CN113558287A - 一种烟支烟丝端面检测的控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种烟支烟丝端面检测的控制方法及系统，该方法包括：在检测鼓轮入口处设置光电开关以检测鼓轮上的烟支是否就位，并在检测鼓轮上的烟支就位时发送烟支到位信号；在剔除鼓轮入口后方处设置视觉检测装置，以对烟支的烟丝端面进行视觉检测，并在烟丝端面存在缺陷时发送缺陷信号；将轴编码器设置在检测鼓轮的转动轴上，以对检测鼓轮的转动进行定位检测，并在检测鼓轮每转过一个槽，所述轴编码器运转10°；在接收到所述烟支到位信号时，计算所述轴编码器的运转角度，并在所述运转角度与预定角度阈值相等时控制所述视觉检测装置对烟支烟丝端面进行视觉拍摄并缺陷识别。本发明能提高缺陷烟支检测的准确性，以提高卷烟产品质量。

Description

一种烟支烟丝端面检测的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及烟支质量检测的技术领域，尤其涉及一种烟支烟丝端面检测的控制方法及系统。
背景技术
在卷烟生产中，由于烟丝结构不同、削减盘凹槽不同、卷烟机来料填充不同、烟支在鼓轮上高速旋转等因素，导致滤嘴烟支烟丝端面空松、凹陷(称为空头烟)，该空头烟支凹陷达到端面的1/3或空松1mm即为不合格烟支，为此，在卷烟生产过程中，必须将该不合格烟支进行有效检出并准确剔除，以杜绝空松的不合格烟支流入下一道工序。此外，也可能出现烟丝突出烟支端面，即烟丝外露(成为毛头烟)，在后续包装工序中，容易从毛头烟变成空头烟或造成盒内烟丝散落，影响消费者体验。因此，如何有效检测并剔除缺陷烟支，以保证卷烟产品质量，具有重要的意义。
发明内容
本发明提供一种烟支烟丝端面检测的控制方法系统，解决现有卷烟生产过程中对烟支烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷检测，存在不精准的问题，能提高缺陷烟支检测的准确性，提高卷烟产品质量。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种烟支烟丝端面检测的控制方法，包括：
在检测鼓轮入口处设置光电开关以检测鼓轮上的烟支是否就位，并在检测鼓轮上的烟支就位时发送烟支到位信号；
在剔除鼓轮入口后方处设置视觉检测装置，以对烟支的烟丝端面进行视觉检测，并在烟丝端面存在缺陷时发送缺陷信号；
将轴编码器设置在检测鼓轮的转动轴上，以对检测鼓轮的转动进行定位检测，并在检测鼓轮每转过一个槽，所述轴编码器运转10°；
在接收到所述烟支到位信号时，计算所述轴编码器的运转角度，并在所述运转角度与预定角度阈值相等时控制所述视觉检测装置对烟支烟丝端面进行视觉拍摄并缺陷识别。
优选的，还包括：
在接收到所述缺陷信号时，并在轴编码器的运转角度达到所述预定角度阈值时控制剔除装置将存在缺陷烟支剔除。
优选的，还包括：
如果设置在检测鼓轮入口处的所述光电开关探测到烟支，且设置在剔除鼓轮入口后方处的视觉检测装置连续设定数个槽未检测到烟支，则上报检测鼓轮烟支堵塞报警；
如果设置在检测鼓轮入口处所述光电开关未探测到烟支，而设置在剔除鼓轮入口处的视觉检测装置连续设定数个槽检测到烟支，则上报出烟支检测的光电开关失效报警。
本发明还提供一种烟支烟丝端面检测的控制系统，包括：控制器、轴编码器、光电开关和视觉检测装置；
所述控制器的第一输入端与所述轴编码器的输出端相连，所述控制器的第二输入端与所述光电开关的输出端相连接，所述控制器的第三输入端与所述视觉检测装置的输出端相连接；
所述光电开关设置在检测鼓轮入口处，用于对检测鼓轮上的烟支进行就位检测，并在检测鼓轮上的烟支就位时发送烟支到位信号；
所述视觉检测装置设置在剔除鼓轮入口后方处，用于对烟支的烟丝端面进行视觉检测，并在烟丝端面存在缺陷时发送缺陷信号；
所述轴编码器设置在检测鼓轮的转动轴上，用于对检测鼓轮的转动进行定位检测，并在检测鼓轮每转过一个槽，所述轴编码器运转10°；
所述控制器用于在接收到所述烟支到位信号时，计算所述轴编码器的运转角度，并在所述运转角度与预定角度阈值相等时控制所述视觉检测装置对烟支烟丝端面进行视觉拍摄并缺陷识别。
优选的，还包括：剔除装置；
所述剔除装置的控制端与所述控制器的第一输出端相连接，所述控制器根据所述缺陷信号和所述轴编码器的运转角度控制所述剔除装置将存在缺陷的烟支剔除。
优选的，所述剔除装置包括：电磁阀和吹气设备；
所述吹气设备通过管路与压缩气源相连通，所述电磁阀设置在所述管路上，所述电磁阀的控制端与所述控制器的第二输出端相连接；
所述控制器根据所述缺陷信号和所述轴编码器的运转角度控制所述电磁阀开启，以导通压缩气源与所述吹气设备的供气管路，进而使所述吹气设备对存在缺陷烟支进行吹气剔除。
优选的，还包括：报警装置；
所述报警装置与所述控制器信号连接，所述控制器在检测鼓轮连续转过设定槽数内均未接收到烟支到位信号时控制所述报警装置进行报警。
优选的，还包括：触模屏；
所述控制器与所述触模屏信号连接，所述触模屏用于实时显示所述视觉检测装置采集到的烟支烟丝端面的视觉图像，以及显示报警信息。
优选的，所述视觉检测装置包括：智能相机、图像采集模块和图像识别模块；
所述图像采集模块的输入端与所述智能相机的输出端相连接，所述图像采集模块的输出端与所述图像识别模块的输入端相连接；
所述图像采集模块用于对所述智能相机的拍摄图像实进采集；
所述图像识别模块用于根据预设烟丝端面图对所述拍摄图像进行灰度和亮度识别，并判断烟支是否存在烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷。
优选的，还包括：照明光源；
所述照明光源与所述控制器信号连接，所述控制器用于在所述视觉检测装置进行视觉拍摄时控制所述照明光源点亮。
本发明提供一种烟支烟丝端面检测的控制方法及系统，采用光电开关检测烟支进行就位检测，由轴编码器对检测鼓轮进行定位检测，控制器根据光电开关的到位信号和轴编码器的运转角度控制视觉检测装置对烟丝端面进行视觉检测，以识别是否缺陷。解决现有卷烟生产过程中对烟支烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷检测，存在不精准的问题，能提高缺陷烟支检测的准确性，提高卷烟产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明提供的一种烟支烟丝端面检测的控制方法示意图。
图2本本发明实施例提供的烟丝端面检测的流程图。
图3是本发明提供的一种烟支烟丝端面检测的控制系统示意图。
图4是本发明提供的烟丝端面检测结构的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前卷烟生中对烟支烟丝端面的缺陷检测存在不准确的问题。本发明提供一种烟支烟丝端面检测的控制方法及系统，采用光电开关检测烟支进行就位检测，由轴编码器对检测鼓轮进行定位检测，控制器根据光电开关的到位信号和轴编码器的运转角度控制视觉检测装置对烟丝端面进行视觉检测，以识别是否缺陷。解决现有卷烟生产过程中对烟支烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷检测，存在不精准的问题，能提高缺陷烟支检测的准确性，提高卷烟产品质量。
如图1所示，一种烟支烟丝端面检测的控制方法，包括：
S1：在检测鼓轮入口处设置光电开关以检测鼓轮上的烟支是否就位，并在检测鼓轮上的烟支就位时发送烟支到位信号；
S2：在剔除鼓轮入口后方处设置视觉检测装置，以对烟支的烟丝端面进行视觉检测，并在烟丝端面存在缺陷时发送缺陷信号；
S3：将轴编码器设置在检测鼓轮的转动轴上，以对检测鼓轮的转动进行定位检测，并在检测鼓轮每转过一个槽，所述轴编码器运转10°；
S4：在接收到所述烟支到位信号时，计算所述轴编码器的运转角度，并在所述运转角度与预定角度阈值相等时控制所述视觉检测装置对烟支烟丝端面进行视觉拍摄并缺陷识别。
具体地，光电开关检测到检测鼓轮上的烟支就位后，发送就位信号给控制器，同时检测鼓轮的转动，使轴编码器的运转角度产生变化，检测鼓轮每转过一个槽，则轴编码器运转过10°。在轴编码器的转转角度与预设角度阈值相等时，控制器判断被检测到的烟支转动到设定位置，此时，控制器控制视觉检测装置对该烟支的烟丝端面进行视觉检测，以识别烟丝端面是否存在空松、空头和毛头的缺陷，并在烟丝端面存在缺陷时发送缺陷信号给控制器。该方法能解决现有卷烟生产过程中对烟支烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷检测，存在不精准的问题，能提高缺陷烟支检测的准确性，提高卷烟产品质量。
进一步，该方法还包括：
S5：在接收到所述缺陷信号时，并在轴编码器的运转角度达到所述预定角度阈值时控制剔除装置将存在缺陷烟支剔除。
进一步，该方法还包括：
S6：如果设置在检测鼓轮入口处的所述光电开关探测到烟支，且设置在剔除鼓轮入口后方处的视觉检测装置连续设定数个槽未检测到烟支，则上报检测鼓轮烟支堵塞报警。
S7：如果设置在检测鼓轮入口处所述光电开关未探测到烟支，而设置在剔除鼓轮入口处的视觉检测装置连续设定数个槽检测到烟支，则上报出烟支检测的光电开关失效报警。
在实际应用中，控制器可采用PLC控制器，如图2所示，ZJ17卷烟机组通电，该检测装置运行，当设备正常运行，包裹成型的滤嘴烟支到达检测鼓轮入口，检测鼓轮上方的烟支存在检测探测到滤嘴烟支，其高电平送入原机PLC控制器，轴编码器相位角度送入PLC控制器，PLC控制器进行该烟支的移位200°相位(即20槽烟支)，当该滤嘴烟支到达剔除鼓轮入口处时，PLC控制器输出触发拍照信号，安装在该处的微型智能相机立即对该槽位的烟支烟丝端面进行检测，拍照信号来源于轴编码器送入PLC的相位信号，拍摄的烟丝端面图片经过智能相机的处理，与设定参数(灰度、亮度、边沿等)进行比对、输出高低电平至PLC控制器，烟丝端面不满足牌号设定为高电平、正常烟支为低电平，如果烟丝端面不满足设定牌号要求，该缺陷烟支移位后在剔除鼓轮上剔除，如果安装在检测鼓轮入口上方的光电开关探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口后方的烟丝端面检测光电开关连续10槽未检测到烟支，则PLC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入口上方的光电开关未探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口后方的烟丝端面检测光电开关连续10槽检测到滤嘴烟支，则PLC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。
可见，本发明提供一种烟支烟丝端面检测的控制方法，采用光电开关检测烟支进行就位检测，由轴编码器对检测鼓轮进行定位检测，控制器根据光电开关的到位信号和轴编码器的运转角度控制视觉检测装置对烟丝端面进行视觉检测，以识别是否缺陷。解决现有卷烟生产过程中对烟支烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷检测，存在不精准的问题，能提高缺陷烟支检测的准确性，提高卷烟产品质量。
如图3和图4所示，一种烟支烟丝端面检测的控制系统，包括：控制器、轴编码器、光电开关和视觉检测装置。所述控制器的第一输入端与所述轴编码器的输出端相连，所述控制器的第二输入端与所述光电开关的输出端相连接，所述控制器的第三输入端与所述视觉检测装置的输出端相连接。所述光电开关设置在检测鼓轮入口处，用于对检测鼓轮上的烟支进行就位检测，并在检测鼓轮上的烟支就位时发送烟支到位信号。所述视觉检测装置设置在剔除鼓轮入口后方处，用于对烟支的烟丝端面进行视觉检测，并在烟丝端面存在缺陷时发送缺陷信号。所述轴编码器设置在检测鼓轮的转动轴上，用于对检测鼓轮的转动进行定位检测，并在检测鼓轮每转过一个槽，所述轴编码器运转10°。所述控制器用于在接收到所述烟支到位信号时，计算所述轴编码器的运转角度，并在所述运转角度与预定角度阈值相等时控制所述视觉检测装置对烟支烟丝端面进行视觉拍摄并缺陷识别。
具体地，卷烟设备启动，包裹完成的滤嘴烟支到达检测鼓轮入口，安装在检测鼓轮入口上方的光电开关检测到滤嘴烟支，其信号送入控制器。当滤嘴烟支到达剔除鼓轮入口时，安装在剔除鼓轮入口后方的烟丝端面视觉检测装置对到达该处的滤嘴烟支的烟丝端面进行检测。如果该光电开关未检测到烟支，则判断为该槽位无烟支，控制器不制所述视觉检测装置不进行拍摄，在所述光电开关检测到烟支时，将烟支到位信号发送给控制器，控制器控制剔除装置对该槽位烟支进行剔除。轴编码器用于两个检测光电开关的定位检测，安装时，将检测鼓轮上的“0”位线与基座处的“0”位线对齐，烟支每移动一槽，轴编码器运转10°，从检测鼓轮入口烟支存在检测光电开关检测到滤嘴烟支且视觉检测装置检测到烟支共计移位20槽位，即光电开关检测烟支存在时，轴编码器的运转角度在“0°”，并当运转角度为“200°”时，视觉检测装置才能检测到烟支，每间隔10°控制器对视觉检测装置送入触发拍照信号，以对拍照的烟支烟丝端面进行检测、处理，从而完成整个卷烟滤嘴端面的检测和准确剔除，杜绝不合格品流入下一道工序。能解决现有卷烟生产过程中对烟支烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷检测，存在不精准的问题，能提高缺陷烟支检测的准确性，提高卷烟产品质量。
该系统还包括：剔除装置；所述剔除装置的控制端与所述控制器的第一输出端相连接，所述控制器根据所述缺陷信号和所述轴编码器的运转角度控制所述剔除装置将存在缺陷烟支剔除。
进一步，所述剔除装置包括：电磁阀和吹气设备；所述吹气设备通过管路与压缩气源相连通，所述电磁阀设置在所述管路上，所述电磁阀的控制端与所述控制器的第二输出端相连接。所述控制器根据所述缺陷信号和所述轴编码器的运转角度控制所述电磁阀开启，以导通压缩气源与所述吹气设备的供气管路，进而使所述吹气设备对存在缺陷烟支进行吹气剔除。
如图3所示，该系统还包括：照明光源。所述照明光源与所述控制器信号连接，所述控制器用于在所述视觉检测装置进行视觉拍摄时控制所述照明光源点亮。
该系统还包括：报警装置；所述报警装置与所述控制器信号连接，所述控制器在检测鼓轮连续转过设定槽数内均未接收到烟支到位信号时控制所述报警装置进行报警。
进一步，所述报警装置至少包括以下任意一种：指示灯、蜂鸣器和声光报警器。
该系统还包括：触模屏；所述控制器与所述触模屏信号连接，所述触模屏用于实时显示所述视觉检测装置采集到的烟支烟丝端面的视觉图像，以及显示报警信息。
在实际应用中，如果光电开关连续10槽位均未检测到烟支，则控制器立即上报停机信号，并报出“检测鼓轮烟支堵塞”的红色信息，同理，如果安装在检测鼓轮入口上方的光电开关未探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口后方的空头检测光电开关连续10槽检测到滤嘴烟支，则控制器立即发出停机信号，并报出“烟支检测光电开关失效”的红色信息。
所述视觉检测装置包括：智能相机、图像采集模块和图像识别模块。所述图像采集模块的输入端与所述智能相机的输出端相连接，所述图像采集模块的输出端与所述图像识别模块的输入端相连接。所述图像采集模块用于对所述智能相机的拍摄图像实进采集。所述图像识别模块用于根据预设烟丝端面图对所述拍摄图像进行灰度和亮度识别，并判断烟支是否存在烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷。
进一步，采用2个所述智能相机呈15°夹角对准烟支烟丝端面的中心位置设置。
进一步，所述控制器为PLC控制器或微处理器。
在实际应用中，如图4所示，光电开关4通过安装支架安装在检测鼓轮2入口上方位置，烟支端面检测的智能相机6通过安装支架安装在剔除鼓轮1入口后方位置，电磁阀安装在剔除鼓轮“8点钟”方向位置，采用吹气设备将不合格烟支从剔除鼓轮上吹出，烟支存在检测的光电开关、微型智能相机输出端连接到控制器输入端，电磁阀连接到控制器输出端，DC24V直流电源从卷烟机电柜内采取。当设备正常运行，包裹成型的滤嘴烟支3从调头鼓轮5到达检测鼓轮入口，轴编码器相位信号送入控制器，检测鼓轮上方的烟支存在检测探测到滤嘴烟支，其高电平送入控制器，控制器进行该烟支的移位，移位20槽烟支(200°相位)，该滤嘴烟支到达剔除鼓轮入口处时，控制器立即输出信号触发智能相机，安装在该处的微型智能相机立即对该槽位的烟支烟丝端面进行拍照检测，拍照图片经过处理比对后，其灰度及亮度超过设定值，则说明该烟支不满足工艺要求，智能相机输出24V高电平至控制器，控制器移位后在剔除鼓轮上剔除该不合格烟支，反之，智能相机输出低电平信号至控制器，控制器不输出，该烟支从输出鼓轮到达下一道工序。如果安装在检测鼓轮入口上方的光电开关探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口前方的智能相机连续10槽未检测到滤嘴烟支，则控制器立即发出停机信号，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入口上方的光电开关未探测到滤嘴烟支，而安装在剔除鼓轮入口前方的智能相机连续10槽检测到滤嘴烟支，则控制器立即发出停机信号，并报出“烟支检测光电开关失效”的红色信息。
可见，本发明提供一种烟支烟丝端面检测的控制系统，采用光电开关检测烟支进行就位检测，由轴编码器对检测鼓轮进行定位检测，控制器根据光电开关的到位信号和轴编码器的运转角度控制视觉检测装置对烟丝端面进行视觉检测，以识别是否缺陷。解决现有卷烟生产过程中对烟支烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷检测，存在不精准的问题，能提高缺陷烟支检测的准确性，提高卷烟产品质量。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种烟支烟丝端面检测的控制方法，其特征在于，包括：
在检测鼓轮入口处设置光电开关以检测鼓轮上的烟支是否就位，并在检测鼓轮上的烟支就位时发送烟支到位信号；
在剔除鼓轮入口后方处设置视觉检测装置，以对烟支的烟丝端面进行视觉检测，并在烟丝端面存在缺陷时发送缺陷信号；
将轴编码器设置在检测鼓轮的转动轴上，以对检测鼓轮的转动进行定位检测，并在检测鼓轮每转过一个槽，所述轴编码器运转10°；
在接收到所述烟支到位信号时，计算所述轴编码器的运转角度，并在所述运转角度与预定角度阈值相等时控制所述视觉检测装置对烟支烟丝端面进行视觉拍摄并缺陷识别。
2.根据权利要求1所述的烟支烟丝端面检测的控制方法，其特征在于，还包括：
在接收到所述缺陷信号时，并在轴编码器的运转角度达到所述预定角度阈值时控制剔除装置将存在缺陷烟支剔除。
3.根据权利要求2所述的烟支烟丝端面检测的控制方法，其特征在于，还包括：
如果设置在检测鼓轮入口处的所述光电开关探测到烟支，且设置在剔除鼓轮入口后方处的视觉检测装置连续设定数个槽未检测到烟支，则上报检测鼓轮烟支堵塞报警；
如果设置在检测鼓轮入口处所述光电开关未探测到烟支，而设置在剔除鼓轮入口处的视觉检测装置连续设定数个槽检测到烟支，则上报出烟支检测的光电开关失效报警。
4.一种烟支烟丝端面检测的控制系统，其特征在于，包括：控制器、轴编码器、光电开关和视觉检测装置；
所述控制器的第一输入端与所述轴编码器的输出端相连，所述控制器的第二输入端与所述光电开关的输出端相连接，所述控制器的第三输入端与所述视觉检测装置的输出端相连接；
所述光电开关设置在检测鼓轮入口处，用于对检测鼓轮上的烟支进行就位检测，并在检测鼓轮上的烟支就位时发送烟支到位信号；
所述视觉检测装置设置在剔除鼓轮入口后方处，用于对烟支的烟丝端面进行视觉检测，并在烟丝端面存在缺陷时发送缺陷信号；
所述轴编码器设置在检测鼓轮的转动轴上，用于对检测鼓轮的转动进行定位检测，并在检测鼓轮每转过一个槽，所述轴编码器运转10°；
所述控制器用于在接收到所述烟支到位信号时，计算所述轴编码器的运转角度，并在所述运转角度与预定角度阈值相等时控制所述视觉检测装置对烟支烟丝端面进行视觉拍摄并缺陷识别。
5.根据权利要求4所述的烟支烟丝端面检测的控制系统，其特征在于，还包括：剔除装置；
所述剔除装置的控制端与所述控制器的第一输出端相连接，所述控制器根据所述缺陷信号和所述轴编码器的运转角度控制所述剔除装置将存在缺陷的烟支剔除。
6.根据权利要求5所述的烟支烟丝端面检测的控制系统，其特征在于，所述剔除装置包括：电磁阀和吹气设备；
所述吹气设备通过管路与压缩气源相连通，所述电磁阀设置在所述管路上，所述电磁阀的控制端与所述控制器的第二输出端相连接；
所述控制器根据所述缺陷信号和所述轴编码器的运转角度控制所述电磁阀开启，以导通压缩气源与所述吹气设备的供气管路，进而使所述吹气设备对存在缺陷烟支进行吹气剔除。
7.根据权利要求6所述的烟支烟丝端面检测的控制系统，其特征在于，还包括：报警装置；
所述报警装置与所述控制器信号连接，所述控制器在检测鼓轮连续转过设定槽数内均未接收到烟支到位信号时控制所述报警装置进行报警。
8.根据权利要求7所述的烟支烟丝端面检测的控制系统，其特征在于，还包括：触模屏；
所述控制器与所述触模屏信号连接，所述触模屏用于实时显示所述视觉检测装置采集到的烟支烟丝端面的视觉图像，以及显示报警信息。
9.根据权利要求8所述的烟支烟丝端面检测的控制系统，其特征在于，所述视觉检测装置包括：智能相机、图像采集模块和图像识别模块；
所述图像采集模块的输入端与所述智能相机的输出端相连接，所述图像采集模块的输出端与所述图像识别模块的输入端相连接；
所述图像采集模块用于对所述智能相机的拍摄图像实进采集；
所述图像识别模块用于根据预设烟丝端面图对所述拍摄图像进行灰度和亮度识别，并判断烟支是否存在烟丝端面存在空松、空头和毛头的缺陷。
10.根据权利要求4至9任一项所述的烟支烟丝端面检测的控制系统，其特征在于，还包括：照明光源；
所述照明光源与所述控制器信号连接，所述控制器用于在所述视觉检测装置进行视觉拍摄时控制所述照明光源点亮。
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