DE2625001A1

DE2625001A1 - Verfahren zum ueberpruefen von zigarettenenden durch optische abtastung

Info

Publication number: DE2625001A1
Application number: DE19762625001
Authority: DE
Inventors: Fernando Benini
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: SASIB SpA Bologna
Priority date: 1975-06-03
Filing date: 1976-06-03
Publication date: 1976-12-16
Also published as: IT1033891B; DE2625001C2; FR2312975B1; FR2312975A1; JPS5220855A; GB1515775A; CA1048809A; JPS5632907B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN 3. Juni 1976 ' POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

AMF INCORPORATED, White Plains, New-York, USA

777 Weetchester Avenue

Verfahren zum Überprüfen von Zigarettenenden durch optische Abtastung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Anordnung zum überprüfen der Enden von Zigaretten, welche von einer Fertigungsmaschine für Zigaretten in Reihen Seite an Seite liegend abgegeben werden, und die quer zu ihrer Längsrichtung transportiert werden.

Speziell, jedoch nicht ausschließlich bezieht sich die Erfindung auf die Überprüfung von Filterzigaretten und folglich nur auf die überprüfung der Eabakaufweisenden Enden.

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Die Überprüfung der Zigarettenenden mittels optischer Einrichtungen basiert auf der_ Messung der Lichtreflexion durch das Zigarettenende_r das mit konstanter Intensität beleuchtet wird.

Hierbei setzt ein Messen selbstverständlich voraus, daß der Abstand zwischen dem optischen Meßkopf und der Oberfläche des Zigarettenendes, das überorüft werden soll, konstant ist für alle Zigaretten, weil eine Veränderung dieses Abstandes einen Fehler in der optischen Auswahl verursachen würde, welcher den Auswahlprozess als solchen in Frage stellt.

Selbst wenn die Zigaretten, die überprüft werden sollen, alle mit ihren Filterenden genau ausgerichtet wären, so liegen doch die anderen Enden nicht einwandfrei ausgerichtet mit Rücksicht auf den Toleranzbereich, in welchem die Zigaretten geschnitten werden, welcher, obwohl unter anderen Gesichtspunkten zulässig, nicht zugelassen werden dürfte für solch einem präzisen Test, wie bei einer optischen Überprüfung.

Die positiven oder negativen Abweichungen der tatsächlichen Länge der gefertigten Zigaretten von einer vorbestimmten Zigarettenlänge kann deshalb wesentlich für die Genauigkeit der Überprüfung der Zigarettenenden sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Zigarettenendenüberprüfeinrichtung zu schaffen, welche weder von der axialen Versetzung der Zigaretten in einer Reihe noch durch mögliche Veränderungen der Zigarettenlänge beeinflußt wird.

Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine optische Abtasteinrichtung, welche automatisch aufeinanderfolgend

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die Enden von aufgereihten- Zigaretten, welche an der Einrichtung auf einem vorgegebenen Weg transportiert werden, überprüft. Diese Einrichtung enthält zumindest ein Paar von Abtastfühlern, die aus einer Gruppe von lichtleitenden oder lichtausstrahlenden Glasfibern bestehen, mit Fibern von vorzugsweise beiden Gruppen in jedem Abtastfühler, wobei einer davon axial gegenüber der Stirnfläche des Endes der Zigarette, die überprüft werden soll, angeordnet ist, während der andere quer zur Zigarette angeordnet ist, und zwar senkrecht zu der Längsachse derselben und sich längs der Seite der Zigarette und teilweise über das Zigarettenende, welches überprüft werden soll, hinausragend erstreckt, so daß die Änderungen des reflektierten Lichtes, welches senkrecht von dem ersten Abtastfühler aufgenommen wird und welches von dem Abstand zwischen dem Fühler und dem Zigarettenende abhängt, begleitet wird von der entsprechenden Veränderung des reflektierten Lichtes, welches von dem zweiten Abtastfühler aufgenommen wird, hinsichtlich der tatsächlichen Länge der Zigarette oder durch eine axiale Versetzung derselben, wobei diese entsprechende Änderung dazu verwendet wird, um die aus der Längenänderung herrührende Komponente bei der Abtastung der Stirnfläche eines defekten Zigarettenendes abgeleiteten Meßwert durch Vergleich mit der Änderung der Länge der Zigarette unterscheiden zu können.

Somit bezieht sich die Einrichtung nach der Erfindung also auf eine Einrichtung zum überprüfen von Zigarettenenden durch optisches Abtasten unter Verwendung von zwei aus Lichtleitern aufgebauten Abtastfühlern, welche senkrecht zueinander angeordnet sind. Der erste Abtastfühler betrachtet die Schnittfläche des Zigarettenendes durch unmittel-

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bare Bestrahlung dieser Fläche und Auswertung des reflek-

tierten Lichtes, wobei die Intensität des reflektierten Lichtes von der Beschaffenheit der Oberfläche selbst und von dem Abstand dieser Fläche von dem Abtastfühler abhängt. Ein zweiter Abtastfühler betrachtet einen Teil der Seitenfläche der Zigarette im Bereich des zu überprüfenden Endes ebenfalls durch seitliche Bestrahlung mit Licht, welche so ausgelegt ist, daß nur ein Teil auf das Zigarettenende fällt, und welche das von den Seitenteil reflektierte Licht aufnimmt, dessen Intensität abhängig ist von der Länge des bestrahlten Teiles des Zigarettenendes, die sich über das Abtastfeld erstreckt und welche abhängig ist von deren tatsächlichen Länge und gegebenenfalls von ihrer axialen Versetzung hinsichtlich zu den Abtastfühlern. Das durch die Stirnseite und durch die Seite reflektierte Licht wird in elektrische Signale umgewandelt, welche miteinander verglichen werden, um ein Endsignal zu erhalten, das als Meßwert für die Überprüfung der Zigarettenenden verwendet wird.

Einzelne Merkmale der ERfindung sowie die Vorteile werden im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung erläutert, die den elektronischen Teil eines elektrischen Schaltkreises als Blockdiagramm wiedergibt, wobei jeder einzelne Block ein dem Fachmann geläufiges Schaltkreiselement darstellt.

Die in der Zeichnung dargestellte optisch arbeitende Zigarettenendenabfühleinrichtung besteht aus einem Paar von optischen Lichtleiterfühlern FO1 und FO2, welche beide auf der Seite des Endes T der Zigarette S angeordnet sind, welche überprüft werden soll. Das Ende bzw. der Ausgangskopf

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des Fühlers FO1 ist der Stirnfläche des Endes T der Zigarette S zugewandt. Dieser Fühler,FO1 besitzt einen runden Querschnitt mit einem Durchmesser, welcher von dem Durchmesser der zu überprüfenden Zigaretten abhängt. Er besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl von zusammengefaßten lichtaussendenden und lichtempfangenden Glasfibern.

Der andere Fühler FO2 ist ebenfalls aus einer Vielzahl von ineinandergeschachtelten lichtaussendenden und lichtempfangenden Glasfibern aufgebaut und sein Ende bzw. Ausgangskopf besitzt einen rechteckigen Querschnitt, dessen größere Seite parallel zu der Längsachse der Zigarette verläuft und dessen größere Seite eine solche Länge aufweist, daß normalerweise das Fühlerende in einem gewissen Bereich über das Ende T der Zigarette S hinausragt, wodurch ein Abtastfeld geschaffen wird, welches nur einen Teil der Seite des Zigarettenendes betrifft. Aus vorstehendem ist ersichtlich, daß die zwei Abtastfühler FO1 und F02 senkrecht zueinander angeordnet sind.

Das Bündel M1 von lichtaussendenden Glasfibern des Fühlers FO1 überträgt das Licht der Lampe L1, welche eine konstante Lichtintensität liefert auf das Ende T der Zigarette und das Bündel R1 von lichtaufnehmenden Glasfibern dieses Fühlers FO1 nimmt das reflektierte Licht von diesen Zigarettenende T auf und überträgt dieses zu einem fotoelektrischen Wandler S1, dessen Ausgangssignal einem Verstärker G1 zugeführt wird, dessen Ausgangssignal seinerseüs einem Linearisierungskreis LN1 zugeführt wird. Der Linearisierungskreis LN1 liefert dann eine Ausgangsspannung V1, welche abhängig ist von dem Abstand A zwischen dem Ende bzw. dem Kopf des Fühlers F01 und dem Ende T der Zigarette S. Auf diese Weise wird die Intensität des durch die Stirnfläche des Zigarettenendes reflektierte Licht in ein elektrisches Signal V1 übergeführt.

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In gleicher Weise wird das von der Lampe L2 (mit einer konstanten Lichtintensität) ausgesendete Licht durch das Bündel M2 aus lichtaussendenden Glasfibern des Fühlers FO2 seitlich an das Zigarettenende übertragen und eine gewisse Menge des Lichtes wird durch das Zigarettenpapier reflektiert, das die Seite der Zigarette S bildet, und von den empfangenden Glasfibern des Bündels R2 desselben Fühlers FO2 aufgenommen. Dieses reflektierte Licht, dessen Intensität proportional zu der beleuchtenden Länge B der Zigarettenseite ist, die von dem Fühler betrachtet wird, wird in ein elektrisches Signal V2 übergeführt, mittels des fotoelektrischen Wandlers S2, des Verstärkers G2 und des Linearisierungskreises LN2. Es ist ersichtlich, daß das auf diese Weise erhaltene elektrische Signal V2 abhängig ist von der Länge B der von dem Fühler betrachteten Zigarettenseite, wobei die Länge B abhängig ist von der tatsächlichen Länge der Zigarette S oder ihrer Lage auf der Fördereinrichtung, z.B. einem geriffelten Förderband, oder beiden und welches deshalb den Abweichungen (positiven oder negativen) hinsichtlich der festgelegten Länge der Zigaretten folgt.

Die Signale V1 und V2 liegen an den Eingängen eines Verknüpfungskreises SM zur Bildung der algebraischen Summe und im einzelnen wird das Signal V2 in diesem Verknüpfungskreis dazu verwendet, um das vom Fühler SO1 abgeleitetes Signal V1 hinsichtlich der durch die Änderungen des Abstandes A zwischen dem Kopf des Fühler und dem Ende T der Zigarette S zu kompensieren, um den Füllungsgrad der Zigarette, die überprüft werden soll, festzustellen.

Tatsächlich hat ein Anwachsen des Abstandes zwischen dem Fühler FO1 und dem Zigarettenende T in derselben Messung eine

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Verminderung der Länge B der dem Fühler FO2 zugewandten Papierfläche zur Folge. Entsprechend erfolgt eine Verminderung der Intensität des durch das Ende T reflektierten Lichtes, d.h. eine Verminderung des elektrischen Signales V1 und eine Verminderung des von dem Papier reflektierten Lichtes, welches zu einer Verminderung des Signales V2 führt. Daraus ist zu ersehen, daß bei gleicher Beschaffenheit der Zigarettenenden, d.i., wenn die Zigarettenenden einen einwandfreien Füllgrad aufweisen, die Differenz zwischen den zwei Signalen V1 und V2 konstant bleibt für alle Zigaretten unabhängig von ihrer axialen Lage hinsichtlich zu dem Fühler FO1 und von iher Länge (das bedeutet, unabhängig von der Größe des Abstandes A). Die Differenz Vu zwischen den zwei Signalen V1 und V2 wird in einem Schwellwertkreis SG mit einem Vergleichssignal Vo verglichen.

Wenn andererseits eine Zigarette irgend eine Unregelmäßigkeit an ihrem Ende T aufweist, weicht das _Signal Vu, das eine Information hinsichtlich dieser Unregelmäßigkeit enthält von dem Vergleichssignal Vo ab mit dem Ergebnis, daß der Schwellwertkreis SG ein Ausscheidungssignal CF abgibt, welches gegebenenfalls dazu benützt wird, das Ausscheiden der defekten Zigarette zu bewirken.

Die vorstehende Erläuterung einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung diente ausschließlich zu ihrer Erläuterung. Änderungen im Aufbaus sind im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Überprüfen von Zigarettenenden durch eine optische Abtasteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Endes der Zigarette durch eine erste Lichtquelle mit einer konstanten Lichtintensität beleuchtet und das reflektierte Licht für die Überprüfung gemessen wird und daß ein Teil der Seitenfläche des Zigarettenendes durch eine andere Lichtquelle mit konstanter Intensität in einem vorbestimmten Bereich, welcher nur einen Teil der Seitenfläche abdeckt, beleuchtet und das durch diese Fläche reflektierte Licht zur Kompensation der Veränderungen der Meßung durch die erste Lichtquelle für die Überprüfung herangezogen wird, welche abhängt von dem Abstand des Zigarettenendes in Bezug auf die erste Lichtquelle.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Stirnfläche des Zigarettenendes reflektierte Licht und das vom Seitenteil reflektierte Licht in elektrische Signale umgeformt wird, wobei die elektrischen Signale in einem Verknüpfungskreis verglichen werden, um ein überlagertes Signal zu erzeugen, welches als Meßwert für das Überprüfen der Zigarettenenden herangezogen wird.
3. Einrichtung zur Überprüfung der Zigarettenenden durch optische Abtastung gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Abtastfühler aus Lichtleitern vorgesehen ist, der axial zu der Stirnfläche der zu überprüfenden Zigarette gerichtet ist, wobei der Lichtleiter zur Zuführung des Lichtes auf die Stirnfläche und

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zur Abtastung des reflektierten Lichtes zur Weiterleitung an einem fotoelektrxschen Wandler als Teil eines elektrischen Schaltkreises zur Umwandlung des von der Stirnfläche reflektierten Lichtes in ein elektrisches Signal, das eine Komponente enthält, die abhängig ist von dem Abstand zwischen dem Fühler und dem Zigarettenende, weiter dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Abtastfühler aus Fiberglas vorgesehen ist, der senkrecht zur Achse des ersten Abtastfühlers und der Achse der Zigaretten angeordnet ist und der zur Beleuchtung eines bestimmten Teiles am Ende der zu überprüfenden Zigarette und zur Aufnahme des von diesem Teil reflektierten Lichtes ausgelegt ist, um das reflektierte Licht zu einem zweiten fotoelektrischen Wandler als Teil eines elektrischen Schaltkreises zur Umwandlung des reflektierten Lichtes in ein elektrisches Signal entsprechend der Größe der beleuchteten Oberfläche zu leiten, und dadurch gekennzeichnet, daß ein Verknüpfungskreis vorgesehen ist, um ein Ausgangssignal zu bilden, das als Meßung für die überprüfung der Zigarettenenden verwendet wird.

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Le e rs e i f e