CN218978004U - 一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卷烟监测设备技术领域的基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，旨在解决现有技术中人工检测烟支外观质量效率低下，且错误率高等问题，其包括摄像头、图像处理单元和检测控制装置，摄像头与图像处理单元电信号连接，图像处理单元与检测控制装置电信号连接；摄像头用于采集被检烟支的图像；图像处理单元用于对接收到的被检烟支图像与标准图像分析比对、标记被检烟支的缺陷类型及缺陷严重程度、计算水松纸包裹长度和偏移量；检测控制装置用于筛选出瑕疵烟支，并计算和跟踪瑕疵烟支位置。本实用新型可以代替人工对滤棒接装后的外观质量进行有效检测，操作简单，使用方便。

Description

一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，属于卷烟监测设备技术领域。

背景技术

ZJ17/ZJ116等国内主流卷烟机具有生产速度高、自动化程度高等优点。但是，滤棒在接装后外观质量无法得到有效检测，无法烟纸的翘边、褶皱、黏连、水松纸长短、滤棒歪斜等质量缺陷进行识别，影响卷烟质量和生产效率。

因此为保障产品质量，通常通过人工对烟支外观质量进行检测。由于设备生产速度高、人工观测容易产生疲劳造成误判、操作人员对产品的缺陷判断标准不一致等因素，难以杜绝瑕疵品的出现。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，可以代替人工对滤棒接装后的外观质量进行有效检测，操作简单，使用方便。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：包括摄像头、图像处理单元和检测控制装置，所述摄像头与图像处理单元电信号连接，所述图像处理单元与检测控制装置电信号连接；

所述摄像头用于采集被检烟支的图像，并将采集的图像传输至所述图像处理单元；

所述图像处理单元用于对接收到的被检烟支图像与标准图像分析比对、标记被检烟支的缺陷类型及缺陷严重程度、计算水松纸包裹长度和偏移量；

所述检测控制装置用于根据接收到的分析对比结果筛选出瑕疵烟支，并计算和跟踪瑕疵烟支在卷烟机上的位置。

可选的，所述被检烟支包括卷烟滤棒部和烟支部，所述摄像头设于被检烟支前方，其检测范围为35mm，所述检测范围包括卷烟滤棒部及部分烟支部。

可选的，所述摄像头与被检烟支的垂直距离为100mm，且其中心垂直于距离被检烟支的漏嘴端部17.5mm处。

可选的，所述摄像头配设有LED补光灯，所述LED补光灯用于在摄像头进行图像采集时对其进行补光，其通过智能光源控制器与检测控制装置电信号连接，所述智能光源控制器用于控制LED补光灯的启停及灯光亮度。

可选的，所述检测控制装置包括PLC控制单元以及与PLC控制单元相连接的I/0接口、数据通信接口，所述I/0接口数量为2，分别为第一I/0接口和第二I/0接口，所述数据通信接口与图像处理单元电信号连接，其用于将图像处理单元输出的信号进行转换、缓存后送至PLC控制单元，同时将PLC控制单元的控制信号转换后送至图像处理单元。

可选的，所述PLC控制单元通过第二I/0接口与转轴编码器电信号连接，所述转轴编码器与卷烟机主轴连接，其用于计算和追踪被检烟支在高速运行时的具体位置。

可选的，还包括用于对瑕疵烟支进行剔除的废品剔除装置，所述废品剔除装置包括高速剔除控制器和剔除电磁阀，所述剔除电磁阀与高速剔除控制器电信号连接，所述高速剔除控制器通过第一I/0接口与PLC控制单元电信号连接；

所述高速剔除控制器用于接收PLC控制单元发出的信号，并根据信号指示控制剔除电磁阀的启停；

所述剔除电磁阀用于通过压缩空气将瑕疵烟支吹除。

可选的，所述PLC控制单元通过第一I/0接口连接有停机/报警装置，所述停机/报警装置用于监测瑕疵烟支剔除率及是否存在连续剔除情况，当瑕疵烟支剔除率超过3%或出现连续剔除情况时，停机/报警装置发出警报；

所述PLC控制单元能够根据警报持续时间发送生产线停机信号，使生产线自动停机。

可选的，还包括人机对话装置，所述人机对话装置与PLC控制单元电信号连接，其用于人工进行系统参数设置，并显示系统当前工作情况。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型的滤棒接装质量在线监测装置依靠机器视觉检测技术，实现对烟支的滤棒包裹外观质量进行全方位、精确检测，自动识别瑕疵烟支并进行剔除，有效提升了烟支外观检测效率和可靠性，具有智能化程度高、操作简单、可靠性高等优点。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例中基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统的结构示意图；

图2为本实用新型的一种实施例中基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统的摄像头检测范围示意图；

图中：1LED补光灯、2被检烟支、3摄像头、4图像处理单元、5数据通信接口、6人机对话装置、7高速剔除控制器、8剔除电磁阀、9停机/报警装置、10第一I/0接口、11PLC控制单元、12第二I/0接口、13转轴编码器、14智能光源控制器、15卷烟滤棒部、16烟支部。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，本实用新型实施例提供的包括摄像头3、图像处理单元4和检测控制装置，摄像头3与图像处理单元4电信号连接，图像处理单元4与检测控制装置电信号连接。

摄像头3用于采集被检烟支2的图像，并将采集的图像传输至图像处理单元4。摄像头3配设有LED补光灯1，LED补光灯1用于在摄像头3进行图像采集时对其进行补光。LED补光灯1通过智能光源控制器14与检测控制装置电信号连接，智能光源控制器14能够对LED补光灯1的启停以及灯光亮度进行调节，有利于提高图像在高速采集时的清晰度、保证图像采集质量。

结合图2，被检烟支2包括卷烟滤棒部15和烟支部16，摄像头3的检测范围为35mm，可以涵盖整个卷烟滤棒部15和少许烟支部16。摄像头3位于被检烟支2前方，摄像头3中心垂直于被检烟支2上距离卷烟铝棒部15端部17.5mm处，以此提升对被检烟支2外观的采集效果。

图像处理单元4接收到的被检烟支2图像后，根据像素分布和亮度、颜色等信息，将水松纸在烟支上包裹信息转变成数字化信号，然后对数字化信号进行运算来抽取目标特征，再与标准图像进行分析比对，判断是否出现翘边、褶皱、水松纸长短不符合标准等质量缺陷，最后标记被检烟支2的缺陷类型及缺陷严重程度、计算水松纸包裹长度和偏移量，并将分析对比结果传输给检测控制装置。

检测控制装置能够根据接收到的分析对比结果筛选出瑕疵烟支，并计算和跟踪瑕疵烟支在卷烟机上的位置。检测控制装置包括PLC控制单元11以及与PLC控制单元11相连接的I/0接口、数据通信接口5。I/0接口数量为2，分别为第一I/0接口10和第二I/0接口12。

PLC控制单元11通过第二I/0接口12分别与转轴编码器13和智能光源控制器14电信号连接。转轴编码器13与卷烟机主轴连接，用于计算和确定烟支在高速运行时的具体位置，从而PLC控制单元11可以对瑕疵烟支在卷烟机上的位置进行追踪。

数据通信接口5与图像处理单元4电信号连接，其用于将图像处理单元4输出的信号进行转换、缓存后送至PLC控制单元11，同时将PLC控制单元11的控制信号转换后送至图像处理单元，实现两者之间信号的传输。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例还包括废品剔除装置和停机/报警装置9，PLC控制单元11通过第一I/0接口10分别与废品剔除装置、停机/报警装置9电信号连接。废品剔除装置包括高速剔除控制器7和剔除电磁阀8。

检测控制装置根据追踪到的瑕疵烟支在卷烟机上的位置，将信号传输给高速剔除控制器7，高速剔除控制器7能够接收PLC控制单元11发出的信号，并根据信号控制剔除电磁阀8的启停。当瑕疵烟支到达剔除工位时，剔除电磁阀8在高速剔除控制器7的驱动下启动，通过压缩空气将瑕疵烟支吹除，实现废品剔除功能。

停机/报警装置9用于对瑕疵烟支剔除率及是否存在连续剔除等情况进行实时检测，当废品剔除率超过3%或者出现连续剔除时，说明生产设备或检测器出现异常，停机/报警装置9会发出警报，警报可以采用报警灯闪烁的形式，但不限于此，其余可以提醒工作人员知晓的方式也均应当是可以的。当警报持续10秒以上，PLC控制单元11会输出停机信号，停机/报警装置9接收到停机信号后会控制生产线自动停机。

PLC控制单元11还与人机对话装置6电信号连接，方便工作人员对系统进行参数设置，并对系统当前工作情况进行显示。

本实用新型的工作流程为：在被检烟支2在卷烟机上完成卷制和成型过程中，转轴编码器13对被检烟支2在高速运行时的具体位置进行计算和确定，当被检烟支2运行到摄像头3下方垂直位置时，摄像头3对被检烟支进行图像采集，并将采集的图像传输至图像处理单元4。

图像处理单元4将接收到的图像转换成数字化信号，并对数字化信号运算来提取目标特征，通过和标准图像分析比对，标记被检烟支2的缺陷类型及缺陷严重程度，然后将分析对比结果传输给检测控制装置。

检测控制装置根据接收到的分析对比结果筛选出瑕疵烟支，当瑕疵烟支到达剔除工位时，高速剔除控制器7驱动剔除电磁阀8动作，通过压缩空气将瑕疵烟支吹除，实现废品剔除功能。

当废品剔除率超过3%或出现连续剔除时，说明生产设备或检测器出现异常，停机/报警装置9的报警的灯将闪烁。若报警持续10秒以上，检测控制装置输出停机信号，停机/报警装置9使生产线自动停机。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：包括摄像头、图像处理单元和检测控制装置，所述摄像头与图像处理单元电信号连接，所述图像处理单元与检测控制装置电信号连接；

所述摄像头用于采集被检烟支的图像，并将采集的图像传输至所述图像处理单元；

所述图像处理单元用于对接收到的被检烟支图像与标准图像分析比对、标记被检烟支的缺陷类型及缺陷严重程度、计算水松纸包裹长度和偏移量；

所述检测控制装置用于根据接收到的分析对比结果筛选出瑕疵烟支，并计算和跟踪瑕疵烟支在卷烟机上的位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：所述被检烟支包括卷烟滤棒部和烟支部，所述摄像头设于被检烟支前方，其检测范围为35mm，所述检测范围包括卷烟滤棒部及部分烟支部。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：所述摄像头与被检烟支的垂直距离为100mm，且其中心垂直于距离被检烟支的漏嘴端部17.5mm处。

4.根据权利要求2所述的一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：所述摄像头配设有LED补光灯，所述LED补光灯用于在摄像头进行图像采集时对其进行补光，其通过智能光源控制器与检测控制装置电信号连接，所述智能光源控制器用于控制LED补光灯的启停及灯光亮度。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：所述检测控制装置包括PLC控制单元以及与PLC控制单元相连接的I/0接口、数据通信接口，所述I/0接口数量为2，分别为第一I/0接口和第二I/0接口，所述数据通信接口与图像处理单元电信号连接，其用于将图像处理单元输出的信号进行转换缓存后送至PLC控制单元，同时将PLC控制单元的控制信号转换后送至图像处理单元。

6.根据权利要求5所述的一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：所述PLC控制单元通过第二I/0接口与转轴编码器电信号连接，所述转轴编码器与卷烟机主轴连接，其用于计算和追踪被检烟支在高速运行时的具体位置。

7.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：还包括用于对瑕疵烟支进行剔除的废品剔除装置，所述废品剔除装置包括高速剔除控制器和剔除电磁阀，所述剔除电磁阀与高速剔除控制器电信号连接，所述高速剔除控制器通过第一I/0接口与PLC控制单元电信号连接；

所述高速剔除控制器用于接收PLC控制单元发出的信号，并根据信号指示控制剔除电磁阀的启停；

所述剔除电磁阀用于通过压缩空气将瑕疵烟支吹除。

8.根据权利要求7所述的一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：所述PLC控制单元通过第一I/0接口连接有停机/报警装置，所述停机/报警装置用于监测瑕疵烟支剔除率及是否存在连续剔除情况，当瑕疵烟支剔除率超过3%或出现连续剔除情况时，停机/报警装置发出警报；

所述PLC控制单元能够根据警报持续时间发送生产线停机信号，使生产线自动停机。

9.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的滤棒接装质量在线监测系统，其特征在于：还包括人机对话装置，所述人机对话装置与PLC控制单元电信号连接，其用于人工进行系统参数设置，并显示系统当前工作情况。

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