CN113830377A - 一种烟支空头缺陷和缺支检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烟支空头缺陷和缺支检测装置及检测方法，包括检测探头和挡板，检测探头中沿传送带方向设置有线激光器和相机，线激光器和相机前方倾斜均设置有反射镜，垂直朝向传送带设置有光源，挡板包括空头挡板和缺支挡板，位于传送带两侧相对设置，检测探头设置在挡板背离传送带一侧。本发明根据编码器确定的烟支断面区域的位置信息，通过解码电路触发光源和相机配合拍照，形成结构光三维和端面二维两组照片，基于图像检测原理，通过结构光照片分析烟丝缺陷深度，二维照片确定空头烟支位置，准确识别空头缺陷烟支，简单方便，避免了接触式顶杆探测中对顶出长度的严格控制，节约成本，相较于现有非接触式红外线检测方法准确性有所提高。

Description

一种烟支空头缺陷和缺支检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种烟支空头缺陷和缺支检测装置及检测方法，属于烟支检测技术领域。
背景技术
工业上，在卷烟生产过程中，烟支末端会出现烟丝掉落现象，使烟支不完整，严重时构成质量缺陷，需要对烟支进行实时检测并剔除出生产线，当前的烟支空头缺陷检测方式主要有接触式和非接触式两种，其中接触式通过机械顶杆作用于烟支端面，测量位移大小判断缺陷深度；非接触式主要通过红外线传感器靠近烟丝端面，依据红外线的漫反射强度判断烟丝的缺陷程度。
接触式检测方式需要较高的机械顶杆探测频率，并严格控制顶杆顶出长度标准，对机械运动的准确性要求较高，容易出现失误或者遗漏检测；非接触式红外线检测方式通过红外线漫反射强度间接判断烟丝缺陷程度，可能出现准确性偏差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明基于图像检测原理，提供一种烟支空头缺陷和缺支检测装置及检测方法，其具体技术方案如下：
一种烟支空头缺陷和缺支检测装置，包括检测探头和挡板，检测探头包括空头探头A和缺支探头B，检测探头中设置有沿传送带方向设置有线激光器，线激光器前方倾斜设置有反射镜I，线激光器背离传送带一侧相同朝向设置有相机，相机前方倾斜设置有反射镜II，反射镜II靠近传送带一侧设置有垂直朝向传送带的光源I，
挡板包括空头挡板和缺支挡板，位于传送带两侧相对设置，空头挡板背离烟支传送带一侧设置有空头探头A，缺支挡板背离传送带一侧设置有缺支探头B。
进一步的，所述检测探头与包装机的编码器和解码电路连通。
进一步的，所述反射镜II旁设置与镜面方向垂直的光源II，所述光源II与光源I信号同步，并与线激光器交替工作。
进一步的，所述反射镜I将激光反射垂直于挡板。
一种烟支空头缺陷和缺支检测方法，包括以下步骤：
步骤1：同步信号：安装于烟支包装机的编码器提供烟支端面经过成像区域的位置信息；
步骤2：根据编码器提供的位置信息，烟包每移动dx1，解码电路触发启动一次线激光器，线激光器发出结构光，同时触发相机拍照成像，得到结构光3D照片系列P1；烟包每移动dx2，解码电路触发启动一次光源I，同时触发相机拍照成像，得到2D照片系列P2；
步骤3：将得到的P2系列图片拼接处理，得到完整的烟支端面2D照片P，根据图像分析方法区分出每支烟的烟支轮廓，并标记出每支烟的烟丝区域；
步骤4：通过对P1系列图片的3D深度信息与P图片的位置绑定分析，得到每支烟烟丝区域的3D深度信息，计算烟丝凹陷的平均值；
步骤5：根据计算得到的烟丝凹陷的平均值判定各烟支的空头缺陷严重程度，对不合格的烟支及时发送缺陷信号；
步骤6：根据图像分析法对缺支探头B一侧烟支端面2D照片P3进行识别定位，对缺支烟包发送缺支信号。
进一步的，烟包移动方向的宽度为L，n1=L/dx1是测量每一包烟生成的P1图片的数量，n2=L/dx2是每一包烟生成的P2图片的数量。
进一步的，所述n2大于烟支排列数量，所述n1远大于n2。
本发明的工作原理是：通过编码器和解码电路发送烟包移动位置信号，基于图像检测原理，在检测过程中交替使用激光结构光和普通照明光，避免相互干扰，对烟支断面进行实时拍照，从而生成两组照片：其中结构光照片用于对烟丝缺陷深度的测量，并标记，普通照明照片用于对烟丝缺陷区域的几何定位，通过垂直于镜面方向的光源II工作减轻玻璃反光。
本发明的有益效果是：本发明根据编码器确定的烟支断面区域的位置信息，通过解码电路触发光源和相机配合拍照，形成烟支空头缺陷深度和烟支位置两组图片，基于图像检测原理，通过结构光照片分析测量烟丝缺陷深度，普通照明照片分析确定空头烟支位置，准确识别检测烟支空头缺陷，简单方便，避免了接触式顶杆探测中对顶出长度的严格控制，节省了成本，相较于现有非接触式红外线检测方法准确性有所提高。
附图说明
图1是本发明的装置俯视内部结构图，
图中：空头探头A，缺支探头B，1—线激光器，2—相机，3—反射镜II，4—光源II，5—光源I，6—反射镜I，7—空头挡板，8—缺支挡板，9—模盒中的烟支，10—烟包运行方向。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1：
如图1所示，本发明的烟支空头缺陷和缺支检测装置，包括检测探头和挡板，检测探头包括空头探头A和缺支探头B，检测探头中设置有沿传送带方向设置有线激光器1，线激光器1前方倾斜设置有反射镜I6，线激光器1背离传送带一侧相同朝向设置有相机2，相机2前方倾斜设置有反射镜II3，反射镜II3靠近传送带一侧设置有垂直朝向传送带的光源I5；
挡板包括空头挡板7和缺支挡板8，位于传送带两侧相对设置，空头挡板7背离烟支传送带一侧设置有空头探头A，缺支挡板8背离传送带一侧设置有缺支探头B；
反射镜II3旁设置有垂直反光镜镜面方向的光源II，反射镜I调整为能将激光结构光反射至垂直于挡板的角度，检测探头与包装机的编码器和解码电路连通。
步骤1：安装于烟支包装机的编码器提供烟支端面经过成像区域的位置信息；
步骤2：根据编码器提供的位置信息，烟包每移动dx1，解码电路触发启动一次线激光器1，线激光器1发出结构光，同时触发相机2拍照成像，得到结构光3D照片系列P1；
烟包每移动dx2，解码电路触发启动一次光源I5，光源I5发出普通LED光，同时触发相机2拍照成像，得到2D照片系列P2；
烟包移动方向宽度为L，则n1=L/dx1是测量每一包烟生成的P1图片的数量，n2=L/dx2是每一包烟生成的P2图片的数量，其中n2大于烟支排列数量，n1远大于n2；
烟包中的烟支采用常规767排列，一包烟完整通过，由200张图片构成结构光图片，由13张图片拼成一张完整烟包端面图像；
步骤3：将得到了P2系列图片拼接处理，得到完整的烟支端面2D照片P，根据图像分析方法区分出每支烟的烟支轮廓，并标记出每支烟的烟丝区域；
步骤4：通过对P1系列图片的3D深度信息与P图片的位置绑定分析，得到每支烟烟丝区域的3D深度信息，计算烟丝凹陷的平均值；
步骤5：根据计算得到的烟丝凹陷的平均值判定各烟支的空头缺陷严重程度，对不合格的烟支及时发送缺陷信号；
步骤6：根据图像分析法对缺支探头B一侧烟支端面2D照片P3进行识别定位，对发现的缺支烟包，向系统发送缺支信号。
通过结果光照片实时检测缺支和烟支空头缺陷，并结合烟支端面照片准确定位。
实施例2：
与实施例1区别之处在于，烟包中的烟支采用双十排列，一包烟完整通过，由10张图片拼成一张完整烟包端面图像。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种烟支空头缺陷和缺支检测装置，其特征在于：包括检测探头和挡板，检测探头包括空头探头A和缺支探头B，检测探头中沿传送带方向设置有线激光器（1），线激光器（1）前方倾斜设置有反射镜I（6），线激光器（1）背离传送带一侧相同朝向设置有相机（2），相机（2）前方倾斜设置有反射镜II（3），反射镜II（3）靠近传送带一侧设置有垂直朝向传送带的光源I（5），
挡板包括空头挡板（7）和缺支挡板（8），位于传送带两侧相对设置，空头挡板（7）背离烟支传送带一侧设置有空头探头A，缺支挡板（8）背离传送带一侧设置有缺支探头B。
2.根据权利要求1所述的烟支空头缺陷和缺支检测装置，其特征在于：所述检测探头与包装机的编码器和解码电路连通。
3.根据权利要求1所述的烟支空头缺陷和缺支检测装置，其特征在于：所述反射镜II（3）旁设置与镜面方向垂直的光源II（4），所述光源II（4）与光源I（5）信号同步，并与线激光器（1）交替工作。
4.根据权利要求1所述的烟支空头缺陷和缺支检测装置，其特征在于：所述反射镜I（6）将激光反射垂直于挡板。
5.一种烟支空头缺陷和缺支检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：同步信号：安装于烟支包装机的编码器提供烟支端面经过成像区域的位置信息；
步骤2：根据编码器提供的位置信息，烟包每移动dx1，解码电路触发启动一次线激光器，线激光器发出结构光，同时触发相机拍照成像，得到结构光3D照片系列P1；烟包每移动dx2，解码电路触发启动一次光源I，同时触发相机拍照成像，得到2D照片系列P2；
步骤3：将得到的P2系列图片拼接处理，得到完整的烟支端面2D照片P，根据图像分析方法区分出每支烟的烟支轮廓，并标记出每支烟的烟丝区域；
步骤4：通过对P1系列图片的3D深度信息与P图片的位置绑定分析，得到每支烟烟丝区域的3D深度信息，计算烟丝凹陷的平均值；
步骤5：根据计算得到的烟丝凹陷的平均值判定各烟支的空头缺陷严重程度，对不合格的烟支及时发送缺陷信号；
步骤6：根据图像分析法对缺支探头B一侧烟支端面2D照片P3进行识别定位，对缺支烟包发送缺支信号。
6.根据权利要求5所述的烟支空头缺陷和缺支检测方法，其特征在于：烟包移动方向的宽度为L，n1=L/dx1是测量每一包烟生成的P1图片的数量，n2=L/dx2是每一包烟生成的P2图片的数量。
7.根据权利要求6所述的烟支空头缺陷和缺支检测方法，其特征在于：所述n2大于烟支排列数量，所述n1远大于n2。
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