CN203793692U - 烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置 - Google Patents
烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于机器视觉技术的烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置，用于检测硬盒香烟小盒烟包包装过程中可能出现的铝箔纸缺损、内衬纸缺损等问题。可用于目前市场上大量使用的G.DX2(ZB45)包装机，既避免了缺陷烟包流入市场又减少了工作人员的工作量。主要由图像采集组件、控制器及编码器等外围设备组成。其中，控制器内包含一个工控板、一个接口板、一个带触摸屏的彩色液晶屏及一个母板，图像采集组件内包含一个CMOS工业相机、一个光学镜头、一个光源控制板及一个红外LED光源。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟包检测装置领域，具体为一种烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置。
背景技术
目前市场上主流的硬盒香烟包装机为G.DX2(ZB45)包装机，在该包装机的小盒烟包包装过程中针对铝箔纸的质量检测有外侧铝箔纸偏移检测、内侧铝箔纸偏移检测，这两个检测均是在铝箔纸包装过程中对铝箔纸所进行的检测，在商标纸包装过程中未设计有铝箔纸缺损检测装置。小盒烟包在三号轮、四号轮包装过程中产生的铝箔纸缺损，设备均不能自动检测剔除。而且小盒烟包的铝箔纸缺损后，往往会使烟支在三号轮、四号轮包装过程中丢失，造成小盒烟包严重缺支。许多卷烟厂在生产过程中都不同程度出现过铝箔纸缺损的小盒烟包混入成品烟中的现象。
另外，原包装机上在五号轮位置没有对内衬纸缺损进行检测的装置，内衬纸缺损的小盒烟包完成五号轮包装后无法再进行检测。为避免内衬纸缺损烟包流入市场，部分烟厂在五号轮位置安装了色标传感器，该传感器根据内衬纸与铝箔纸的颜色差异来判断烟包是否存在内衬纸。但从使用情况来看，这种方法仅适应于铝箔纸和内衬纸颜色对比明显的烟包，对于大多数铝箔纸和内衬纸颜色相近的烟包并不能有效分辨。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置，以解决现有技术存在的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置，其特征在于：包括有图像采集组件、控制器，其中：
所述图像采集组件由配置有光学镜头的工业相机、光源电源电路供电的红外光源构成，所述红外光源向待测烟包发射红外光，所述工业相机采集待测烟包铝箔纸及内衬纸的图像；
所述控制器由工控板、接入工控板的显示屏、接口板构成，其中接口板包括单片机、图像采集组件通讯接口，所述单片机上接入有光源控制电路、包装机组控制系统通讯接口，所述图像采集组件中光源电源电路与光源控制电路连接，所述工业相机接入图像采集组件通讯接口，所述单片机与工控板连接，接口板中图像采集组件通讯接口亦接入工控板，所述包装机组控制系统通讯接口与外部包装机组控制系统连接；
所述图像采集组件负责通过工业相机采集待检烟包铝箔纸以及内衬纸的图像，并进行初步处理后传送给控制器，控制器通过图像处理技术对图像采集组件采集的图像数据进行处理并判断是否存在铝箔纸缺损、内衬纸缺损，根据判断结果向外部包装机组控制系统发送相应剔除信号，包装机组控制系统在接收到剔除信号后，在剔除口把相应缺陷烟包剔除。
所述的烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置，其特征在于：所述接口板中，单片机还接入有编码器信号采集电路，且编码器信号采集电路与外部增量编码器连接。
本实用新型用于检测硬盒香烟小盒烟包包装过程中可能出现的铝箔纸缺损、内衬纸缺损等问题。在检测到存在缺陷的烟包时向包装机组控制系统发送剔除信号，由包装机组控制系统在相应位置将缺陷烟包剔除。
本实用新型的有益效果为：
1、采用机器视觉技术比传统的色标传感器更加灵活、直观。
2、机器视觉技术是一门比较成熟的技术，本实用新型中使用到的图像处理算法都是机器视觉领域成熟的常用算法，各种商用或开源的机器视觉函数库中都包含了这些算法，开发人员可以直接调用。
3、本实用新型可用于目前市场上大量使用的G.DX2(ZB45)包装机，既避免了缺陷烟包流入市场又减少了工作人员的工作量。另外，由于采用了机器视觉技术，而且带有触摸屏，操作人员操作更加直观、方便。
附图说明
图1为本实用新型结构框图。
图2为本实用新型图像处理流程图。
图3为控制器实物侧面剖视图。
图4为控制器实物正面剖视图。
图5为图像采集组件实物侧面剖视图。
具体实施方式
如图1所示。烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置，包括有图像采集组件、控制器，其中：
图像采集组件由配置有光学镜头的工业相机、光源电源电路供电的红外光源构成，红外光源向待测烟包发射红外光，工业相机采集待测烟包铝箔纸及内衬纸的图像；
控制器由工控板、接入工控板的显示屏、接口板构成，其中接口板包括单片机、图像采集组件通讯接口，单片机上接入有光源控制电路、包装机组控制系统通讯接口，图像采集组件中光源电源电路与光源控制电路连接，工业相机接入图像采集组件通讯接口，单片机与工控板连接，接口板中图像采集组件通讯接口亦接入工控板，包装机组控制系统通讯接口与外部包装机组控制系统连接；
图像采集组件负责通过工业相机采集待检烟包铝箔纸以及内衬纸的图像，并进行初步处理后传送给控制器，控制器通过图像处理技术对图像采集组件采集的图像数据进行处理并判断是否存在铝箔纸缺损、内衬纸缺损，根据判断结果向外部包装机组控制系统发送相应剔除信号，包装机组控制系统在接收到剔除信号后，在剔除口把相应缺陷烟包剔除。
接口板中，单片机还接入有编码器信号采集电路，且编码器信号采集电路与外部增量编码器连接。
如图1、图2所示。工控板用于操作系统以及上位机软件的运行。单片机负责执行上位机软件的控制命令，包括读取编码器相位、与包装机组控制系统通讯等。图像采集组件通讯接口用于连接图像采集组件，单片机通过该接口控制图像采集组件内的工业相机在指定时间拍照，工业相机通过该接口将拍摄的图片传送给控制器内的工控板。编码器信号采集电路用于单片机读取编码器相位并传送给工控板，实现本实用新型与整个包装机控制系统的相位同步。包装机控制系统通讯接口用于单片机向包装机组控制系统发送剔除信号。光源控制电路控制光源的开关，只在系统拍照时才打开光源，其它时间关闭光源，从而保证光源的稳定性。LVDS显示接口用于工控板与彩色液晶屏的连接。触摸屏接口用于工控板与触摸屏的连接。操作者可以通过液晶屏查看系统运行的相关信息，并通过触摸屏设置系统的相关参数。
在图2中，本实用新型中的图像处理程序首先将工业相机拍摄到的待检烟包图像分割为多个检测区域。每个检测区域对应的图像依次进行灰度化、二值化、腐蚀、膨胀等处理，查找并绘制铝箔纸/内衬纸轮廓，最后计算出轮廓面积即铝箔纸/内衬纸对应的像素数。灰度化是为了将工业相机拍摄到的烟包彩色图像转换为灰度图像，如果采用的是黑白相机则不需要进行灰度化处理；二值化是为了将铝箔纸/内衬纸与破损后的背景进行区分，将铝箔纸/内衬纸像素的灰度值设为255，破损后的背景像素的灰度值设为0；腐蚀及膨胀是为了消除经二值化处理后的图像中的一些小噪点，这样可以提高后续查找凹陷图案轮廓的速度；查找滤嘴凹陷图案轮廓是为了绘制出铝箔纸/内衬纸的轮廓线，是后续计算铝箔纸/内衬纸像素数的前提；计算铝箔纸/内衬纸轮廓面积是为了计算铝箔纸/内衬纸轮廓线包围的铝箔纸/内衬纸像素数。
在图3中，首先将焊装好电缆插座9的母板8通过螺钉固定到机箱箱体7上。然后将接口板4、工控板5及工控板散热片6通过螺钉固定到一起之后通过螺柱固定到机箱箱体7上，工控板散热片6紧贴机箱箱体7。再将液晶屏及触摸屏1通过液晶屏安装支架2固定到机箱前面板3上，通过液晶屏及触摸屏电缆10连接液晶屏及触摸屏1与接口板4。最后通过螺钉将机箱前面板3与机箱箱体7固定到一起。
在图4中，接口板4与母板12之间通过两个印制板插座13相连，母板12上的电缆插座14穿过机箱箱体7上对应的安装孔露出机箱箱体7。机箱箱体7侧面的USB接口盖板11用于防止灰尘进入机箱箱体7。
在图5中，通过镜头座17将镜头18固定到工业相机16上。通过相机支架19将工业相机16固定到底壳15上。通过光源支架20将LED光源21固定到底壳15上。通过螺钉将光源控制板22固定到底壳15上。通过电缆插座23自带的锁紧螺母将其固定到底壳15。通过万能胶将镜头滤光片24及光源滤光片25固定到底壳15上。最后通过螺钉将壳体上盖26与底壳15固定到一起。
Claims (2)
1.烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置，其特征在于：包括有图像采集组件、控制器，其中：
所述图像采集组件由配置有光学镜头的工业相机、光源电源电路供电的红外光源构成，所述红外光源向待测烟包发射红外光，所述工业相机采集待测烟包铝箔纸及内衬纸的图像；
所述控制器由工控板、接入工控板的显示屏、接口板构成，其中接口板包括单片机、图像采集组件通讯接口，所述单片机上接入有光源控制电路、包装机组控制系统通讯接口，所述图像采集组件中光源电源电路与光源控制电路连接，所述工业相机接入图像采集组件通讯接口，所述单片机与工控板连接，接口板中图像采集组件通讯接口亦接入工控板，所述包装机组控制系统通讯接口与外部包装机组控制系统连接；
所述图像采集组件负责通过工业相机采集待检烟包铝箔纸以及内衬纸的图像，并进行初步处理后传送给控制器，控制器通过图像处理技术对图像采集组件采集的图像数据进行处理并判断是否存在铝箔纸缺损、内衬纸缺损，根据判断结果向外部包装机组控制系统发送相应剔除信号，包装机组控制系统在接收到剔除信号后，在剔除口把相应缺陷烟包剔除。
2.根据权利要求1所述的烟包铝箔纸及内衬纸完整性检测装置，其特征在于：所述接口板中，单片机还接入有编码器信号采集电路，且编码器信号采集电路与外部增量编码器连接。
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| CN105410988A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-23 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种香烟隐形喷码完整性检测装置 |
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