DE3920888A1 - Verfahren zur pruefung der enden von gestapelten zigaretten - Google Patents
Verfahren zur pruefung der enden von gestapelten zigarettenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung
der Enden von gestapelten Zigaretten.
Bevor Zigaretten, die von einer Herstellungsmaschine kom
men, einer Verpackungsmaschine zugeführt werden, werden die
se normalerweise geprüft, um zu bestimmen, ob sie einer An
zahl von vorgegebenen Kennwerten entsprechen.
Die Einführung von neu aufgebauten Filtern, die einen oder
mehrere axiale Kanäle von vorbestimmtem Querschnitt haben,
macht es nunmehr notwendig, die freien Enden der Filter zu
überprüfen, ob Übereinstimmung dieser Enden mit einem vor
bestimmten Modell oder Typ besteht.
Die aus einer Maschine zum Ansetzen von Filtern austreten
den Zigaretten werden normalerweise in einem Haufen oder
einer Masse einer Verpackungsmaschine entweder längs eines
durchlaufenden Förderbandes oder innerhalb von Behältern
bzw. Kästen zugeführt. Im einen wie im anderen Fall liegen
die Zigaretten aufeinander, wobei ihre einander entgegen
gesetzten Enden im wesentlichen in zwei zu den Achsen der
Zigaretten rechtwinkligen Ebenen fluchtend oder ausgerichtet
angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein unkomplizier
tes, leistungsfähiges Verfahren zur Prüfung der in der oben
beschriebenen Weise angeordneten freien Enden von Filtern
zu schaffen, um die Möglichkeit zur Aussonderung von jeweils
fehlerhaften Zigaretten in der von der Herstellungsmaschine
kommenden Masse zu bieten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Ver
fahren zur Prüfung der Enden von aufeinanderliegenden Ziga
retten, wobei die Enden so ausgerichtet sind, daß sie zwei
einander entgegengesetzte, ebene, querliegende Flächen an
der aus den gestapelten Zigaretten bestehenden Masse bilden,
angegeben, das die Schritte umfaßt:
- - des Anordnens einer elektro-optischen Abtasteinrichtung in Gegenüberlage zu der einen der querliegenden Flächen,
- - des Bewegens der elektro-optischen Abtasteinrichtung mit Bezug zu der Zigarettenmasse sowie an aufeinanderfolgenden Bereichen der einen Fläche vorbei, um die Zigarettenenden abzutasten sowie Abbildungen von diesen zu erzeugen, und
- - des Vergleichens einer jeden dieser Abbildungen mit einem Bezugsbild zur Ermittlung jeglicher fehlerhafter Zigaret ten in der Masse.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an
hand von Ausführungsbeispielen, auf die die Erfindung je
doch nicht begrenzt ist, erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausfüh
rungsform einer Prüfvorrichtung, die nach dem erfin
dungsgemäßen Verfahren arbeitet;
Fig. 2 ein Blockbild der in Fig. 1 dargestellten Steuer
einheit;
Fig. 3 ein Blockbild eines Verarbeitungsgeräts;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Prüfvorrich
tung in einer zweiten Ausführungsform zur Durchfüh
rung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Fig. 1 zeigt einen Behälter oder Kasten 1 für Zigaret
ten 2, der im wesentlichen die Gestalt eines Parallelepi
peds hat und eine Bodenfläche 3, eine zu dieser Fläche
rechtwinklige Rückwand 4 sowie zwei zur Bodenfläche 3 und
der Rückwand 4 rechtwinklige Seitenwände 5 umfaßt.
Innerhalb eines jeden Behälters 1 sind die Zigaretten 2 in
Schichten angeordnet, die rechtwinklig zur Rückwand 4 liegen.
Insbesondere bestimmen die Zigaretten 2 mit ihrem ersten
Ende eine ebene Fläche, die mit der Innenfläche der Rück
wand 4 zusammenfällt, und mit ihrem zweiten, mit einem Fil
ter ausgestatteten Ende eine zweite ebene Fläche 6, die zur
Rückwand 4 parallel und von außerhalb des Behälters 1 zu
gänglich ist.
Behälter 1 werden auf ein Förderband 7 gesetzt, durch das
sie aufeinanderfolgend in der Richtung des Pfeils 8 an einer
Prüfvorrichtung 9 vorbeigeführt werden. Diese Prüfvorrich
tung 9 umfaßt eine Tragplatte 10 mit einer der Fläche 6
gegenüberliegenden Stütze 11, an der ein Objektiv 12 einer
elektro-optischen Prüfeinheit 13 gehalten ist. Im gezeigten
Beispiel ist diese Prüfeinheit 13 eine Fernsehkamera, die
einen flexiblen, mit dem Objektiv 12 verbundenen Bild-
Faserleiter 14 aufweist.
Die Stütze 11 trägt auch eine Aussondervorrichtung 15, die
entweder ein bekannter nadelartiger Auszieher, der mittels
einer bewegbaren Nadel mit einer Zigarette 2 in Eingriff
kommt und diese aus der Masse der Zigaretten 2 innerhalb
des Behälters 1 herauszieht, oder eine bekannte Markier
einrichtung sein kann, die dazu dient, eine Zigarette 2
beispielsweise durch Besprühen mit Farbe für ein anschlie
ßendes Aussondern zu kennzeichnen.
Die einander entgegengesetzten Seitenflächen der Tragplatte 10 sind
mit zwei gekrümmten optischen Leitern 16 und 17 ausgestattet, die dazu
dienen, zwei Lichtstrahlen in unterschiedlichen Richtungen und im wesent
lichen zur Fläche 6 tangierend auszusenden, um den dem Objektiv 12 zuge
wandten Flächenbereich zu beleuchten.
Die Prüfvorrichtung 9 umfaßt zusätzlich zur elektro-optischen Prüfein
heit 13 ferner eine Steuereinheit 18 (Fig. 2) mit einem Verarbeitungs
gerät 19 zur Steuerung der Aussondervorrichtung 15 in Abhängigkeit von
Signalen, die von der elektro-optischen Prüfeinheit 13 empfangen werden.
Wie die Fig. 3 zeigt, gehört zum Verarbeitungsgerät 19 eine Analysierein
heit 20, die ein Bild von der Prüfeinheit 13 empfängt, um auf diesem die
den Enden der Zigaretten 2 entsprechenden Kreise zu ermitteln und genau
zu lokalisieren. Ferner umfaßt das Verarbeitungsgerät 19 eine Vergleicher
einheit 21, um jeden ermittelten Kreis mit einem Bezugsbild zu verglei
chen und eine Steuereinrichtung 22 an der Aussondervorrichtung zu betrei
ben, wann immer einer der Kreise nicht mit dem Bezugsbild übereinstimmt.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 ist die Tragplatte 10 einstückig mit
einem Support 23 verbunden, der an zwei übereinanderliegenden, horizonta
len Führungsstangen 24, die sich parallel zur Fläche 6 erstrecken und an
ihrem einen Ende durch eine Platte 25 verbunden sind, gelagert ist.
Am anderen Ende ragen die Führungsstangen 24 aus einem Lagerblock 26 vor,
der an einem ortsfesten, vertikalen Ständer 27 gehalten und längs dieses
Ständers durch einen ersten umkehrbaren Motor 28, der ein längs einer
Zahnstange laufendes Ritzel betreibt, bewegbar ist. Der Support 23 ist
längs der Führungsstangen 24 durch einen zweiten umkehrbaren Motor 29,
der eine Gewindespindel 30 betreibt, welche über eine Spindelmutter mit
dem Support 23 verbunden ist, verfahrbar.
Im Betrieb werden die Behälter 1 auf dem Förderband 7 zuge
führt und aufeinanderfolgend vor der Prüfvorrichtung 9 ange
halten. Zu diesem Zeitpunkt werden die Motoren 28 und 29
in Gang gesetzt, um der elektro-optischen Prüfeinheit 13
die Möglichkeit für eine vollständige Abtastung der Fläche
6 zu geben, wobei bevorzugterweise von links nach rechts
in Fig. 1 und abwärts gearbeitet wird.
Die Fläche 6 wird in aufeinanderfolgenden Bereichen abge
tastet, von denen jeder eine Anzahl von Zigaretten 2, die
üblicherweise in vielen Schichten angeordnet sind, enthält
und die durch den Erfassungsbereich des Objektivs 12 begrenzt
sind, d.h., das Objektiv 12 rahmt einen bestimmten Abtastbe
reich ein, dessen Abbildung für eine Verarbeitung dem Verar
beitungsgerät 19 zugeführt wird. Anschließend bewegt sich
das Objektiv 12 parallel zur Pfeilrichtung 8 zum nächsten
Bereich.
Wenn einmal ein horizontaler Streifen der Fläche 6 abgeta
stet worden ist, dann bewegt sich das Objektiv 12 abwärts,
um den nächsten Streifen, wie oben beschrieben wurde, abzu
tasten, bis die gesamte Fläche 6 abgetastet worden ist.
Es ist darauf hinzuweisen, daß innerhalb eines jeden Abtast
bereichs die Zigaretten 2 nicht entsprechend einem vorbe
stimmten Schema angeordnet sind, so daß einige von diesen
längs der Ränder des Abtastbereichs üblicherweise nur teil
weise in den Erfassungsbereich des Objektivs 12 fallen.
Das Bild des von der Prüfeinheit 13 abgetasteten Bereichs
wird zur Analysiereinheit 20 übertragen, die so programmiert
ist, daß sie eine Reihe von Operationen durchführt, von de
nen die erste darin besteht, alle vollständigen Kreise in
der Abbildung zu isolieren oder eindeutig darzustellen und
mittels einer unkomplizierten Maßprüfung zu gewährleisten,
daß jeder der Endfläche einer Zigarette 2 entspricht. Zu
diesem Zweck sorgen die von den optischen Leitern 16 und
17 in unterschiedlichen Richtungen ausgesandten Lichtstrah
len für eine deutlich betonte, sehr helle Beleuchtung der
Umriß- und Flächenmerkmale dieser Kreise.
Die Analysiereinheit 20 lokalisiert jeden Kreis in einem
kartesischen NetzpIansystem und übermittelt diesen der Ver
gleichereinheit 21, die einen Vergleich mit einem Bezugsbild
ausführt. Im Fall eines positiven Ergebnisses wird der Ver
gleichsvorgang fortgesetzt. Dagegen wird im Fall eines ne
gativen Ergebnisses der Vergleichsvorgang unterbrochen, bis
die Motoren 28 und 29 aktiviert worden sind und die dem feh
lerhaften Kreis entsprechende Zigarette 2 durch die Ausson
dervorrichtung 15 markiert oder herausgezogen worden ist.
Wie bereits festgestellt wurde, kann jeder Abtastbereich
um die Ränder herum unvollständige Kreise enthalten, die
von der Vergleichereinheit 21 ignoriert werden. Um sicherzu
stellen, daß das Ende einer jeden Zigarette 2 geprüft wird,
bieten jeweils zwei aneinandergrenzende Abtastbereiche einen
überlappenden Abschnitt dar, der in seiner Breite wenigstens
gleich dem Durchmesser einer Zigarette 2 ist.
Die einzelnen Bereiche der Fläche 6 werden durch die Bewegung
des Objektivs 12 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit über
diese Fläche 6 hinweg abgetastet, und zwar entweder mittels
Schrittmotoren 28 und 29, die mit dieser Geschwindigkeit
arbeiten, oder kontinuierlich, in welchem Fall die opti
schen Leiter 16 und 17 mit stroboskopischen Lichtquellen,
welche mit dieser Geschwindigkeit aufblitzen, verbunden
sind.
Gemäß einer (nicht dargestellten) Abwandlung wird der Motor
29 weggelassen, während das Objektiv 12, das lediglich für
eine Vertikalbewegung ausgelegt ist, horizontal über die
Fläche 6 hinweg durch Betreiben des Förderbandes 7 bewegt
wird. Diese Anordnung wird immer angewendet, um die Enden
von auf dem Förderband selbst gestapelten Zigaretten zu
prüfen, beispielsweise wenn das Förderband die Zigaretten in einem Haufen
von der Herstellungs- zur Verpackungsmaschine transportiert.
Da in diesem Fall die Laufgeschwindigkeit des Förderbandes
im allgemeinen nicht konstant ist, wird das Abtasten vor
zugsweise unter Verwendung von stroboskopischen Lichtquel
len durchgeführt, die in Übereinstimmung mit der Geschwin
digkeit des Förderbandes aufblitzen.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform wird die Trag
platte 10, die die elektro-optische Prüfeinheit 13 sowie
die Aussondervorrichtung 15 trägt, ihrerseits auf einer
Platte 31 gelagert, welche am oberen Ende eines auf einem
Tisch 33 befestigten Stützarmes 32 gehalten ist.
Unter der Platte 31 weist der Tisch 33 eine im wesentlichen
rechteckige Öffnung 34 auf, längs deren längerer Achse zwei
parallele, übereinanderliegende Führungsstangen 35 angeord
net sind, die an ihren entgegengesetzten Enden in zwei La
gerungen 36 und 37 nahe den kurzen Querenden der Öffnung
34 am Tisch 33 gehalten sind. Die Führungsstangen 35 tra
gen einen Support 38, der längs dieser Stangen und inner
halb der Öffnung 34 mittels einer Gewindespindel 39 bewegt
wird, wobei die entgegengesetzten Enden dieser Spindel dreh
bar in den Lagerungen 36 und 37 aufgenommen sind. Die Gewin
despindel 39 ist mit dem Support 38 über eine Spindelmutter
verbunden und wird durch einen zweiten umkehrbaren Motor
40, der an der Lagerung 36 gehalten ist, gedreht.
Der Support 38 wird von einem im wesentlichen vertikalen
Ständer 41, der rechtwinklig zu den Führungsstangen 35 steht,
durchsetzt, wobei der Support 38 längs der Ständerachse durch
einen ersten umkehrbaren Motor 42, der am Support gehalten
ist und ein mit einer Zahnstange in Eingriff befindliches
Ritzel dreht, bewegbar ist.
Am oberen Ende des Ständers 41 ist ein L-förmiger Tragrah
men 43 angebracht der einen Behälter 1 für eine Masse von
Zigaretten 2, wobei die von diesen gebildete Fläche 6 der
Prüfeinheit 13 gegenüberliegt, trägt.
Die Ausführungsform von Fig. 4 arbeitet in genau derselben
Weise wie diejenige der Fig. 1 mit der Ausnahme, daß in die
sem Fall die Relativbewegung der elektro-optischen Einheit
13 und der Fläche 6 erreicht wird, indem die Prüfeinheit
13 stationär gehalten und der Behälter 1 bewegt wird.
Claims (10)
1. Verfahren zur Prüfung der Enden von aufeinanderliegenden
Zigaretten, deren Enden so ausgerichtet sind, daß sie
zwei einander entgegengesetzte, ebene, querliegende Flä
chen an der aus den gestapelten Zigaretten bestehenden
Masse bilden, gekennzeichnet durch die Schritte:
- - des Anordnens einer elektro-optischen Abtasteinrichtung in Gegenüberlage zu der einen der querliegenden Flächen,
- - des Bewegens der elektro-optischen Abtasteinrichtung mit Bezug zu der Zigarettenmasse sowie an aufeinander folgenden Bereichen der einen Fläche vorbei, um die Zi garettenenden abzutasten sowie Abbildungen von diesen zu erzeugen, und
- - des Vergleichens einer jeden dieser Abbildungen mit einem Bezugsbild zur Ermittlung jeglicher fehlerhafter Zigaretten in der Masse.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt
des Markierens jeder fehlerhaften Zigarette für deren
Aussonderung.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt
der Aussonderung jeder fehlerhaften Zigarette aus der
Masse mittels einer Auszieheinrichtung.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Abtastbereich durch eine Licht
quelle beleuchtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtquelle wenigstens zwei Lichtstrahlen umfaßt,
die auf den Abtastbereich aus zwei unterschiedlichen
Richtungen einfallen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Abtastbereich einen Abschnitt
umfaßt, der jeden benachbarten Abschnitt des angrenzen
den Bereichs überdeckt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Abtastbereich die Enden einer Anzahl von in Schich
ten angeordneten Zigaretten umfaßt und jeder überdeckende
Abschnitt zwischen zwei benachbarten Abtastbereichen in
seiner Breite wenigstens dem Durchmesser der Zigaretten
entspricht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtastbereiche mit einer vorgege
benen Geschwindigkeit abgetastet werden und die elektro
optische Abtasteinrichtung in einer Schritt-für-Schritt-
Weise über die ihr zugewandte querliegende Fläche mit die
ser vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtastbereiche mit einer vorgege
benen Geschwindigkeit abgetastet werden und die elektro
optische Abtasteinrichtung fortlaufend über die ihr zuge
wandte Fläche bewegt sowie die Beleuchtung von seiten der
Lichtquelle durch eine stroboskopische Beleuchtungsein
richtung, die mit der vorgegebenen Geschwindigkeit auf
blitzt, ausgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektro-optische Abtasteinrich
tung eine Fernsehkamera umfaßt, die ihrerseits ein beweg
liches, mit der Fernsehkamera über einen Bild-Faserleiter
verbundenes Objektiv enthält.
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