CN113693268A - 一种烟支外观在线检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟支外观在线检测装置及其检测方法。本发明的一种烟支外观在线检测装置，在线检测装置包括第一检测模块、第一拨烟机构和第二检测模块，第一检测模块用于拍摄烟支未旋转时的烟支图像，第一拨烟机构用于滚动烟支旋转，第二检测模块用于拍摄烟支另一侧面的图像。其有益效果是：本发明的烟支外观在线检测装置将检测模块和拨烟机构设置在同一鼓轮周围，安装方便，容易布置数据线，还不会造成堵烟，不会存在拍摄死角，并且拍摄的图像完整清晰。

Description

一种烟支外观在线检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及烟支外观质量检测领域，特别涉及一种烟支外观在线检测装置及其检测方法。

背景技术

在现代卷烟生产过程中，生产速度越来越快，企业对产品质量的要求也越来越严格，烟支外观质量的好坏在一定程度上影响着消费者的选择，但在烟支实际生产中，由于机器故障，烟支容易出现污点、烟纸破损、烟梗穿出、拼接不良、无印花、印花位置偏移、印墨污染等不良产品。在机器视觉检测技术用于检测烟支外观之前，烟支的外观质量只能靠人工观察，并且主要是抽检的方式，人工抽检的主要作用是对该批次产品总体质量的一个粗略评价，不能完全说明该批次产品详细质量情况，因此，采用人工抽检存在很大不确定因素，浪费人力物力，又不能保证产品质量被全部检测，企业产品质量和经济效益不能得到较好保障，企业产品市场竞争力受到束缚。

基于机器视觉技术的发展，采用相机拍照来判断烟支外观是否有缺陷，以代替人工检测，已经得到了发展运用，参见图1所示，现有的烟支外观在线检测装置均是将两组相机组件安装在相邻的鼓轮上进行检测，在相邻的鼓轮上安装相机组件，鉴于现有的卷烟机滚轮结构，安装位置有限，走线也相对复杂。

因此，申请人经过大量试验研究，提供一种能够准确识别烟支外观缺陷、精确率高、结构简单、包含拨烟机构的烟支外观在线检测装置及其检测方法，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，提供一种能够准确识别烟支外观缺陷、精确率高、结构简单、包含拨烟机构的烟支外观在线检测装置及其检测方法。本发明采用的在同一滚轮周围设置两个拨烟机构和三个检测装置的方案，能够完全克服拍摄死角的问题。

本发明提供的一种烟支外观在线检测装置，其技术方案为：

一种烟支外观在线检测装置，在线检测装置包括第一检测模块、第一拨烟机构和第二检测模块，第一检测模块用于拍摄烟支未旋转时的烟支图像，第一拨烟机构用于滚动烟支旋转，第二检测模块用于拍摄烟支旋转后的图像。

优选地，在线检测装置还包括第二拨烟机构和第三检测模块，第一检测模块、第一拨烟机构、第二检测模块、第二拨烟机构和第三检测模块依次设置在传送烟支的同一个鼓轮周围，鼓轮吸附烟支进行传送，第一检测模块用于拍摄烟支第一侧面的图像，第一拨烟机构将烟支旋转一定角度露出第二侧面，第二检测模块用于拍摄烟支第二侧面的图像，第二拨烟机构再将烟支旋转一定角度露出第三侧面，第三检测模块用于拍摄烟支第三侧面的图像。

优选地，第一拨烟机构将烟支旋转120度或者120度以上，第二拨烟机构再将烟支旋转120度或者120度以上；每个检测模块拍摄烟支图像的1/3面。

优选地，第一检测模块、第一拨烟机构和第二检测模块依次设置在传送烟支的同一个鼓轮周围，鼓轮吸附烟支进行传送，第一检测模块用于拍摄烟支一个侧面的图像，然后第一拨烟机构将烟支旋转，第二检测模块用于拍摄烟支另一个侧面的图像。

优选地，第一拨烟机构和/或第二拨烟机构包括拨动轮，拨动轮通过齿轮总成或者皮带总成与动力机构连接，动力机构通过齿轮总成或者皮带总成带动拨动轮旋转；拨动轮具有交替的凸起结构和凹槽结构，凸起结构能够与烟支接触，带动烟支旋转。

优选地，检测模块是相机组件，相机组件包括一个相机或者两个相机，一个相机构成的检测模块用于拍摄一幅以上的图像，两个相机构成的检测模块分别拍摄一幅以上的图像。

优选地，检测模块对烟支的同一侧面在相同位置拍摄两幅或两幅以上的图像；

或者检测模块对烟支的同一侧面在不同位置拍摄两幅或两幅以上的图像。

优选地，同一烟支同一侧面的图像采集方向之间的夹角小于75度；同一烟支同一侧面的两幅图像具有重合面积。

优选地，在线检测装置还包括气吹装置，气吹装置包括出气口和通气管路，出气口通过通气管路连接到压缩空气产生装置，通气管路连接到安装检测模块的腔体中，腔体通入外部压缩空气。

优选地，在线检测装置还包括管理主机，检测模块通过外接数据线连接到管理主机；管理主机通过图像识别软件对采集到的图像进行分析判断该烟支是否有外观缺陷，如果有缺陷，管理主机存储该缺陷烟支的图像，并送出一个信号到高速控制器，由高速控制器在卷烟机剔除口剔除该烟支。

本发明化提供了一种烟支外观在线检测方法，首先使用第一检测模块拍摄烟支的图像，然后使用拨烟机构滚动烟支旋转，露出未拍摄面，再使用第二检测模块拍摄烟支未拍摄面的图像。

优选地，使用第一检测模块拍摄烟支1/3面的图像，使用第一拨烟机构滚动烟支旋转120度或者120度以上，使用第二检测模块拍摄烟支另一个1/3面的图像，使用第二拨烟机构将烟支旋转120度或者120度以上，使用第三检测模块拍摄烟支另一个1/3面的图像，分3次拍摄到一支烟支的表面完整图像，用于烟支外观缺陷分析。

优选地，检测模块和拨烟机构安装在同一传送鼓轮的侧面，第一检测模块、第二检测模块和第三检测模块用于对同一烟支的同一侧面在不同位置拍摄两幅或两幅以上的图像，两幅或两幅以上的图像具有重合面积。

优选地，使用第一检测模块拍摄烟支1/2面的图像，使用拨烟机构滚动烟支旋转180度，使用第二检测模块拍摄烟支另一个1/2面的图像，分2次拍摄到一支烟支的表面图像，用于烟支外观缺陷分析。

本发明的实施包括以下技术效果：

本发明的烟支外观在线检测装置，由于鼓轮上的烟支至少会露出烟支1/2面，使用三个检测模块，每个检测模块只获取烟支图像的1/3面，使用拨烟机构旋转烟支后，必然能够拍摄烟支360度的完整图像，不会存在拍摄死角，并且拍摄的图像完整清晰。将烟支的三个1/3面拼接为烟支的整体图像用于检测，检测精度大大提高。由于卷烟机鼓轮之间的安装空间及其有限，只选择便于安装的一个鼓轮安装检测装置就可以，只在一个鼓轮周围安装检测装置，还不会造成堵烟，避免频繁开关机，影响生产效率。

使用拨烟机构旋转烟支后，每次拍摄可以只拍摄烟支1/3面的图像，可以不使用烟支与鼓轮接触或相近部分的图像，避免鼓轮干扰，相比于不旋转烟支的方式，本发明的方案干扰更少，特别是死角部分可以在旋转后再拍摄，不存在拍摄死角，避免了死角部分难以检测的技术问题。

本发明的烟支外观在线检测装置将检测模块和拨烟机构设置在同一鼓轮周围，安装方便，容易布置数据线。

附图说明

图1为现有技术中将两组相机组件分别安装在相邻两个鼓轮上的烟支外观在线检测装置结构示意图。

图2现有技术不旋转烟支拍摄时出现拍摄死角的示意图；图2A为倾斜拍摄的死角示意图，图2B为垂直拍摄的死角示意图。

图3本发明实施例1的烟支外观在线检测装置结构示意图。

图4为检测模块对烟支的同一侧面在相同位置拍摄两幅的图像的示意图。

图5为检测模块对烟支的同一侧面在不同位置拍摄两幅图像的示意图；图5A为烟支在第一位置时的拍摄示意图，图5B为烟支转到在第二位置拍摄时的拍摄示意图。

图6本发明实施例1的烟支外观在线检测方法流程示意图。

图中：1、第一检测模块；2、第一拨烟机构；3、第二检测模块；4、第二拨烟机构；5、第三检测模块；6、鼓轮；7、死角；8、烟支；9、凹槽结构；10、凸起结构。

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。

实施例1

目前，机器视觉检测烟支8外观质量的技术方案，参见图1所示，都是将检测装置安装在相邻的鼓轮6上进行检测，在相邻的鼓轮6上安装相机组件，不旋转烟支8的方式，参见图2所示，每次拍摄的烟支8的1/2面，由于接近鼓轮6的部分不可避免的拍摄不到图像，存在拍摄死角7，对烟支8外观造成漏检；从而提出本发明的技术方案。

参见图3所示，本发明提供的一种烟支外观在线检测装置，在线检测装置包括第一检测模块1、第一拨烟机构2和第二检测模块3，第一检测模块1用于拍摄烟支8未旋转时的烟支8图像，第一拨烟机构2用于滚动烟支8旋转，露出未拍摄面，第二检测模块3用于拍摄烟支8另一侧面的图像。

进一步地，在线检测装置还包括第二拨烟机构4和第三检测模块5，第一检测模块1、第一拨烟机构2、第二检测模块3、第二拨烟机构4和第三检测模块5依次设置在传送烟支8的同一个鼓轮6周围，鼓轮6吸附烟支8进行传送，第一检测模块1用于拍摄烟支8第一侧面的图像，第一拨烟机构2将烟支8旋转一定角度露出第二侧面，第二检测模块3用于拍摄烟支8第二侧面的图像，第二拨烟机构4再将烟支8旋转一定角度露出第三侧面，第三检测模块5用于拍摄烟支8第三侧面的图像。具体地，第一拨烟机构2将烟支8旋转120度或者120度以上，第二拨烟机构4再将烟支8旋转120度或者120度以上。由于鼓轮6上的烟支8至少会露出烟支1/2面，使用三个面对烟支设置的检测模块，每个检测模块只获取烟支8图像的1/3面，使用拨烟机构旋转烟支8后，必然能够拍摄烟支360度的完整图像，不会存在拍摄死角，并且拍摄的图像完整清晰。将烟支8的三个1/3面拼接为烟支8的整体图像用于检测，检测精度大大提高。由于卷烟机鼓轮6之间的安装空间及其有限，只选择便于安装的一个鼓轮6安装检测装置就可以，只在一个鼓轮6周围安装检测装置，还不会造成堵烟，避免频繁开关机，影响生产效率。

由于旋转烟支后，每次拍摄可以只拍摄烟支1/3面的图像，可以不使用烟支与鼓轮接触或相近部分的图像，避免鼓轮干扰，相比于不旋转烟支的方式，本发明的方案干扰更少，特别是死角部分可以在旋转后再拍摄，避免了死角部分难以检测。

本实施例的在线检测装置能够有效检测滤嘴露白、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)、烟棒污渍或烟支长短中的一种或全部。

参见图3所示，第一拨烟机构2和/或第二拨烟机构4包括拨动轮，拨动轮通过齿轮总成或者皮带总成与动力机构连接，动力机构通过齿轮总成或者皮带总成带动拨动轮旋转；拨动轮具有交替的凸起结构10和凹槽结构9，凸起结构10与烟支8接触，带动烟支8旋转。上述限定的拨烟机构结构简单，方便制造，体积小，通过设置凸起结构10的外周直径，就能够将烟支8旋转一定的角度，凹槽部分不与烟支8接触，交替的凸起结构10和凹槽结构9能够脉冲式的拨动烟支8旋转。

可选地，检测模块是相机组件，相机组件包括一个相机或者两个相机，一个相机构成的检测模块用于拍摄一幅以上(含一幅)的图像，两个相机构成的检测模块分别拍摄一幅以上(含一幅)的图像。相机组件包括用于照射烟支8的光源、用于拍摄烟支8图像的相机，相机设置在外罩内。相机可选择线阵CCD相机或者面阵CCD相机。光源可选择两条LED光源。

参见图4所示，检测模块对烟支8的同一侧面在相同位置拍摄两幅或两幅以上的图像(优选照片的形式)；或者参见图5所示，检测模块对烟支8的同一侧面在不同位置拍摄两幅或两幅以上的图像(优选照片的形式)，可使用两个相机拍摄或者使用一个相机拍摄两次。此处的不同位置指的是，烟支8在鼓轮6上是动态旋转的，烟支8到第一指定位置时检测模块启动拍摄第一幅图，当烟支8旋转了一个脉冲或一个以上的脉冲，启动同一检测模块拍摄另一幅图片。

优选地，同一烟支8同一侧面的图像采集方向之间的夹角小于75度；同一烟支8同一侧面的两幅图像具有重合面积。本发明中，通过限定图片采集方向之间的夹角，除了能够通过比较两幅图片的重合面积范围内的烟支8图片来识别杂物和烟沫，还具有以下技术效果：卷烟机组接嘴机上的安装空间十分有限，角度小的相机方便安装；还能够取到足够全的烟支8图片，以便于剔除有缺陷烟支8。

检测模块在检测同一烟支8的同一侧面时，每个检测模块在不同位置拍摄两幅或两幅以上的图像，如果相机与烟支8之间存在飞沫，飞沫的运动速度、运动方向和烟机带动烟支8的运动速度和方向不会一致，所以在有时间差或空间差的两幅图片里，可以通过图片斑点的位置变动大小来区分飞沫和缺陷(例如图片斑点在烟支8的不同位置，则认定为飞沫，虽然两幅图片上都有缺陷，但还是认定为正常烟支8)。另一方面，飞沫在相机与烟支8之间，两相机位置不同，飞沫投影在烟支8上的位置也会有变化(例如一张图片有污渍，一张没有，则认定为飞沫，虽然其中一幅图片上有缺陷，但还是认定为正常烟支8)。此外如果任一一个相机镜头上附着杂物，那么一张图片有黑点，另一张图片没有黑点，此种情况下也认定为正常烟支8。如果两个相机上都存在杂物，那么两幅图片的黑点位置不一样，同样认定为正常烟支8。通过上述的技术方案能够避免误检。也就是说只有采集的图片有“重合”，通过“重合”的图片才能识别镜头表面附着杂物或取像的空间存在的烟沫灰尘，避免将没有外观缺陷的烟支8剔除，降低误剔率，从而提高该装置的检测精度及检测率。

可选地，检测装置还包括气吹装置(图中未视出)，气吹装置包括出气口和通气管路，出气口通过通气管路连接到压缩空气产生装置，通气管路连接到安装检测模块的腔体中，腔体通入外部压缩空气，以吹走飞沫、杂物，并利于散热。

本实施例的检测装置还包括管理主机，检测模块通过外接数据线连接到管理主机；通过图像识别软件对采集到的图像进行分析判断该烟支8是否是有外观缺陷的烟支8，如果有缺陷，管理主机存储该缺陷烟支8的图像，并送出一个信号到高速控制器，由高速控制器在卷烟机剔除口剔除该烟支8。

本实施例还提供了一种烟支外观在线检测方法，首先使用第一检测模块1拍摄烟支8的图像，然后使用拨烟机构滚动烟支8旋转，露出未拍摄面，再使用第二检测模块3拍摄烟支8未拍摄面的图像。进一步地，参见图6所示，使用第一检测模块1拍摄烟支1/3面的图像，使用第一拨烟机构2滚动烟支8旋转120度或者120度以上，使用第二检测模块3拍摄烟支8另一个1/3面的图像，使用第二拨烟机构4将烟支8旋转120度或者120度以上，使用第三检测模块5拍摄烟支8另一个1/3面的图像，分3次拍摄到一支烟支的表面完整图像，用于烟支8外观缺陷分析。上述方法能够得到完整的烟支8外观图像信息，且烟支8的整个圆周面都有完整图像信息。

具体地，检测模块和拨烟机构安装在同一传送鼓轮6的侧面，第一检测模块1、第二检测模块3和第三检测模块5用于在不同位置拍摄两幅或两幅以上的图像，两幅或两幅以上的图像具有重合面积。此处的不同位置指的是，烟支8在鼓轮6上是动态旋转的，烟支8到第一指定位置时检测模块启动拍摄第一幅图，当烟支8旋转了一个脉冲或一个以上的脉冲，启动同一检测模块拍摄另一幅图片。

实施例2

作为另一个实施例，烟支外观在线检测装置可以只使用一个拨烟机构和两个检测模块，第一检测模块1、第一拨烟机构2和第二检测模块3依次设置在传送烟支8的一个鼓轮6周围，鼓轮6吸附烟支8进行传送，第一检测模块1用于拍摄烟支8一个侧面的图像，然后第一拨烟机构2将烟支8旋转，第二检测模块3用于拍摄烟支8另一个侧面的图像。本种实施方式，第一拨烟机构2可以将烟支8旋转180度，使得第一检测模块1和第二检测模块3拍摄的图像构成烟支360度的图像。

检测方法是使用第一检测模块1拍摄烟支1/2面的图像，使用拨烟机构滚动烟支8旋转180度，使用第二检测模块3拍摄烟支8另一个1/2面的图像，分2次拍摄到一支烟支的表面图像，用于烟支8外观缺陷分析。本实施例的检测方式，结构更简单方便安装。

其余方案与实施例1相同，不再赘述。

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 (14)

1.一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：所述在线检测装置包括第一检测模块、第一拨烟机构和第二检测模块，所述第一检测模块用于拍摄烟支未旋转时的烟支图像，所述第一拨烟机构用于滚动烟支旋转，所述第二检测模块用于拍摄烟支旋转后的图像。

2.根据权利要求1所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：所述在线检测装置还包括第二拨烟机构和第三检测模块，所述第一检测模块、所述第一拨烟机构、所述第二检测模块、所述第二拨烟机构和所述第三检测模块依次设置在传送烟支的同一个鼓轮周围，所述第一检测模块用于拍摄烟支第一侧面的图像，所述第一拨烟机构将烟支旋转一定角度露出第二侧面，所述第二检测模块用于拍摄烟支第二侧面的图像，所述第二拨烟机构再将烟支旋转一定角度露出第三侧面，所述第三检测模块用于拍摄烟支第三侧面的图像。

3.根据权利要求2所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：所述第一拨烟机构将烟支旋转120度或者120度以上，所述第二拨烟机构再将烟支旋转120度或者120度以上；每个检测模块拍摄烟支图像的1/3面。

4.根据权利要求1所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：所述第一检测模块、所述第一拨烟机构和所述第二检测模块依次设置在传送烟支的同一个鼓轮周围，鼓轮吸附烟支进行传送，所述第一检测模块用于拍摄烟支一个侧面的图像，然后第一拨烟机构将烟支旋转，所述第二检测模块用于拍摄烟支另一个侧面的图像。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：所述第一拨烟机构和/或所述第二拨烟机构包括拨动轮，所述拨动轮通过齿轮总成或者皮带总成与动力机构连接，动力机构通过齿轮总成或者皮带总成带动拨动轮旋转；所述拨动轮具有交替的凸起结构和凹槽结构，所述凸起结构能够与烟支接触，带动烟支旋转。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：检测模块是相机组件，相机组件包括一个相机或者两个相机，一个相机构成的检测模块用于拍摄一幅以上的图像，两个相机构成的检测模块分别拍摄一幅以上的图像。

7.根据权利要求1-4任一所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：检测模块对烟支的同一侧面在相同位置拍摄两幅或两幅以上的图像；

或者检测模块对烟支的同一侧面在不同位置拍摄两幅或两幅以上的图像。

8.根据权利要求7所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：同一烟支同一侧面的图像采集方向之间的夹角小于75度；同一烟支同一侧面的两幅图像具有重合面积。

9.根据权利要求1-4任一所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：所述在线检测装置还包括气吹装置，气吹装置包括出气口和通气管路，出气口通过通气管路连接到压缩空气产生装置，通气管路连接到安装检测模块的腔体中，腔体通入外部压缩空气。

10.根据权利要求1-4任一所述的一种烟支外观在线检测装置，其特征在于：所述在线检测装置还包括管理主机，检测模块通过外接数据线连接到管理主机；管理主机通过图像识别软件对采集到的图像进行分析判断该烟支是否有外观缺陷，如果有缺陷，管理主机存储该缺陷烟支的图像，并送出一个信号到高速控制器，由高速控制器在卷烟机剔除口剔除该烟支。

11.一种烟支外观在线检测方法，其特征在于：首先使用第一检测模块拍摄烟支的图像，然后使用拨烟机构滚动烟支旋转，露出未拍摄面，再使用第二检测模块拍摄烟支未拍摄面的图像。

12.根据权利要求11所述的一种烟支外观在线检测方法，其特征在于：使用第一检测模块拍摄烟支1/3面的图像，使用第一拨烟机构滚动烟支旋转120度或者120度以上，使用第二检测模块拍摄烟支另一个1/3面的图像，使用第二拨烟机构将烟支旋转120度或者120度以上，使用第三检测模块拍摄烟支另一个1/3面的图像，分3次拍摄到一支烟支的表面完整图像，用于烟支外观缺陷分析。

13.根据权利要求11所述的一种烟支外观在线检测方法，其特征在于：检测模块和拨烟机构安装在同一传送鼓轮的侧面，所述第一检测模块、所述第二检测模块和所述第三检测模块用于对同一烟支的同一侧面在不同位置拍摄两幅或两幅以上的图像，两幅或两幅以上的图像具有重合面积。

14.根据权利要求11所述的一种烟支外观在线检测方法，其特征在于：使用第一检测模块拍摄烟支1/2面的图像，使用拨烟机构滚动烟支旋转180度，使用第二检测模块拍摄烟支另一个1/2面的图像，分2次拍摄到一支烟支的表面图像，用于烟支外观缺陷分析。

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