DE102018100499A1

DE102018100499A1 - Vorrichtung und Verfahren der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Beleuchtungsvorrichtung zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln

Info

Publication number: DE102018100499A1
Application number: DE102018100499.0A
Authority: DE
Inventors: Ingo Drews
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-07-11

Abstract

Die Erfindung begrifft eine Vorrichtung (2) und ein Verfahren der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln (4). Die Vorrichtung (2) umfasst ein Förderorgan (6) zur queraxialen Förderung der stabförmigen Artikel (4) in Aufnahmemulden (10), wobei ferner eine Bilderfassungsvorrichtung (12) umfasst ist, mit der die in den Aufnahmemulden (10) angeordneten stabförmigen Artikel (2) während der queraxialen Förderung erfassbar sind oder erfasst werden. Die stabförmigen Artikel (2) werden in einem Prüfbereich mit der Bilderfassungsvorrichtung (12) aus einer Prüfrichtung (P) erfasst. Die Bilderfassungsvorrichtung (12) umfasst eine Kameraanordnung mit einer Mehrzahl von Kameras (14a...14x), die dazu eingerichtet ist, die von zumindest zwei Kameras (14a...14x) erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild des stabförmigen Artikels (4) zu verrechnen. Die Vorrichtung (2) umfasst ferner eine Beleuchtungsvorrichtung (16), mit der die stabförmigen Artikel (4) im Prüfbereich aus einer Beleuchtungsrichtung (B) beleuchtet werden, wobei die Prüfrichtung (P) und die Beleuchtungsrichtung (B) einander entgegengesetzte Richtungen sind, so dass die stabförmigen Artikel (2) von

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die stabförmigen Artikel jeweils eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten sind, und wobei die Vorrichtung ein Förderorgan zur queraxialen Förderung der stabförmigen Artikel umfasst und das Förderorgan eine Vielzahl von Aufnahmemulden umfasst, in denen die stabförmigen Artikel aufnehmbar sind oder aufgenommen werden, wobei die Vorrichtung ferner eine Bilderfassungsvorrichtung umfasst, mit der die in den Aufnahmemulden angeordneten stabförmigen Artikel während der queraxialen Förderung erfassbar sind oder erfasst werden, wobei die stabförmigen Artikel in einem Prüfbereich mit der Bilderfassungsvorrichtung aus einer Prüfrichtung erfassbar sind oder erfasst werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die stabförmigen Artikel jeweils eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten sind und von einem Förderorgan queraxial in einer Aufnahmemulde des Förderorgans gefördert werden, wobei die stabförmigen Artikel in einem Prüfbereich aus einer Prüfrichtung erfasst werden.
Stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, die eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten sind, sind beispielsweise als Multisegmentfilter bekannt. Bei der Zusammenstellung der Filtersegmente können Fehler auftreten, beispielsweise das Vertauschen von Filtersegmenten, das Fehlen eines Filtersegments, eine falsche Position oder das Einfügen eines Filtersegments mit der falschen Länge. Ferner können Lücken zwischen den Filtersegmenten auftreten oder die Filtersegmente können gegeneinander verkippt sein.
Für die Qualitätsüberwachung bei der Herstellung von solchen stabförmigen Artikeln werden vielfach Kamerasysteme eingesetzt. Es werden Bilder von der Produktoberfläche aufgenommen. In einer Auswerteeinheit werden diese analysiert, beispielsweise auf Störstellen, wie z.B. dunkle Flecken oder dergleichen, geprüft. Über ein Schussventil können Artikel, welche dieser Qualitätsprüfung nicht standhalten, aus der laufenden Produktion entfernt werden.
Aus der DE 10 2014 209 000 A1 ist ein Verfahren zur optischen Prüfung von stabförmigen Artikeln in der Tabak verarbeitenden Industrie bekannt. Bei diesem Verfahren werden die stabförmigen Artikel, beispielsweise Zigaretten, Filterstäbe oder Filterzigaretten, von mehreren Lichtquellen während der queraxialen Förderung, beispielsweise auf einer Fördertrommel, unter verschiedenen Beleuchtungswinkeln beleuchtet. Die einzelnen Lichtquellen werden in einer vorbestimmten Reihenfolge nacheinander für eine vorgegebene Zeitdauer eingeschaltet. Dieses Verfahren dient der Oberflächenprüfung der stabförmigen Artikel.
Ein optisches Verfahren zur Prüfung von Zigarettenpapier ist beispielsweise aus der DE 101 60 235 A1 bekannt. Mit Hilfe der dort offenbarten Vorrichtung werden Eigenschaften von Zigarettenpapier erfasst, indem dieses von einer Seite unter einem vorbestimmten Winkel bestrahlt wird.
Die auf der gegenüberliegenden Seite austretende Strahlung wird gemessen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie sowie ein Verfahren zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie anzugeben, wobei eine Bilderfassungsvorrichtung oder ein Verfahrensschritt der Bilderfassung durch eine geeignete Beleuchtungsvorrichtung oder eine geeignete Beleuchtung verbessert werden soll.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die stabförmigen Artikel jeweils insbesondere eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten sind, und wobei die Vorrichtung ein Förderorgan zur queraxialen Förderung der stabförmigen Artikel umfasst und das Förderorgan eine Vielzahl von Aufnahmemulden umfasst, in denen die stabförmigen Artikel aufnehmbar sind oder aufgenommen werden, wobei die Vorrichtung ferner eine Bilderfassungsvorrichtung umfasst, mit der die in den Aufnahmemulden angeordneten stabförmigen Artikel während der queraxialen Förderung erfassbar sind oder erfasst werden, wobei die stabförmigen Artikel in einem Prüfbereich mit der Bilderfassungsvorrichtung aus einer Prüfrichtung erfassbar sind oder erfasst werden, wobei diese Vorrichtung dadurch fortgebildet ist, dass die Bilderfassungsvorrichtung eine Kameraanordnung mit einer Mehrzahl von Kameras umfasst, die dazu eingerichtet ist, die von zumindest zwei Kameras der Kameraanordnung erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild des stabförmigen Artikels zu verrechnen, wobei ferner eine Beleuchtungsvorrichtung umfasst ist, mit der die stabförmigen Artikel im Prüfbereich aus einer Beleuchtungsrichtung beleuchtet werden, wobei die Prüfrichtung und die Beleuchtungsrichtung insbesondere auf einer gemeinsamen Geraden liegen, welche die stabförmigen Artikel im Prüfbereich schneidet, wobei die Prüfrichtung und die Beleuchtungsrichtung einander entgegengesetzte Richtungen sind, so dass die stabförmigen Artikel von der Bilderfassungsvorrichtung unter Beleuchtung im Gegenlicht erfassbar sind oder erfasst werden.
Die Vorrichtung gemäß Aspekten der Erfindung ist besonders geeignet, um die stabförmigen Artikel so zu beleuchten, dass mit einer Bilderfassungsvorrichtung Lücken zwischen den einzelnen Segmenten der stabförmigen Artikel besonders gut detektierbar sind. Abstände zwischen den Segmenten können sowohl in qualitativer als auch in quantitativer Hinsicht besonders gut erfasst werden. Die Vorrichtung beleuchtet die stabförmigen Artikel im Durchlicht. Diese Art der Beleuchtung ist besonders gut geeignet, wenn innere Teile eines Produktes oder dessen Kanten sehr genau beurteilt werden sollen. Die Bilderfassungsvorrichtung wird so in die Lage versetzt, die stabförmigen Artikel einer präzisen Qualitätsprüfung zu unterziehen.
Die Vorrichtung ist gemäß einer Ausführungsform dadurch fortgebildet, dass die Beleuchtungsvorrichtung zur Abgabe kurzer Lichtblitze eingerichtet ist und ferner eine Steuerungsvorrichtung umfasst ist, welche dazu eingerichtet ist, einen Positionsgeber des Förderorgans abzufragen und die Beleuchtungsvorrichtung zur Abgabe zumindest eines Lichtblitzes zu veranlassen, wenn ein von dem Positionsgeber abgefragter Wert anzeigt, dass sich der stabförmige Artikel im Prüfbereich befindet.
Mit anderen Worten erfolgt eine synchronisierte Beleuchtung und Bilderfassung der stabförmigen Artikel auf dem Förderorgan. Passend zur Position des Förderorgans werden die stabförmigen Artikel mit der Beleuchtungsvorrichtung angeblitzt, so dass für eine kurze Zeit eine große Lichtmenge für die optische Erfassung bereitsteht. Beispielsweise ist es möglich, die stabförmigen Artikel zu durchleuchten. Vor allem aber liegt ein hoher Kontrast zwischen einem ersten Bildbereich, in dem das Segment vorliegt, und einem zwischen Bildbereich, in dem eine Lücke zwischen den Segmenten vorhanden ist, vor.
Die hohe Beleuchtungsstärke kann bereitgestellt werden, ohne dass die Wärmelast der Beleuchtungsvorrichtung übermäßig hoch wird. Eine hohe Wärmelast führt stets zu Alterungsprozessen der Lichtquelle. Dies wird vorteilhaft vermieden. Außerdem können in der Beleuchtungsvorrichtung Lichtquellen wie beispielsweise Lampen oder insbesondere LEDs eingesetzt werden, welche im Pulsbetrieb mit einer wesentlich höheren Leistung betrieben werden können als im Dauerbetrieb. Dementsprechend steht eine große Lichtmenge dann zur Verfügung, wenn sie gebraucht wird.
Die Vorrichtung ist ferner insbesondere dadurch fortgebildet, dass die Beleuchtungsvorrichtung zur Abgabe von Licht im sichtbaren Spektralbereich eingerichtet ist und eine Intensität des abgegebenen Lichts die Segmente nicht oder nur soweit durchstrahlt, dass in einem Prüfbild Freiräume zwischen den Segmenten detektierbar sind oder detektiert werden.
Eine Beleuchtung im sichtbaren Spektralbereich erlaubt es, seitens der Bilderfassungsvorrichtung eine konventionelle Digitalkamera oder konventionelle Digitalkameras einzusetzen, auf den Einsatz von Spezialequipment kann somit verzichtet werden, was kostengünstig ist.
Durch die Anpassung der Intensität des abgestrahlten Lichts auf ein Niveau, bei dem die Segmente nicht durchstraht werden, also schwarz abgebildet werden, können in dem erfassten Prüfbild die Freiräume zwischen den Segmenten besonders genau detektiert werden. Vor allem ist es möglich, diese qualitativ zu beurteilen, beispielsweise deren Breite, also den Abstand der Segmente in Längsaxialrichtung des stabförmigen Artikels, zu vermessen. Dies ist möglich, da bei einer solchen Beleuchtung die Kanten der Segmente scharf und deutlich abgebildet werden.
Die Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie ist gemäß einer weiteren Ausführungsform dadurch fortgebildet, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Linienleuchte umfasst, deren Längserstreckungsrichtung zumindest näherungsweise parallel zu einer Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulden orientiert ist.
Bei der Linienleuchte handelt es sich insbesondere um eine LED-Linienleuchte, also um eine Anordnung, bei der in einer Längsaxialrichtung der Linienleuchte eine Vielzahl von LEDs nebeneinander angeordnet ist. Eine Linienleuchte erlaubt vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des stabförmigen Artikels.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Beleuchtungsvorrichtung in einem Innenraum des Förderorgans angeordnet ist. Bei dem Förderorgan handelt es sich beispielsweise um eine Fördertrommel. Die Beleuchtungsvorrichtung ist also insbesondere in einem von der Fördertrommel umschlossenen Innenraum angeordnet.
Vorteilhaft ist diese Vorrichtung dadurch fortgebildet, dass die Linienleuchte in einer Nut angeordnet ist, welche in einen Boden der Aufnahmemulde eingelassen ist und sich in der Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulde erstreckt, wobei sich die Nut und die Linienleuchte vorzugsweise auf der gesamten Länge der Aufnahmemulde erstrecken, und wobei ferner vorzugsweise die Linienleuchte ein Lichtleiter ist, oder in einem Boden der Aufnahmemulde eine Vielzahl von Durchbrüchen vorhanden ist, wobei diese Durchbrüche von einer im Innenraum des Förderorgans angeordneten Lichtquelle beleuchtet werden, wobei vorzugsweise auf der gesamten Länge der Aufnahmemulde Durchbrüche vorhanden sind.
Die vorgenannte Ausführungsform gilt sowohl im Hinblick auf eine Fördertrommel als Förderorgan als auch im Hinblick auf ein Förderband als Förderorgan. Ein solches Förderband kann beispielsweise mit einer Vielzahl von Durchbrüchen versehen sein, so dass einerseits eine gleichmäßige Beleuchtung des stabförmigen Artikels möglich ist, anderseits aber die Stabilität des Förderbands nicht negativ beeinträchtigt wird. Eine Nut kommt bevorzugt bei einer Fördertrommel als Förderorgan zum Einsatz.
Es ist möglich, den stabförmigen Artikel aus dem Inneren der Fördertrommel heraus durch die Nut zu beleuchten. In diesem Fall handelt es sich um eine durchgängige Nut, welche den äußeren Mantel der Fördertrommel vom Boden der Aufnahmemulde aus bis in einen Innenraum der Fördertrommel durchbricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in dieser Nut, bei der es sich dann bevorzugt nicht um eine solche durchgängige Nut handelt, eine Linienleuchte, wie beispielsweise eine LED-Leiste, angeordnet. Es ist jedoch ebenso vorgesehen, dass als Linienleuchte ein Lichtleiter zum Einsatz kommt. Dieser Lichtleiter ist ein Teil der Beleuchtungseinrichtung. Der Lichtleiter ist insbesondere auf seiner Außenseite matt und so eingerichtet, dass der Lichtleiter auf seiner gesamten Länge möglichst gleichmäßig Licht abgibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Lichtleiter von einer außerhalb des Förderorgans angeordneten Lichtquelle gespeist wird, welche dazu eingerichtet ist, stirnseitig Licht in den Lichtleiter einzukoppeln. Selbstverständlich ist die Stirnseite des Lichtleiters nicht matt, sondern insbesondere poliert, so dass eine effiziente Einkopplung des Lichts in den Lichtleiter möglich ist. Die Einkopplung des Lichts in den Lichtleiter erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von einem von dem Positionsgeber abgefragten Wert, so dass von der Lichtquelle dann ein Lichtblitz in den Lichtleiter eingespeist wird, wenn sich der stabförmige Artikel im Prüfbereich befindet. Die zugehörige Lichtquelle, beispielsweise eine Lampe, Blitzlampe oder auch insbesondere eine LED, ist entsprechend angeordnet. Es erfolgt also auch gemäß dieser Ausführungsform eine gepulste Beleuchtung der stabförmigen Artikel. Vorteilhaft ist es bei einer solchen Ausführungsform nicht erforderlich, die zur Energieversorgung der Lichtquelle erforderlichen elektrischen Leitungen wie beispielsweise zur Steuerung erforderliche Signalleitungen und insbesondere auch die Stromversorgung der Lichtquelle erforderlichen elektrischen Leitungen in den Innenraum beispielsweise einer Fördertrommel zu führen. Bei letzterer ist stets eine elektrische Drehdurchführung erforderlich, was einen gewissen technischen Aufwand und damit verbundene Kosten bedeutet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie dadurch fortgebildet, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Vielzahl von Umlenkspiegeln umfasst, die auf dem Förderorgan angeordnet ist, wobei jeder Aufnahmemulde des Förderorgans ein Umlenkspiegel zugeordnet ist und sich die Umlenkspiegel in einer Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulde erstrecken, wobei die Beleuchtungsrichtung eine Lichtquelle umfasst und die Umlenkspiegel derart auf dem Förderorgan angebracht sind, dass die Beleuchtungsrichtung eines von der Lichtquelle ausgehenden und an einem der Umlenkspiegel reflektierten Lichtbündel auf einer gemeinsamen Geraden mit der Prüfrichtung liegt, wenn sich der stabförmige Artikel im Erfassungsbereich befindet.
Bei den verwendeten Spiegeln handelt es sich insbesondere um rechteckige Spiegel, ferner insbesondere um Planspiegel. Der Abstand der Spiegel und ihre Neigung gegenüber einer Oberfläche des Förderorgans werden so eingestellt, dass der gewünschte Strahlengang ermöglicht ist. Die Spiegel sind um eine Achse geneigt, die zumindest näherungsweise parallel zu einer Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulden verläuft. Auch bei einer solchen Ausführungsform ist es nicht erforderlich, die Lichtquelle in den rotierenden Teil der Vorrichtung zu integrieren. Besonders vorteilhaft ist die Kombination mit einer Linienleuchte, beispielsweise einer LED-Linienleuchte. Es ist wiederum insbesondere eine synchronisierte Ansteuerung der Lichtquelle vorgesehen.
Ferner ist gemäß einer weiteren Ausführungsform die Vorrichtung dazu eingerichtet, beispielsweise anhand einer Überwachung der von der Bilderfassungsvorrichtung erfassten Bilddaten, festzustellen, ob eine Beleuchtungsstärke den gewünschten Wert hat oder in einem gewünschten Intervall liegt. Verlässt die Beleuchtungsintensität beispielsweise infolge einer Verschmutzung der Spiegelflächen einen gewünschten Bereich, wird also beispielsweise schwächer, so kann die Leistung der Lichtquelle entsprechend nachgeregelt werden, beispielsweise erhöht werden, um den Helligkeitsverlust im Bild auszugleichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Förderorgan eine Fördertrommel. Der Positionsgeber ist dementsprechend ein Drehgeber. Gemäß weiterer Ausführungsformen ist ebenfalls vorgesehen, dass das Förderorgan ein Förderband ist.
Die Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie ist gemäß einer weiteren Ausführungsform dadurch fortgebildet, dass die Beleuchtungseinrichtung eine weitere Lichtquelle umfasst, insbesondere eine Linienlichtquelle, die zur Beleuchtung des in dem Prüfbereich befindlichen stabförmigen Artikels im Auflicht eingerichtet ist.
Eine Beleuchtung der stabförmigen Artikel im Durchlicht und im Auflicht kann für verschiedene Messaufgaben sinnvoll sein. Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die Beleuchtung im Durchlicht und die Beleuchtung im Auflicht synchronisiert werden, wobei zwischen diesen beiden Beleuchtungsarten ein zeitlicher Versatz vorgesehen sein kann. Mit anderen Worten kann die Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie so betrieben werden, dass die Beleuchtung im Durchlicht und die Beleuchtung im Auflicht gleichzeitig oder kurz nacheinander erfolgt. Bei zeitlich versetzter Beleuchtung erfolgt beispielsweise die Beleuchtung im Durchlicht zu einem ersten Zeitpunkt, zu dem sich der stabförmige Artikel an einem ersten Punkt im Prüfbereich befindet. Nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls, zu dem sich der stabförmige Artikel dann an einer zweiten Position im Prüfbereich befindet, wird dieser im Auflicht beleuchtet.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere vorgesehen, dass beide Beleuchtungszustände in einem einzigen Bild mit der Bilderfassungsvorrichtung erfasst werden. Im Ergebnis ist somit auf einem Bild der stabförmige Artikel mit geringem transversalem Versatz sowohl im Durchlicht als auch im Auflicht abgebildet. Da der stabförmige Artikel queraxial gefördert wird, sind diese beiden Bilder des Artikels im Idealfall ausschließlich in queraxialer Richtung gegeneinander versetzt. Sie sind als zueinander fluchtend angeordnet, was bedeutet, dass die Bilder in Längserstreckungsrichtung nicht gegeneinander versetzt sind. Somit können Phänomene, die im Durchlicht beobachtet werden, direkt dem entsprechenden im Auflicht erfassten Bild zugeordnet werden und umgekehrt. Es ergibt sich vorteilhaft eine sehr aussagekräftige Messung bzw. Qualitätskontrolle des stabförmigen Artikels.
Die Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie ist ferner dadurch fortgebildet, dass die Bilderfassungsvorrichtung eine Kameraanordnung mit einer Mehrzahl von synchronisierten Kameras zur gleichzeitigen Bilderfassung umfasst, wobei diese Kameras in einer Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulden nebeneinander angeordnet sind, und wobei jede Kamera der Kameraanordnung ein entozentrisches oder zumindest näherungsweise entozentrisches Objektiv umfasst und mit diesem ein Objektfeld, welches die in den Aufnahmemulden angeordneten stabförmigen Artikel während der queraxialen Förderung durchlaufen, auf ein Bildfeld abbildet, wobei das Bildfeld einen zentralen Abbildungsbereich umfasst, in dem das Objektiv verzeichnungsfrei oder zumindest mit einer Verzeichnung unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Grenzwerts abbildet, der von einem Abbildungs-Randbereich mit größerer Verzeichnung umgeben ist, wobei die Kameras in der Kameraanordnung derart angeordnet sind, dass die zentralen Abbildungsbereiche benachbarter Kameras einander überlappen, wobei die Bilderfassungsvorrichtung ferner eine Verarbeitungseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, die von allen Kameras der Kameraanordnung in den zentralen Abbildungsbereichen erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild der Kameraanordnung zu verrechnen.
Diese Ausführungsform der Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie beruht auf der Überlegung, dass der bei konventionellen Vorrichtungen betriebene technische Aufwand, vor allen Dingen der Einsatz einer telezentrischen Optik oder die Verwendung einer großen Zeilenkamera mit hoher Auflösung, vermieden werden kann, indem eine Kameraanordnung zum Einsatz kommt, welche eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten einzelnen Kameras umfasst. Bei einer konventionell eingesetzten telezentrischen Optik treten die Lichtbündel aus dem betrachteten Objektbereich parallel zur optischen Achse in die Frontlinse des telezentrischen Objektivs ein. Aus diesem Grund ist es erforderlich, dass das telezentrische Objektiv eine Frontlinse aufweist, welche ebenso groß oder gar größer als eine maximale Abmessung des zu betrachtenden Objekts ist. Diese Anforderung führt unter anderem dazu, dass telezentrische Optiken sehr teuer sind. Außerdem ist der konstruktive Aufwand zur Realisierung einer entsprechenden Messanordnung hoch, da ein relativ großer Objektabstand, also ein großer Abstand zwischen dem betrachteten/geprüften Objekt und der Frontlinse der telezentrischen Optik, vorhanden ist. In der Vorrichtung gemäß Aspekten der Erfindung kommen hingegen einzelne Kameras zum Einsatz, welche jeweils entozentrische oder zumindest nahezu entozentrische Objektive aufweisen. Die von den einzelnen Kameras erfassten Einzelbilder werden nach der Erfassung miteinander verrechnet. Die Kameras sind synchronisiert, d.h. die Einzelbilder werden zum gleichen Zeitpunkt aufgenommen. Eine solche Kameraanordnung ist in Summe günstiger als eine entsprechend große Zeilenkamera, da es sich bei den einzelnen Kameras um zu einem überschaubaren Preis verfügbare Standardprodukte handeln kann. Ferner ist es vorteilhaft, dass keine speziellen Optiken, wie beispielsweise eine telezentrische Optik, zum Einsatz kommen müssen.
Die für die Messaufgabe grundsätzlich nachteilige Eigenschaft entozentrischer Optiken, nämlich ihre Verzeichnung, beispielsweise eine kissenförmige oder tonnenförmige Verzeichnung, spielt bei der Kameraanordnung gemäß Aspekten der Erfindung eine sehr untergeordnete Rolle. Sie wirkt sich nicht negativ auf die Messung selbst aus. Dies wird dadurch erreicht, dass diejenigen Randbereiche des Bildbereichs, in denen die Verzeichnung groß ist, von der Messaufgabe ausgenommen werden. Es werden also mit anderen Worten lediglich diejenigen Abbildungsbereiche der Objektive der Kameras für Messaufgaben eingesetzt, welche in einem zentralen Bereich liegen, in dem auch entozentrische Optiken nahezu verzeichnungsfrei abbilden.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die stabförmigen Artikel jeweils insbesondere eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten sind und von einem Förderorgan queraxial in einer Aufnahmemulde des Förderorgans gefördert werden, wobei das Verfahren dadurch fortgebildet ist, dass die stabförmigen Artikel während der queraxialen Förderung mit einer Mehrzahl von Kameras in einem Prüfbereich aus einer Prüfrichtung erfasst werden, wobei die von zumindest zwei Kameras erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild des stabförmigen Artikels verrechnet werden und wobei die stabförmigen Artikel im Prüfbereich aus einer Beleuchtungsrichtung beleuchtet werden, wobei die Prüfrichtung und die Beleuchtungsrichtung insbesondere auf einer gemeinsamen Geraden liegen, welche die stabförmigen Artikel, wenn sie durch den Prüfbereich gefördert werden, kurzfristig schneidet, wobei die Prüfrichtung und die Beleuchtungsrichtung einander entgegengesetzte Richtungen sind, so dass die stabförmigen Artikel unter Beleuchtung im Gegenlicht erfasst werden.
Auf das Verfahren treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf die Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie selbst erwähnt wurden, so dass auf Wiederholungen verzichtet werden soll.
Das Verfahren ist insbesondere dadurch fortgebildet, dass die stabförmigen Artikel mit kurzen Lichtblitzen beleuchtet werden, wobei ein Positionsgeber des Förderorgans abgefragt wird und die Beleuchtung mit zumindest einem Lichtblitz veranlasst wird, wenn ein von dem Positionsgeber abgefragter Wert anzeigt, dass sich der stabförmige Artikel im Prüfbereich befindet.
Das Verfahren ist ferner insbesondere vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass die stabförmigen Artikel mit Licht im sichtbaren Spektralbereich beleuchtet werden und eine Intensität des Lichts die Segmente nicht oder nur soweit durchstrahlt, dass in einem Prüfbild Freiräume zwischen den Segmenten detektiert werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die stabförmigen Artikel mit einer linienförmigen Lichtquelle beleuchtet werden, deren Längserstreckungsrichtung zumindest näherungsweise parallel zu einer Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulden orientiert ist.
In diesem Zusammenhang ist gemäß weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass der stabförmige Artikel durch eine Nut beleuchtet wird, welche in einem Boden der Aufnahmemulde eingelassen ist, wobei sich diese Nut in einer Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulde erstreckt.
Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass die stabförmigen Artikel durch eine Vielzahl von Durchbrüchen beleuchtet werden, welche in einen Boden der Aufnahmemulde eingelassen ist. In diesem Fall wird der stabförmige Artikel aus dem Innenraum des Förderorgans heraus beleuchtet.
Es ist gemäß weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass in die Nut ein Lichtleiter eingelassen ist und die stabförmigen Artikel mit diesem Lichtleiter beleuchtet werden. Dabei umfasst das Verfahren zum optischen Prüfen der stabförmigen Artikel ferner insbesondere, dass der Lichtleiter von einer außerhalb des Förderorgans angeordneten Lichtquelle gespeist wird. Das Licht dieser Lichtquelle wird stirnseitig in den Lichtleiter eingekoppelt. Diese Einkopplung erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von einem von dem Positionsgeber abgefragten Wert, so dass von der Lichtquelle dann ein Lichtblitz eingespeist wird, wenn sich der stabförmige Artikel im Prüfbereich befindet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass die stabförmigen Artikel während der queraxialen Förderung mit einer Mehrzahl von synchronisierten Kameras gleichzeitig erfasst werden, wobei diese Kameras in einer Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulde nebeneinander angeordnet sind, und wobei jede Kamera ein den stabförmigen Artikel teilweise umfassendes Objektfeld entozentrisch oder zumindest näherungsweise entozentrisch auf ein Bildfeld abbildet, wobei das Bildfeld einen zentralen Abbildungsbereich umfasst, in dem ein Objektiv der Kamera verzeichnungsfrei oder zumindest mit einer Verzeichnung unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Grenzwerts abbildet, der von einem Abbildungs-Randbereich mit größerer Verzeichnung umgeben ist, und wobei der stabförmige Artikel derart abgebildet wird, dass die zentralen Abbildungsbereiche benachbarter Kameras einander überlappen, wobei die von den Kameras in den zentralen Abbildungsbereichen erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild verrechnet werden.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

1 eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht einer Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Umlenkspiegeln umfasst ist und die Umlenkspiegel auf einer Fördertrommel angeordnet sind,
2 eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht einer weiteren Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln, wobei eine Linienleuchte als Beleuchtungsvorrichtung umfasst ist und diese Linienleuchte in einer Nut angeordnet ist, welche in einen Boden einer Aufnahmemulde eingelassen ist,
3 eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht einer weiteren Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln, wobei in einem Boden einer Aufnahmemulde eine Vielzahl von Durchbrüchen eingelassen ist,
4 eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht einer weiteren Vorrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln, bei der zusätzlich eine Vorrichtung zur Beleuchtung des stabförmigen Artikels im Auflicht vorgesehen ist.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
1 zeigt in schematisch vereinfachter perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung 2 der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln 4 der Tabak verarbeitenden Industrie. Die zu prüfenden stabförmigen Artikel 4 sind jeweils eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten. Beispielsweise handelt es sich bei den stabförmigen Artikeln 4 um einen aus mehreren einzelnen Segmenten zusammengesetzten Multisegmentfilter. Die einzelnen Segmente der stabförmigen Artikel 4 sind in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Vorrichtung 2 umfasst ein Förderorgan 6 zur queraxialen Förderung der stabförmigen Artikel 4 in einer Förderrichtung T. Als Förderorgan 6 ist in 1 beispielhaft eine Fördertrommel dargestellt. Auf einer Außenseite 8 des Förderorgans 6 ist eine Vielzahl von Aufnahmemulden 10 vorgesehen, in denen die stabförmigen Artikel 4 aufnehmbar sind oder aufgenommen werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist auf dem in 1 dargestellten Förderorgan 6 lediglich eine Aufnahmemulde 10 dargestellt. Der stabförmige Artikel 4 ist in einer solchen Aufnahmemulde 10 angeordnet, welche ebenfalls lediglich aus Gründen der Vereinfachung der Zeichnung und der besseren Übersichtlichkeit weggelassen ist.
Die Vorrichtung 2 umfasst ferner eine Bilderfassungsvorrichtung 12, die beispielhaft eine Mehrzahl von Kameras 14a, 14b, 14c, 14x umfasst. Lediglich beispielhaft sind vier Kameras dargestellt. Die Kameras 14a... 14x sind miteinander synchronisiert, d.h. sie sind zur gleichzeitigen Bilderfassung eingerichtet. Die Kameras 14a...14x der Bilderfassungsvorrichtung 12 sind in einer Längserstreckungsrichtung A (dargestellt in gestrichelter Linie) der Aufnahmemulde 10 nebeneinander angeordnet. Die Kameras 14a... 14x bilden gemeinsam eine Kameraanordnung. Jede Kamera 14a... 14x umfasst ein entozentrisches oder zumindest näherungsweise entozentrisches Objektiv, welches ein Objektfeld abbildet, das der in einer Aufnahmemulde 10 angeordnete stabförmige Artikel 4 während seiner queraxialen Förderung in der Förderrichtung T durchläuft. Dieses Bildfeld wird auf einen flächigen Sensor (2D-Sensor) der Kamera 14a... 14x abgebildet.
Das Bildfeld der Kameras 14a... 14x umfasst einen zentralen Abbildungsbereich, in dem das entozentrische Objektiv verzeichnungsfrei oder zumindest mit einer Verzeichnung unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes abbildet. Dieser zentrale Bereich ist von einem Abbildungs-Randbereich mit größerer Verzeichnung umgeben. Die Kameras 14a... 14x der Kameraanordnung sind derart angeordnet, dass die zentralen Abbildungsbereiche benachbarter Kameras 14a... 14x einander überlappen. Die Bilderfassungsvorrichtung 12 umfasst ferner eine nicht dargestellte Verarbeitungseinheit, die dazu eingerichtet ist, die von allen Kameras 14a... 14x der Kameraanordnung in den zentralen Abbildungsbereichen erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild der Kameraanordnung zu verrechnen. Auf diese Weise wird ein vollständiges Bild des stabförmigen Artikels 4 errechnet.
Alternativ zu der in 1 dargestellten Bilderfassungsvorrichtung 12 kann auch eine Bilderfassungsvorrichtung vorgesehen sein, welche ein telezentrisches Objekt und lediglich eine einzige Kamera einsetzt. In diesem Fall muss das telezentrische Objektiv derart eingerichtet sein, dass dieses in der Lage ist, den stabförmigen Artikel 4 in seiner Gesamtheit zu erfassen. Hierzu ist in der Regel ein telezentrisches Objektiv erforderlich, dessen Eintrittsöffnung zumindest so groß wie die maximale Ausdehnung des stabförmigen Artikels 4 ist. Auch eine solche Vorrichtung, welche beispielhaft ein telezentrisches Objektiv einsetzt, ist dazu eingerichtet, die in den Aufnahmemulden 10 angeordneten stabförmigen Artikel 4 während ihrer queraxialen Förderung zu erfassen.
Befindet sich der stabförmige Artikel 4, so wie in 1 dargestellt, in einem Prüfbereich, wobei dieser Prüfbereich dadurch definiert ist, dass innerhalb des Prüfbereiches der stabförmige Artikel 4 mittels der Bilderfassungsvorrichtung 12 erfassbar ist, so wird dieser aus einer Prüfrichtung P erfasst.
Die Vorrichtung 2 umfasst ferner eine Beleuchtungsvorrichtung 16, mit der der stabförmige Artikel 4 innerhalb des Prüfbereiches aus einer Beleuchtungsrichtung B beleuchtet wird. Die Prüfrichtung P und die Beleuchtungsrichtung B liegen, wie mit strichpunktierter Linie angedeutet, auf einer gemeinsamen Geraden. Sie sind zumindest aber einander entgegengesetzte Richtungen, wozu es nicht zwingend erforderlich ist, dass die beiden Richtungen exakt auf einer gemeinsamen Geraden liegen. Die gemeinsame Gerade, auf der die Prüfrichtung P und die Beleuchtungsrichtung B liegen, schneidet den stabförmigen Artikel 4, wenn dieser sich im Prüfbereich befindet. In einem Teilbereich des Prüfbereichs trifft diese Bedingung zu, wonach die gemeinsame Gerade der Beleuchtungsrichtung B und der Prüfrichtung P den stabförmigen Artikel 4 schneidet. Der Prüfbereich ist jedoch nicht auf diesen Teilbereich beschränkt. Die stabförmigen Artikel 4, die auf dem Förderorgan 6 transportiert werden, sind mittels der Bilderfassungsvorrichtung 12 unter Beleuchtung im Gegenlicht erfassbar. Dies ist besonders für stabförmige Artikel 4 vorteilhaft, die aus einzelnen Segmenten bestehen. Die zwischen den einzelnen Segmenten vorhandenen Zwischenräume oder Lücken sind bei der entsprechenden Beleuchtung mittels der Bilderfassungsvorrichtung 12 qualitativ und quantitativ sehr gut detektierbar. Beispielsweise können die Abstände zwischen den einzelnen Segmenten in einer Längsaxialrichtung des stabförmigen Artikels 4, welche zumindest näherungsweise der Längserstreckungsrichtung A der Aufnahmemulde 10 entspricht, besonders genau erfasst werden.
Die in 1 dargestellte Beleuchtungsvorrichtung 16 umfasst eine Vielzahl von Umlenkspiegeln 18a, 18b, 18c, von denen in 1 beispielhaft drei dargestellt sind. Die Umlenkspiegel 18a, 18b, 18c sind auf einer Außenseite 8 des Förderorgans 6 im dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer Außenseite der Fördertrommel angeordnet. Jeder Aufnahmemulde 10 ist ein Umlenkspiegel 18a... 18c zugeordnet. Die Umlenkspiegel 18a... 18c erstrecken sich in einer Längserstreckungsrichtung A der Aufnahmemulde 10. Bei den Umlenkspiegeln 18a... 18c handelt es sich beispielsweise um Planspiegel, die sich entlang der vollständigen Länge der Aufnahmemulde 10 erstrecken. Die Umlenkspielgel 18a... 18c sind gegenüber einer Oberflächennormalen der Außenseite 8 des Förderorgans 6 in einer Ebene, die die Förderrichtung T umfasst, um einen solchen Winkel geneigt, dass der in 1 mit strichpunktierter Linie angedeutete Strahlengang realisiert werden kann. Die Beleuchtungsvorrichtung 16 umfasst eine Lichtquelle 20, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine LED-Linienleuchte, welche den Umlenkspiegel 18b beleuchtet. Dieser ist derart geneigt, dass sich eine Beleuchtungsrichtung B ergibt, welche der Prüfrichtung P gerade entgegengesetzt ist, wenn sich der stabförmige Artikel 4 wie dargestellt im zentralen Punkt des Prüfbereichs befindet. Streng genommen gilt diese Bedingung lediglich für einen einzigen Punkt des stabförmigen Artikels 4 im Prüfbereich. Es sollen jedoch diesbezüglich Abweichungen zwischen der Prüfrichtung P und der Beleuchtungsrichtung B akzeptiert werden, welche so groß sind, dass die Beleuchtungsrichtung B den stabförmigen Artikel gerade noch schneidet. Abweichend von der exakt mathematischen Bedeutung der einander entgegengesetzten Richtungen sollen also auch eine solche Prüfrichtung P und solche Beleuchtungsrichtung B noch als einander entgegengesetzte Richtungen angesehen werden.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Beleuchtungsvorrichtung 16 zur Abgabe kurzer Lichtblitze eingerichtet ist. Dies kann durch eine entsprechende Ansteuerung beispielsweise einer LED-Linienleuchte erfolgen. Es ist ferner eine nicht dargestellte Steuerungsvorrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, einen ebenfalls nicht dargestellten Positionsgeber des Förderorgans 6 abzufragen und die Beleuchtungsvorrichtung 16 zur Abgabe zumindest eines Lichtblitzes zu veranlassen, wenn ein von diesem Positionsgeber abgefragter Wert anzeigt, dass sich der stabförmige Artikel 4 im Prüfbereich befindet. Hierzu ist die beispielsweise als Förderorgan 6 vorgesehene und in 1 dargestellte Fördertrommel mit einem entsprechenden Drehgeber als Positionsgeber ausgestattet. Es würde also genau in der in 1 dargestellten Position der Fördertrommel von der Lichtquelle 20 ein Lichtblitz abgegeben. Das abgegebene Lichtbündel verläuft entsprechend der in strichpunktierter Linie dargestellten Richtung, wird an dem Umlenkspiegel 18b reflektiert und beleuchtet den stabförmigen Artikel 4 im Durchlicht. Dies alles findet gerade in einer solchen Position statt, in der die Prüfrichtung P und die Beleuchtungsrichtung B einander entgegengesetzt sind und idealerweise auf einer gemeinsamen Gerade liegen.
Es ist ferner insbesondere vorgesehen, dass die Beleuchtungsvorrichtung 16, insbesondere die Lichtquelle 20, zur Abgabe von Licht im sichtbaren Spektralbereich eingerichtet ist. Die Verwendung von Licht im sichtbaren Spektralbereich erlaubt vorteilhaft die Verwendung von Kameras 18a... 18x, die in diesem Spektralbereich empfindlich sind. Es kann sich bei den Kameras 18a... 18x um preiswerte und trotzdem in hoher Qualität verfügbare Standardprodukte handeln.
Die Beleuchtungsvorrichtung 16 ist ferner dazu eingerichtet, die Intensität des abgegebenen Lichtes so einzustellen, dass die einzelnen Segmente des stabförmigen Artikels 4 nicht oder nur insoweit durchstrahlt werden, dass in einem von der Bilderfassungsvorrichtung 12 aufgenommenen Prüfbild Freiräume oder Zwischenräume zwischen den einzelnen Segmenten detektierbar sind oder detektiert werden. Hierzu kann beispielsweise eine entsprechend rückgekoppelte Steuerung der Lichtquelle 20 vorhanden sein. Deren Intensität wird beispielsweise abhängig von den mittels der Bilderfassungsvorrichtung 12 erfassten Bildern der einzelnen Kameras 14a... 14x gesteuert oder geregelt. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise auch vorgesehen, dass eine Intensität der Lichtquelle 20 nachgeregelt wird, wenn die Reflektivität der Umlenkspiegel 18a... 18c beispielsweise in Folge von Verschmutzung, abnimmt. In diesem Fall kann die verminderte Reflektivität der Umlenkspiegel 18a... 18c durch eine entsprechend höhere Beleuchtungsstärke der Lichtquelle 20 ausgeglichen werden. Alternativ oder zusätzlich können die Umlenkspiegel 18a..18c mit einer Reinigungsvorrichtung, beispielsweise mit Druckluft, gereinigt werden.
Die als Lichtquelle 20 eingesetzte Linienleuchte ist zumindest näherungsweise parallel zu der Längserstreckungsrichtung A der Aufnahmemulden 10 orientiert. Mit anderen Worten erstreckt sich eine Längsrichtung dieser Linienleuchte zumindest näherungsweise parallel zu dieser Längserstreckungsrichtung A. Eine solche Ausrichtung der Lichtquelle 20 erlaubt eine sehr homogene Beleuchtung des stabförmigen Artikels 4.
2 zeigt eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht einer weiteren Vorrichtung 2 der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln 4. Erneut ist der stabförmige Artikel 4 bevorzugt eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten, beispielsweise ein Multisegmentfilter. Er ist aber aus Gründen der vereinfachten Darstellung in 2 einteilig dargestellt. Bei dem Förderorgan 6 handelt es sich erneut bevorzugt um eine Fördertrommel. Auf der Außenseite 8 befinden sich Aufnahmemulden 10, in deren Boden eine Nut 22 eingelassen ist. In dieser Nut 22 ist eine Linienleuchte in Form eines Lichtleiters 24, beispielsweise einer Lichtleitfaser, oder auch eines Glasstabes oder dergleichen eingelassen. Die Nut 22 erstreckt sich in Längserstreckungsrichtung A der Aufnahmemulde 10 bevorzugt auf deren vollständiger Länge. Es ist ebenso vorgesehen, dass sich die Nut 22 auch in einen Innenraum IN des Förderorgans 6, beispielsweise der Fördertrommel, erstreckt.
Die Lichtleiter 24 werden mittels einer Lichtquelle 20 gespeist, welche stirnseitig Licht in die beispielsweise polierte Stirnseite des Lichtleiters 24 einkoppelt. Zu diesem Zweck ist die Lichtquelle 20 insbesondere mit dem Förderorgan 6 synchronisiert. Mit anderen Worten gibt die Lichtquelle 20 dann einen oder mehrere Lichtblitze ab, wenn sich der stabförmige Artikel 4 und mit ihm der Lichtleiter 24 in einer Position befindet, so dass der stabförmige Artikel 4 mit Hilfe der Kameras 14a... 14x der Bilderfassungsvorrichtung 12 erfasst werden kann. Der Lichtleiter 24 befindet sind dann gerade in einer solchen Position, so dass die Lichtquelle 20 in dessen Stirnseite Licht einspeisen kann. Um eine besonders gleichmäßige und diffuse Beleuchtung des stabförmigen Artikels 4 zu erhalten, kann der Lichtleiter 24 auf seiner Außenseite mattiert sein.
3 zeigt eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht einer weiteren Vorrichtung 2 der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln 4. Erneut handelt es sich bei dem stabförmigen Artikel 4 bevorzugt um eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten, wobei aus Gründen der einfacheren Darstellung dies auch in 3 nicht dargestellt ist. Abweichend von den vorherigen Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem in 3 gezeigten Förderorgan 6 nicht um eine Fördertrommel, sondern um ein Förderband. Auf einer Außenseite 8 des Förderbandes 6 sind wiederum Aufnahmemulden 10 angeordnet, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine einzige solcher Aufnahmemulden 10 dargestellt ist. In einem Boden 26 einer solchen Aufnahmemulde 10 ist eine Vielzahl von Durchbrüchen 28, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einige mit Bezugszeichen versehen sind, vorhanden. Eine Beleuchtungsvorrichtung 16, beispielsweise eine Linienleuchte, insbesondere eine LED-Linienleuchte, befindet sich in einem Innenraum IN des Förderorgans 6. Befindet sich der stabförmige Artikel, so wie in 3 dargestellt, in dem Prüfbereich, so beleuchtet die Beleuchtungsvorrichtung 16 durch die Vielzahl von Durchbrüchen 28 den stabförmigen Artikel 4 im Durchlicht. So ist dieser mittels der Bilderfassungsvorrichtung 12, welche so wie zuvor beschrieben ausgestaltet ist und somit nicht erneut erläutert werden soll, erfassbar. Es ist ebenso alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass auf einer Außenseite 8 des als Förderorgan 6 dienenden Förderbandes ein oder mehrere Umlenkspiegel 18, von denen wiederum aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein einziger dargestellt ist, vorgesehen sind. Eine entsprechende Anordnung, wie sie im Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde, kann auch bei einer Vorrichtung realisiert werden, bei der ein Förderband als Förderorgan 6 dient. Die Durchbrüche 28 sind links neben dem beispielhaft dargestellten Umlenkspiegel 18 unter Weglassung der Aufnahmemulde 10 nochmals dargestellt. Die Vielzahl der Durchbrüche 28 erstreckt sich insbesondere auf der gesamten Länge der Aufnahmemulde 10 in deren Längserstreckungsrichtung A. Erneut ist beispielsweise die synchronisierte Abgabe von Lichtpulsen vorgesehen, wobei auch das als Förderorgan 6 dienende Förderband mit einem entsprechenden Positionsgeber versehen sein kann.
4 zeigt eine weitere schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht einer weiteren Vorrichtung 2 der Tabak verarbeitenden Industrie zur optischen Prüfung von stabförmigen Artikeln 4. Es ist ähnlich der Darstellung in 2 als Förderorgan 6 wiederum eine Fördertrommel vorgesehen. In die Aufnahmemulden 10, welche zur Aufnahme der stabförmigen Artikel 4 dienen, sind Lichtleiter 24 zur Beleuchtung der stabförmigen Artikel 4 im Durchlicht vorgesehen. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung 2 eine weitere Lichtquelle 30, insbesondere eine LED-Linienleiste, welche den stabförmigen Artikel 4 im Auflicht beleuchtet, wenn sich dieser im Prüfbereich befindet.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
Bezugszeichenliste

2: Vorrichtung
4: stabförmige Artikel
6: Förderorgan
8: Außenseite
10: Aufnahmemulden
12: Bilderfassungsvorrichtung
14a... 14x: Kameras
16: Beleuchtungsvorrichtung
18a...18c: Umlenkspiegel
20: Lichtquelle
22: Nut
24: Lichtleiter
26: Boden
28: Durchbruch
30: weitere Lichtquelle
T: Förderrichtung
A: Längserstreckungsrichtung
P: Prüfrichtung
B: Beleuchtungsrichtung
IN: Innenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014209000 A1 [0004]
DE 10160235 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln (4) der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die stabförmigen Artikel (4) jeweils insbesondere eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten sind, und wobei die Vorrichtung (2) ein Förderorgan (6) zur queraxialen Förderung der stabförmigen Artikel (4) umfasst und das Förderorgan (6) eine Vielzahl von Aufnahmemulden (10) umfasst, in denen die stabförmigen Artikel (4) aufnehmbar sind oder aufgenommen werden, wobei die Vorrichtung (2) ferner eine Bilderfassungsvorrichtung (12) umfasst, mit der die in den Aufnahmemulden (10) angeordneten stabförmigen Artikel (2) während der queraxialen Förderung erfassbar sind oder erfasst werden, wobei die stabförmigen Artikel (2) in einem Prüfbereich mit der Bilderfassungsvorrichtung (12) aus einer Prüfrichtung (P) erfassbar sind oder erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungsvorrichtung (12) eine Kameraanordnung mit einer Mehrzahl von Kameras (14a...14x) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die von zumindest zwei Kameras (14a...14x) der Kameraanordnung erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild des stabförmigen Artikels (4) zu verrechnen wobei die Vorrichtung (2) ferner eine Beleuchtungsvorrichtung (16) umfasst, mit der die stabförmigen Artikel (4) im Prüfbereich aus einer Beleuchtungsrichtung (B) beleuchtet werden, wobei die Prüfrichtung (P) und die Beleuchtungsrichtung (B) insbesondere auf einer gemeinsamen Geraden liegen, welche die stabförmigen Artikel (2) im Prüfbereich schneidet, wobei die Prüfrichtung (P) und die Beleuchtungsrichtung (B) einander entgegengesetzte Richtungen sind, so dass die stabförmigen Artikel (2) von der Bilderfassungsvorrichtung (12) unter Beleuchtung im Gegenlicht erfassbar sind oder erfasst werden.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (16) zur Abgabe kurzer Lichtblitze eingerichtet ist und ferner eine Steuerungsvorrichtung umfasst ist, welche dazu eingerichtet ist, einen Positionsgeber des Förderorgans (6) abzufragen und die Beleuchtungsvorrichtung (16) zur Abgabe zumindest eines Lichtblitzes zu veranlassen, wenn ein von dem Positionsgeber abgefragter Wert anzeigt, dass sich der stabförmige Artikel (4) im Prüfbereich befindet.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (16) zur Abgabe von Licht im sichtbaren Spektralbereich eingerichtet ist und eine Intensität des abgegebenen Lichts die Segmente nicht oder nur soweit durchstrahlt, dass in einem Prüfbild Freiräume zwischen den Segmenten detektierbar sind oder detektiert werden.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (16) eine Linienleuchte umfasst, deren Längserstreckungsrichtung zumindest näherungsweise parallel zu einer Längserstreckungsrichtung (A) der Aufnahmemulden (10) orientiert ist.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (16) in einem Innenraum des Förderorgans (6) angeordnet ist.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linienleuchte in einer Nut (22) angeordnet ist, welche in einen Boden der Aufnahmemulde (10) eingelassen ist und sich in der Längserstreckungsrichtung der Aufnahmemulde (10) erstreckt, wobei sich die Nut (28) und die Linienleuchte vorzugsweise auf der gesamten Länge der Aufnahmemulde (10) erstrecken, und wobei ferner vorzugsweise die Linienleuchte ein Lichtleiter (24) ist, oder in einem Boden (26) der Aufnahmemulde (10) eine Vielzahl von Durchbrüchen (28) vorhanden ist, wobei diese Durchbrüche (28) von einer im Innenraum (IN) des Förderorgans (6) angeordneten Lichtquelle (20) beleuchtet werden, wobei vorzugsweise auf der gesamten Länge der Aufnahmemulde (10) Durchbrüche (28) vorhanden sind.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (16) eine Vielzahl von Umlenkspiegeln (18a...18c) umfasst, die auf dem Förderorgan (6) angeordnet ist, wobei jeder Aufnahmemulde (10) des Förderorgans (6) ein Umlenkspiegel (18a...18c) zugeordnet ist und sich die Umlenkspiegel (18a...18c) in einer Längserstreckungsrichtung (A) der Aufnahmemulde (10) erstrecken, wobei die Beleuchtungsrichtung (B) eine Lichtquelle (20) umfasst und die Umlenkspiegel (18a...18c) derart auf dem Förderorgan (6) angebracht sind, dass die Beleuchtungsrichtung (B) eines von der Lichtquelle (20) ausgehenden und an einem der Umlenkspiegel (18a...18c) reflektierten Lichtbündels auf einer gemeinsamen Geraden mit der Prüfrichtung (P) liegt, wenn sich der stabförmige Artikel (2) im Erfassungsbereich befindet.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderorgan (6) eine Fördertrommel ist und der Positionsgeber ein Drehgeber ist.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (16) ferner eine weitere Lichtquelle (30), insbesondere eine Linienlichtquelle, zur Beleuchtung des in dem Prüfbereich befindlichen stabförmigen Artikels (2) im Auflicht umfasst.
Vorrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungsvorrichtung (12) eine Kameraanordnung mit einer Mehrzahl von synchronisierten Kameras (14a...14x) zur gleichzeitigen Bilderfassung umfasst, wobei diese Kameras (14a...14x) in einer Längserstreckungsrichtung (A) der Aufnahmemulden (10) nebeneinander angeordnet sind, und wobei jede Kamera (14a...14x) der Kameraanordnung ein entozentrisches oder zumindest näherungsweise entozentrisches Objektiv umfasst und mit diesem ein Objektfeld, welches die in den Aufnahmemulden (10) angeordneten stabförmigen Artikel (2) während der queraxialen Förderung durchlaufen, auf ein Bildfeld abbildet, wobei das Bildfeld einen zentralen Abbildungsbereich umfasst, in dem das Objektiv verzeichnungsfrei oder zumindest mit einer Verzeichnung unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Grenzwerts abbildet, der von einem Abbildungs-Randbereich mit größerer Verzeichnung umgeben ist, wobei die Kameras (14a...14x) in der Kameraanordnung derart angeordnet sind, dass die zentralen Abbildungsbereiche benachbarter Kameras (14a...14x) einander überlappen, wobei die Bilderfassungsvorrichtung (12) ferner eine Verarbeitungseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, die von allen Kameras (14a...14x) der Kameraanordnung in den zentralen Abbildungsbereichen erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild der Kameraanordnung zu verrechnen.
Verfahren zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln (2) der Tabak verarbeitenden Industrie, wobei die stabförmigen Artikel (2) jeweils insbesondere eine Zusammenstellung aus mehreren Segmenten sind und von einem Förderorgan (6) queraxial in einer Aufnahmemulde (10) des Förderorgans (6) gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Artikel (2) während der queraxialen Förderung mit einer Mehrzahl von Kameras (14a...14x) in einem Prüfbereich aus einer Prüfrichtung (P) erfasst werden, wobei die von zumindest zwei Kameras (14a..14x) erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild des stabförmigen Artikels (4) verrechnet werden und wobei die stabförmigen Artikel (2) im Prüfbereich aus einer Beleuchtungsrichtung (B) beleuchtet werden, wobei die Prüfrichtung (P) und die Beleuchtungsrichtung (B) insbesondere auf einer gemeinsamen Geraden liegen, welche die stabförmigen Artikel, wenn sie durch den Prüfbereich gefördert werden, kurzfristig schneidet, wobei die Prüfrichtung (P) und die Beleuchtungsrichtung (B) einander entgegengesetzte Richtungen sind, so dass die stabförmigen Artikel (2) unter Beleuchtung im Gegenlicht erfasst werden.
Verfahren zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Artikel (2) mit kurzen Lichtblitzen beleuchtet werden, wobei ein Positionsgeber des Förderorgans (6) abgefragt wird und die Beleuchtung mit zumindest einem Lichtblitz veranlasst wird, wenn ein von dem Positionsgeber abgefragter Wert anzeigt, dass sich der stabförmige Artikel (2) im Prüfbereich befindet.
Verfahren zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln (2) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Artikel (2) mit Licht im sichtbaren Spektralbereich beleuchtet werden und eine Intensität des Lichts die Segmente nicht oder nur soweit durchstrahlt, dass in einem Prüfbild Freiräume zwischen den Segmenten detektiert werden können.
Verfahren zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Artikel (2) mit einer linienförmigen Lichtquelle beleuchtet werden, deren Längserstreckungsrichtung zumindest näherungsweise parallel zu einer Längserstreckungsrichtung (A) der Aufnahmemulden (10) orientiert ist.
Verfahren zum optischen Prüfen von stabförmigen Artikeln (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Artikel (2) während der queraxialen Förderung mit einer Mehrzahl von synchronisierten Kameras (14a...14x) gleichzeitig erfasst werden, wobei diese Kameras (14a...14x) in einer Längserstreckungsrichtung (A) der Aufnahmemulde (10) nebeneinander angeordnet sind, und wobei jede Kamera (14a...14x) ein den stabförmigen Artikel (2) teilweise umfassendes Objektfeld entozentrisch oder zumindest näherungsweise entozentrisch auf ein Bildfeld abbildet, wobei das Bildfeld einen zentralen Abbildungsbereich umfasst, in dem ein Objektiv der Kamera (14a...14x) verzeichnungsfrei oder zumindest mit einer Verzeichnung unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Grenzwerts abbildet, der von einem Abbildungs-Randbereich mit größerer Verzeichnung umgeben ist, und wobei der stabförmige Artikel (2) derart abgebildet wird, dass die zentralen Abbildungsbereiche benachbarter Kameras (14a...14x) einander überlappen, wobei die von den Kameras (14a...14x) in den zentralen Abbildungsbereichen erfassten Bilddaten zu einem gemeinsamen Bild verrechnet werden.