分别与所述光电开关、所述智能相机、所述照明光源和所述轴编码器连接，所述光电开关设置在检测鼓轮的入口处，用于检测是否存在烟支，所述智能相机设置在剔除鼓轮的入口前方，用于对烟支滤嘴进行检测，以确定烟支滤嘴是中空、普通或无滤嘴，所述照明光源与所述智能相机连接，用于对所述智能相机进行照明，所述轴编码器与所述检测鼓轮同轴连接，用于根据所述检测鼓轮的运行位置产生相位信号，以对烟支进行定位，并触发所述光电开关和所述智能相机进行检测。

2.根据权利要求1所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述智能相机包括微型智能相机，所述照明光源包括环形照明光源，并且所述微型智能相机固定在所述环形照明光源的环形空腔中。

3.根据权利要求1所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述智能相机和所述照明光源通过第一安装支架安装在所述剔除鼓轮的入口前方位置。

4.根据权利要求1所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述光电开关通过第二安装支架安装在所述检测鼓轮的入口上方位置。

5.根据权利要求1所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述控制器包括可编程逻辑控制器。

6.根据权利要求1所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述轴编码器通过联轴器安装在所述检测鼓轮的中心轴上。

7.根据权利要求1所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括人机操作界面，与所述控制器连接。

8.根据权利要求7所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述人机操作界面包括触控屏。

9.根据权利要求1所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括与所述控制器连接的剔除电磁阀，设置在所述剔除鼓轮的出口位置。

10.根据权利要求1所述的卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统，其特征在于，所述卷烟机烟支滤嘴端面视觉检测系统还包括与所述控制器连接的剔除数据统计单元。

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