EP3552501B1 - Vorrichtung und verfahren zur inspektion einer stirnfläche eines stabförmigen rauchartikels - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur inspektion einer stirnfläche eines stabförmigen rauchartikels Download PDF

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EP3552501B1
EP3552501B1 EP19165376.5A EP19165376A EP3552501B1 EP 3552501 B1 EP3552501 B1 EP 3552501B1 EP 19165376 A EP19165376 A EP 19165376A EP 3552501 B1 EP3552501 B1 EP 3552501B1
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EP
European Patent Office
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camera
smoking article
products
position sensor
time
Prior art date
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Active
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EP19165376.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3552501A1 (de
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Akram El Jarad
Hanno Gast
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/32—Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
    • A24C5/34—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes
    • A24C5/3412—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes by means of light, radiation or electrostatic fields
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
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    • A24C5/32—Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
    • A24C5/322—Transporting cigarettes during manufacturing
    • A24C5/326—Transporting cigarettes during manufacturing with lateral transferring means

Definitions

  • the present invention relates to a device for inspecting an end face of a rod-shaped smoking article with the features of the preamble of claim 1 and a method for inspecting an end face of a rod-shaped smoking article with the features of the preamble of claim 10.
  • Rod-shaped smoking articles are e.g. cigarettes, cigarillos, heat not burn products (HNB products) or similar products which are intended for inhalation by a consumer.
  • HNB products heat not burn products
  • Rod-shaped smoking articles are also to be understood as preliminary products of smoking articles such as filter rods, tobacco sticks with a tobacco material stabilized in shape by a wrapping strip, segments of HNB products such as tubular cooling sections, taste-influencing segments or the like, which are subsequently combined with other preliminary products to form a finished rod-shaped smoking article get connected.
  • the rod-shaped smoking articles and preliminary products of the smoking articles are referred to below in the description as products for the sake of simplicity.
  • a conveying device which comprises a format section in which an endless strand of a material, such as a tobacco or tow, is placed on an endless web of a casing material, which is then folded over and glued on the edges of the casing material is fixed to a solid strand.
  • This rigid strand is then cut into cylindrical or rod-shaped products with a predetermined rod length by means of a rotating knife carrier with several knives protruding radially on the outside.
  • the products are pushed on a guide device as a strand of adjacent individual products in a longitudinally axial transport direction or strand direction to a take-over point or, alternatively, actively transported further.
  • the products are conveyed away from the guide device by a longitudinal conveyor and transported to a transfer point, where the products are transferred from the longitudinal conveyor to a transverse conveyor transversely to their longitudinal direction.
  • the rigid strand or the strand of adjacent individual products can also be present without wrapping paper, for example for conveying and using non-wrapped acetate filters (NWA filters).
  • the longitudinal conveyor is formed by a rotationally driven drum which has a plurality of protruding, rotatably mounted lever arms. On each of the lever arms, one or more axially spaced receptacles are provided, on which one or more grooves or troughs that are aligned parallel to the supplied products and can be acted upon by vacuum are provided.
  • the lever arms execute a rotational movement in the opposite direction to the rotational movement of the drum for an outside observer, so that the recordings are guided on an elliptical path of movement.
  • the recordings themselves are held in a constant, preferably horizontal orientation by means of a mechanism during the revolving movement of the drum and the lever arms, which is a Alignment of the products held in the receptacles ensured, the longitudinal axes of the products always preferably being parallel to the transport direction of the supplied strand.
  • the receptacles with the channels provided are guided past the products at a transfer point so close that the products are sucked in by the negative pressure acting in the channels and conveyed away by the conveyor device.
  • the products are moved to a transfer point in which the channels with the products held therein carry out a preferably pure transverse movement to their longitudinal axes or to the transport direction of the guide device.
  • a cross conveyor is provided, which is also formed by a drum that can be driven in rotation, but is arranged with its axis of rotation in a preferably right-angled arrangement to the axis of rotation of the longitudinal conveyor.
  • a plurality of grooves that can also be subjected to negative pressure and are aligned parallel to the axis of rotation of the transverse conveyor are provided, which at the transfer point are guided past the grooves of the longitudinal conveyor and the products held therein so close that the products are guided across their longitudinal axis are taken over and transported on.
  • a problem with the transport of the products is that the grooves of the receptacles of the longitudinal conveyor in the transfer point have to be moved at a higher speed than the speed of the supplied products (also called overspeed) so that the products supplied to the longitudinal conveyor on the guide device in no case can accumulate or collide with the following product during the transfer movement.
  • the overspeed is also dependent on the rod length of the products, since the speed of the longitudinal conveyor of the conveying devices is also the same for the transport of products of different rod lengths, and the line speed of the supplied products must be adjusted to a predetermined number of products to be taken over per unit of time. For these reasons, under unfavorable circumstances, the products are taken over at up to twice the overspeed compared to the feed rate of the products.
  • the channels themselves also have a certain surface roughness, which helps determine the frictional forces that act between the channels and the products when they are taken over.
  • the products are accelerated jerkily when they are taken over, as a result of which certain forces act on the products in the axial and radial directions, which, among other things, are the cause of the head failure of the products.
  • the overspeed should therefore generally be as low as possible or only slightly higher than the feed rate of the products.
  • the alignment of the products in the grooves of the cross conveyor is particularly important when the products are transported in double length and are cut into single-length products in this position on the cross conveyor, since the position of the products in the grooves of the cross conveyor is at a fixed cutting edge also has a decisive influence on the lengths of the cut, simply long products.
  • an end face sensor based on imaging sensors is provided, for example, in filter manufacturing machines.
  • the products are typically subjected to an optical inspection by means of a camera which is set up to record images of an end face of the products.
  • the images recorded by the camera are then evaluated by an electronic signal processing device.
  • a measuring device for on-line measurement is, for example, from EP 2 677 273 B1 known.
  • the measuring device is set up for the optical inspection of the end faces of products conveyed in a cross conveyor and, in one embodiment, proposes quality inspection using a digital camera for 2D recordings
  • US 2015/0374028 A discloses an apparatus for inspecting the porosity of a rod-shaped smoking article.
  • a possible alignment of the products within the troughs of the drum in the axial direction typically takes place towards the center of the delivery drum.
  • the distance between the end face of a product and the camera changes when the length of the products changes or the format changes.
  • the distance between the camera and the face to be inspected is different than before the length change or the format change, and a valid measurement with the camera is not possible.
  • the camera has previously had to be readjusted after each format change.
  • An object of the invention is to provide a device and a corresponding method, which an effective and Enable reliable quality assurance through a reliable visual inspection of the products.
  • a position sensor directed at a measuring position which generates a signal when the smoking articles are conveyed through the measuring position and forwards it to the camera, and the camera can be triggered and / or moved into a trigger position as a function of the signal from the position sensor is.
  • the invention has recognized that the distance between the camera and the smoking article must adhere to a fixed value in order to generate a sufficiently sharp image with the camera for the evaluation. Triggering the camera as a function of the signal from the position sensor ensures that the camera only records images under the condition when the smoking article is in a defined position that corresponds to the measurement position at the time of sensing by the position sensor.
  • the signal which indicates that the smoking article is in the measuring position, is then passed on to the camera in order to trigger a recording and / or to create a condition favorable for a recording in which a sharp image can be made.
  • the sensing can be implemented in different ways, for example by referencing directly to the smoking article and / or to a machine part coupled to the position of the smoking article becomes.
  • the camera can be arranged and / or moved into the trigger position so that the distance between the camera and the smoking article corresponds to the specified distance in order to be able to record a sharp image with the camera.
  • Moving to the release position is used to set the exact distance and ensures a sharp image of the face.
  • a fluctuation in the position of the smoking article for example when it is taken over, can thus be taken into account when the image is recorded.
  • a variation in the length of the smoking article can thus also be compensated for without further effort.
  • a manual adjustment of the trigger position to the corresponding length of the smoking article, which is otherwise customary in the prior art, is therefore not necessary, ie the device and the corresponding method according to the invention operate independently of the format.
  • the recording of an image by the camera can take place in such a way that the camera ensures the exposure over a certain exposure time, for example in the range of fractions of a second, based on the generated signal, and during the exposure a luminaire illuminates the face to be inspected.
  • the lighting means can optionally comprise an LED.
  • the duration of the illumination can preferably be shorter than the exposure time.
  • the camera triggers a recording of an image of the smoking article detected by the position sensor at the same time as the signal is received, in order to include a sharp image of the smoking article being guided past the position sensor in the case of a distance between the camera and smoking article corresponding to the value specified for a sharp image to be able to record with the camera.
  • the smoking article passes the focal plane of the lens at the time the signal is generated of the camera, ie the measuring position lies in the focal plane of the camera or the trigger position is spaced from the measuring position by a value corresponding to the focal plane. A simultaneous triggering of a recording thus produces a sharp image of the sensed or detected smoking article.
  • Simultaneous triggering is also to be understood as signal-related time differences, which can result, for example, from the signal line from the position sensor to the camera or from the signal processing in the position sensor and / or the camera and can be, for example, in the range of a few microseconds.
  • the electronic signal processing device determines a trigger time of the camera for triggering an image, for example around the arrangement of the position sensor and the camera, as a function of the signal from the position sensor and the time span required for the smoking article to move from the measuring position to the receiving position to be able to locally decouple from one another using the movement of the smoking article and / or the conveying device.
  • the smoking article passes the focal plane with a time offset, for example due to the movement of the conveyor device after the point in time of the generation of the signal.
  • the camera can be directed to a recording position different from the measurement position, which the smoking article passes at a defined point in time, which enables the camera to be arranged in a manner that can be adapted to the structural circumstances.
  • the triggering time is determined in such a way that precisely the smoking article detected by the position sensor moves through the recording position at the triggering time in order to be able to make defined and product-related recordings.
  • the trigger time is preferably determined as a function of the movement of the cross conveyor in order to use a defined angular speed or rotational speed of the cross conveyor, which is preferably designed as a drum, for an exact forecast of the movement of the smoking articles in the cross conveyor and thus determine the movement of the smoking articles through the receiving position.
  • the optical axis of the camera is preferably parallel to the axis of rotation of the cross conveyor and therefore parallel to the longitudinal axes of the smoking articles conveyed in the cross conveyor.
  • the triggering time is advantageously determined as a function of the movement of the smoking article in a transport direction of the smoking article.
  • the direction of transport of the smoking article in the guide device is the same as the longitudinal axis of the smoking article conveyed as a strand.
  • the triggering time is preferably determined as a function of the transport direction of the smoking article in the guide device or parallel thereto, since the movement of the smoking article in or against the direction of the camera is used, which is the relevant direction for the sharp image of the end face.
  • the direction of transport of the smoking articles is perpendicular to their longitudinal axes, and the direction of transport and the position of the smoking articles can be used to determine exactly when the respective products cross the receiving position.
  • the position sensor is preferably arranged in such a way that it detects the position of a smoking article which is transported by a longitudinal conveyor which is arranged between the guide device and the transverse conveyor and which can be driven in a rotational movement is in order to be able to take a picture of the smoking article after the smoking article has been taken over by the guide device from the longitudinal conveyor at a takeover point.
  • the longitudinal conveyor conveys the smoking articles in and / or parallel to the transport direction or in the longitudinal axial direction of the smoking articles.
  • the movement of the longitudinal conveyor can preferably be used to determine the triggering time.
  • a product-related image is made of the smoking article sensed by the position sensor after it has assumed an imprecise position in the grooves of the longitudinal conveyor holding the smoking article due to the overspeed.
  • the source of error in the transfer of the smoking article is therefore upstream of the measuring position in relation to the transport direction, so that this error is already contained in the detected position of the smoking article and can be compensated for.
  • a quality check can be carried out at a defined position before the transfer to the cross conveyor. For example, the transport speed of the longitudinal conveyor in the transport direction can be included in the determination of the triggering time.
  • the triggering time is preferably determined as a function of the rotational movement of the longitudinal conveyor.
  • the longitudinal conveyor is preferably designed as a drum and performs a rotational movement about an axis of rotation.
  • the trigger time is preferably determined taking into account a rotation angle of the longitudinal conveyor resulting from the measuring position and the receiving position in order to make a defined position for the quality check particularly easy and precise to determine based on the dynamics of the longitudinal conveyor.
  • the rotation of the longitudinal conveyor through an angle leads to a movement transversely to the transport direction or to the longitudinal axis of the smoking article and allows the camera to be arranged so that its optical axis does not have to be directed towards the guideway.
  • the camera can be adapted to the structural conditions and can be arranged with its optical axis parallel to the transport direction of the guideway.
  • the trigger time is determined in such a way that at the time the measurement signal is recorded by the position sensor, the time is added which is necessary to move the detected smoking article transported by the longitudinal conveyor from the measurement position to the recording position for the camera to record the image .
  • the position sensor is preferably set up to generate the signal when passing the face to be inspected in order to couple the signal directly to the position of the face to be inspected and to be able to record sharp images of this with the camera.
  • the camera has a focal plane and can be triggered and / or moved in such a way that the end face to be inspected is in the focal plane or crosses the focal plane for recording an image at a defined point in time.
  • the focal plane is a target plane in which the front surface of the product should be, in order to be able to take a sharp picture of the face.
  • the camera can be moved in or against the direction of the end face by means of a displacement device in order to be able to set the distance between the camera and the end face, i.e. between the release position and the recording position.
  • the direction of displacement of the camera is aligned parallel to the axis of rotation of the cross conveyor, to the direction of the smoking article in the guide device and / or perpendicular to the axis of rotation of the longitudinal conveyor.
  • the camera can preferably be adjusted to a focal plane in order to be able to record a sharp image.
  • the camera preferably has a zoom object and / or an autofocus.
  • the camera has a variable focal plane and the focal plane can be adapted to the determined position of the smoking article in the receiving position by adjusting the camera.
  • the position sensor is advantageously an optical displacement sensor in order to be able to determine the distance between the position sensor and smoking article.
  • the position sensor preferably comprises a light barrier, and the position sensor is preferably set up to sense a light beam perpendicular to the longitudinal axes of the smoking article in order to pass the smoking article or the end face to be able to sense effectively and easily.
  • the signal is generated when a smoking article is detected by a smoking article passing through the light barrier and thereby interrupting the light beam, which means that it does not hit the position sensor for a short time, ie while the smoking article is passing through the measurement position, thereby triggering the signal.
  • the light beam is preferably emitted by the position sensor and / or a light transmitting device and the position sensor is preferably designed as a light sensor which is set up to sense the light beam.
  • Figure 1 shows a schematic illustration of a transverse conveyor 2 with smoking articles 5 located therein, which are hereinafter referred to as products 50, and the end faces 51 of the products 50 to be inspected to illustrate the underlying problem.
  • the transfer position of the products 50 onto the transverse conveyor 2 depends on various factors, such as, for example, the speed of the products 50 in a longitudinal conveyor 1 shown schematically.
  • FIG. 2 a schematic illustration of a device 10 according to an embodiment of the invention is shown, in which a camera 20 is provided, which can be triggered as a function of a signal from a position sensor 13.
  • a signal processing device 24 evaluates the images recorded by the camera 20.
  • the products 50 are pushed on on a guide device 4 as a strand of individual rods resting against one another in a longitudinally axial transport direction I or strand direction to a take-over point or, alternatively, also actively transported further.
  • the transport direction I is preferably defined by the guide device 4.
  • the products 50 are conveyed away by the guide device 4 with a longitudinal conveyor 1, which is only shown schematically in the form of ellipses and is designed as a drum, which is also referred to as a spider in the applicant's home.
  • the products 50 are in that Longitudinal conveyor 1 is held in receptacles, which are not shown, for example, arranged on lever arms, and the longitudinal conveyor executes a rotational movement about an axis of rotation oriented perpendicular to the transport direction I.
  • the receptacles preferably maintain a constant, preferably horizontal alignment during the circulating movement of the longitudinal conveyor 1, which ensures a constant, preferably horizontal alignment of the products 50 during the conveyance in the longitudinal conveyor 1.
  • the lever arms move in such a way that the products 50 describe an elliptical path as they are conveyed by the longitudinal conveyor 1.
  • the products 50 are always preferably aligned parallel to the transport direction I in the guide device 4 and in the receptacles of the longitudinal conveyor 1.
  • the rotational movement of the longitudinal conveyor 1 causes the products 50 to be transported perpendicularly or transversely to the supplied transport direction I; the longitudinal axis of the products is always aligned in the direction of transport I.
  • This transverse movement can, however, be neglected by a suitable arrangement of the camera 20, a correspondingly large selected image area and / or a displacement of a region of interest (ROI) defined in the image.
  • ROI region of interest
  • the product 50 moves as in FIG Figure 2 shown, due to the movement in the guide device 4 through a measuring position II, the position sensor 13 being set up to detect the products 50 in the measuring position II.
  • the measuring position II can also be selected such that the product 50 passes the measuring position II due to the movement of the longitudinal conveyor 1.
  • the actual position of the end face 51 after the transfer to the longitudinal conveyor 1 is then detected, for example by means of a light barrier of the position sensor 13.
  • the position sensor 13 If the product 50 passes the measuring position II, the position sensor 13 generates the signal and forwards it to the signal processing device 24.
  • the position sensor 13 is a light barrier that is set up to emit or feed a light beam perpendicular to the transport direction I. to sense.
  • the product 50 fed by the conveyor 4 in the transport direction 1 first passes the light beam of the position sensor 13 with an end face 51 to be inspected, which allows an exact assessment of the further trajectory of the end face 51 on the conveyor 4 or on the elliptical path of the longitudinal conveyor 1.
  • the signal processing device 24 is set up to determine a trigger time of the camera 20 therefrom.
  • the trigger time characterizes the recording of the image and can for this purpose include times for the beginning and the end of the exposure as well as a time for an illumination or times for the beginning and the end of an illumination by an illumination device (not shown).
  • the lighting can preferably take place during the exposure and, in a preferred embodiment, the emission of a flash of light can be provided for the lighting.
  • the trigger time can result, for example, from the speed of the products 50 on the guide track and / or the angular speed of the longitudinal conveyor 1.
  • the triggering time is preferably determined in such a way that the product 50 is moved from the measurement position II to a recording position III between the time of the measurement and the triggering time.
  • the product 50 reaches the recording position and the recording of an image of the product 50 detected by the position sensor 13 is triggered in the camera 20 and a sharp product-related image of the end face 51 can be made.
  • the recording position III is preferably located in the focal plane of the camera 20 at a corresponding distance from the camera 20.
  • the measurement position II and the recording position III coincide.
  • the camera 20 simultaneously triggers a product-related image upon receipt of the signal from the positioning device 13 in order to achieve a sharp image.
  • the image of the product 50 is made in such a way that its position is determined by the position sensor 13 when the image is triggered.
  • the longitudinal conveyor 1 sweeps over an angle ⁇ due to its rotational movement.
  • the product 50 remains aligned parallel to the transport direction I and at the same time experiences a movement perpendicular to the transport direction I resulting from the rotational movement of the longitudinal conveyor 1.
  • the measuring position II is upstream of the receiving position III in the transport direction I. This means that the product 50 approaches the recording position III due to the movement of the product 50 in the transport direction I after passing the measuring position II and the camera 20 triggers the recording of the image when the product 50 passes the recording position III.
  • the correct recording position III for the camera 20 is thus obtained from the signal transmitted by the position sensor 13 and the angle difference a.
  • the movement of the products 50 in the strand direction or the transport direction 1 is used in order to obtain a recording of the end face 51 with the correct distance between the camera 20 and the end face 51. This can preferably take place after products 50 have been picked up by the longitudinal conveyor 1.
  • Figure 3 shows a device 10 according to a further embodiment of the invention, in which a camera 20 can be moved into a trigger position in or against the direction of the end face 51 of the products 50 as a function of a signal from a position sensor 13, the position sensor 13 being directed to a measuring position II is.
  • the camera 20 is arranged here with an electronic signal processing device 24 in a housing 104.
  • the products 50 to be inspected are conveyed in a cross conveyor 2 designed as a drum.
  • the products 50 are held in troughs 103.
  • the cross conveyor 2 executes a rotational movement about an axis of rotation at a defined angular speed.
  • the position sensor 13 records the position of the product 50 within the trough 103.
  • the product 50 then moves in the direction of rotation in accordance with the rotational movement and arrives from the measuring position II to a recording position III, which is provided by the camera 20 and, in this embodiment, a beam deflector 102.
  • the beam deflection 102 can be dispensed with if the optical axis of the camera 20 is aligned coaxially with the transverse conveyor and is thus directed at the product 50.
  • the beam deflector 102 includes, for example, prisms and / or mirrors.
  • a time defined by the arrangement of the positions II, III and the angular speed of the cross conveyor 2, elapses in which the camera 20 can be moved into the release position.
  • the trigger position of the camera 20 can be determined by the distance between the camera 20 and the product 50 or the position of the product 50 in the troughs 103 of the cross conveyor 2 by the position sensor 13 at the measuring position II.
  • the camera 20 is held on a displacement device 100 designed as a linear slide in order to enable the camera 20 to be adjusted.
  • a motor 101 By means of a motor 101, the position of the camera 20 can be moved along the displacement device 100 parallel to the longitudinal axis of the products 50 in order to be able to set the distance between the camera 20 and an end face 51 of the product 50 to be inspected.
  • the motor 101 is, for example, an electrically driven motor, preferably a stepping motor and / or a linear motor.
  • the position of the camera 20 can be determined by means of a suitable sensor and / or preferably by means of the stepping motor.
  • the trigger position of camera 20 necessary for a sharp image can be set, for example after a brand and / or format change.
  • the displacement device 100 and / or the motor 101 can be dispensed with if the camera 20 has, for example, a variable focal plane that adjusts the focal plane of the camera 20 or the lens of the camera 20 to the distance between the camera 20 and the end face 51 allowed.
  • an operator of the device 10 carries out a rough adjustment adapted to the format and a fine adjustment takes place with the means described in the embodiments.
  • Feedback about the automatic adjustment can preferably be given to the operator.
  • Figure 4 schematically illustrates an arrangement for recording images of the end faces 51 of products 50 with different lengths 204, 205.
  • the different lengths 204, 205 of the products 50 can come about, for example, through a format change.
  • the distances 201, 202 between the camera 20 and the end face 51 of the product 50 to be inspected are different.
  • a longer product 50 leads to a smaller distance 201 while a shorter product 50 leads to a larger distance 202.
  • the camera 20 can be moved into a release position in accordance with the distances 201, 202 and / or can have a variable focal plane.
  • the variable focal plane can be set in such a way that it is always set according to the distance 201, 202 when an image is recorded.
  • variable focal plane can be achieved by a zoom lens in order to be able to focus and sharply image the end faces 51 at the given distances 201, 202.
  • the different distances 201, 202 are not only due to a format change, but also due to inaccurate positioning of the products 50 in, for example, a transverse conveyor 2, which can be compensated for in accordance with the embodiments of the invention.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion einer Stirnfläche eines stabförmigen Rauchartikels mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Inspektion einer Stirnfläche eines stabförmigen Rauchartikels mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 10.
  • Stabförmige Rauchartikel sind z.B. Zigaretten, Zigarillos, Heat Not Burn-Produkte (HNB-Produkte) oder ähnliche Produkte, welche zur Inhalation eines Konsumenten vorgesehen sind. Dabei können trotz des Begriffs nicht nur Rauch sondern stattdessen oder zusätzlich auch ätherische oder medizinische Substanzen zur Inhalation vorgesehen sein. Als stabförmige Rauchartikel sind dabei auch Vorprodukte von Rauchartikeln zu verstehen wie z.B. Filterstäbe, Tabakstöcke mit einem durch einen Umhüllungsstreifen formstabilisierten Tabakmaterial, Segmente von HNB-Produkte, wie rohrförmige Kühlabschnitte, geschmacksbeeinflussende Segmente oder dergleichen anzusehen, welche nachfolgend mit anderen Vorprodukten zu einem fertigen stabförmigen Rauchartikel verbunden werden.
  • Die stabförmigen Rauchartikel und Vorprodukte der Rauchartikel werden nachfolgend in der Beschreibung zur Vereinfachung als Produkte bezeichnet.
  • Zur Förderung von Produkten wird eine Fördereinrichtung verwendet, welche einen Formatabschnitt umfasst, in dem ein endloser Strang eines Materials, wie zum Beispiel eines Tabaks oder Tows, auf eine endlose Bahn eines Hüllenmaterials aufgelegt wird, welcher dann durch Umlegen und Verkleben der Randseiten des Hüllenmaterials zu einem festen Strang fixiert wird. Dieser formfeste Strang wird anschließend mittels eines rotierenden Messerträgers mit mehreren radial außen abrangenden Messern in zylindrische beziehungsweise stabförmige Produkte mit einer vorbestimmten Stablänge geschnitten. Nach dem Schneiden werden die Produkte auf einer Führungseinrichtung als Strang von aneinander anliegenden Einzelprodukten in einer längsaxialen Transportrichtung beziehungsweise Strangrichtung zu einem Übernahmepunkt weitergeschoben oder alternativ auch aktiv weitertransportiert. In dem Übernahmepunkt werden die Produkte mit einem Längsförderer von der Führungseinrichtung abgefördert und zu einem Übergabepunkt transportiert, in dem die Produkte von dem Längsförderer quer zu ihrer Längsrichtung an einen Querförderer übergeben werden. Der formfeste Strang oder der Strang von aneinander anliegenden Einzelprodukten kann auch ohne Umhüllungspapier vorliegen, beispielsweise zur Förderung und Anwendung von Non-wrapped-acetat-Filtern (NWA-Filtern).
  • Der Längsförderer ist durch eine rotatorisch angetriebene Trommel gebildet, welche eine Mehrzahl von vorstehenden, drehbar gelagerten Hebelarmen aufweist. An jedem der Hebelarme sind ein oder mehrere axial beabstandete Aufnahmen vorgesehen, an denen ein oder mehrere parallel zu den zugeführten Produkten ausgerichtete, mit Unterdruck beaufschlagbare Rinnen beziehungsweise Mulden vorgesehen sind. Die Hebelarme führen während des Umlaufs der Trommel für einen außenstehenden Betrachter eine zu der Drehbewegung der Trommel gegensinnige Drehbewegung aus, so dass die Aufnahmen auf einer elliptischen Bewegungsbahn geführt werden. Die Aufnahmen selbst werden während der Umlaufbewegung der Trommel und der Hebelarme mittels einer Mechanik in einer konstanten, vorzugsweise horizontalen Ausrichtung gehalten, was eine Ausrichtung der in den Aufnahmen gehaltenen Produkte gewährleistet, wobei die Längsachsen der Produkte stets vorzugsweise parallel zur Transportrichtung des zugeführten Stranges sind. Während des Umlaufens der Trommel werden die Aufnahmen mit den daran vorgesehenen Rinnen in einem Übernahmepunkt so dicht an den Produkten vorbeigeführt, dass die Produkte durch den in den Rinnen wirkenden Unterdruck angesaugt und von der Fördereinrichtung abgefördert werden. Während der weiteren Transportbewegung werden die Produkte zu einem Übergabepunkt bewegt, in dem die Rinnen mit den darin gehaltenen Produkten eine vorzugsweise reine Querbewegung zu ihren Längsachsen beziehungsweise zu der Transportrichtung der Führungseinrichtung ausführen. Ferner ist ein Querförderer vorgesehen, welcher ebenfalls durch eine rotatorisch antreibbare Trommel gebildet ist, aber mit seiner Drehachse in einer vorzugsweise rechtwinkligen Anordnung zu der Drehachse des Längsförderers angeordnet ist. An der radial äußeren Mantelfläche des Querförderers sind eine Mehrzahl von ebenfalls mit Unterdruck beaufschlagbarer und parallel zu der Drehachse des Querförderers ausgerichteter Rinnen vorgesehen, welche in dem Übergabepunkt so dicht an den Rinnen des Längsförderers und den darin gehaltenen Produkten vorbeigeführt werden, dass die Produkte quer zu ihrer Längsachse übernommen und weitertransportiert werden.
  • Ein Problem bei dem Transport der Produkte ist, dass die Rinnen der Aufnahmen des Längsförderers in dem Übernahmepunkt mit einer höheren Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit der zugeführten Produkte (auch Übergeschwindigkeit genannt) bewegt werden müssen, damit die dem Längsförderer auf der Führungseinrichtung zugeführten Produkte auf keinen Fall aufstauen oder während der Übernahmebewegung mit dem nachfolgenden Produkt kollidieren können. Die Übergeschwindigkeit ist dabei außerdem abhängig von der Stablänge der Produkte, da die Drehzahl des Längsförderers der Fördereinrichtungen auch für den Transport von Produkten unterschiedlicher Stablänge gleich ist, und die Stranggeschwindigkeit der zugeführten Produkte auf eine vorbestimmte Anzahl von zu übernehmenden Produkten je Zeiteinheit abgestimmt werden muss. Die Produkte werden aus diesen Gründen unter ungünstigen Umständen mit einer bis zu zweifachen Übergeschwindigkeit im Vergleich zu der Zuführgeschwindigkeit der Produkte übernommen. Die Rinnen selbst weisen ferner eine bestimmte Oberflächenrauheit auf, welche die wirkenden Reibkräfte zwischen den Rinnen und den Produkten bei der Übernahme mitbestimmt.
  • Aufgrund dieser Übergeschwindigkeit werden die Produkte bei der Übernahme ruckartig beschleunigt, wodurch auf die Produkte bestimmte Kräfte in Axial- und Radialrichtung wirken, welche unter anderem für den Kopfausfall der Produkte ursächlich sind. Die Übergeschwindigkeit sollte daher grundsätzlich möglichst gering bzw. nur um einen geringfügigen Betrag höher als die Zuführgeschwindigkeit der Produkte sein. Außerdem ist es nicht zu vermeiden, dass die Stäbe mit einem Schlupf übernommen werden, was z.B. an einer zu hohen Übergeschwindigkeit oder an einer Verminderung der Oberflächenrauheit der Rinnen nach einer längeren Betriebszeit liegen kann. Dieser Schlupf kann eine Abweichung der relativen Ist-Lage der Produkte in Längsrichtung der Rinnen des Längsförderers von der vorgegebenen Soll-Lage zur Folge haben, welche zwangsläufig auch eine Abweichung der Ist-Lage der Produkte in Längsrichtung der Rinnen des Querförderers von einer vorgegebenen Soll-Lage zur Folge hat. Da die Produkte von dem Querförderer ausschließlich quer zu ihren Längsachsen transportiert werden, bleibt diese Abweichung auch während des weiteren Transportweges erhalten, sofern diese nicht z.B. mittels einer seitlichen Anlagescheibe weggetaumelt wird. Die Ausrichtung der Produkte in den Rinnen des Querförderers ist insbesondere dann von besonders großer Bedeutung, wenn die Produkte in doppelter Länge transportiert werden und in dieser Stellung auf dem Querförderer in Produkte einfacher Länge geschnitten werden, da die Lage der Produkte in den Rinnen des Querförderers bei einer feststehenden Schnittkante auch anschließend die Längen der geschnittenen, einfach langen Produkte entscheidend mit beeinflusst.
  • Für die Qualitätsüberwachung bei der Herstellung der Produkte, beispielsweise bei der Filter-/Zigarettenherstellung, ist beispielsweise in Filterherstellmaschinen ein auf bildgebende Sensorik basierender Stirnflächensensor vorgesehen. Die Produkte werden typischerweise einer optischen Prüfung mittels einer Kamera, die zur Aufnahme von Bildern einer Stirnfläche der Produkte eingerichtet ist, unterzogen. Die von der Kamera aufgenommenen Bilder werden anschließend durch eine elektronische Signalverarbeitungseinrichtung ausgewertet.
  • Eine Messvorrichtung für die On-line Messung ist beispielsweise aus der EP 2 677 273 B1 bekannt. Die Messvorrichtung ist zur optischen Prüfung der Stirnflächen von in einem Querförderer geförderten Produkten eingerichtet und schlägt in einer Ausführungsform die Qualitätsprüfung mittels einer Digitalkamera für 2D-Aufnahmen vor Die US 2015/0374028 A offenbart eine Vorrichtung zur Inspektion der Porositäts eines stabförmigen Rauchartikels.
  • Die Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage der Produkte in dem Querförderer von bis zu ± 5 mm impliziert jedoch eine Unschärfe der aufgenommenen Bilder durch die von der Fokusebene der Kamera abweichende und ungenaue Positionierung der Produkte innerhalb der Mulden des Querförderers, was eine zuverlässige Inspektion der Stirnfläche auf der Trommel erschwert.
  • Eine mögliche Ausrichtung der Produkte innerhalb der Mulden der Trommel in axialer Richtung findet typischerweise zur Mitte der Abgabetrommel statt. Dies führt dazu, dass sich der Abstand zwischen der Stirnfläche eines Produktes und der Kamera bei einer Längenänderung der Produkte beziehungsweise einem Formatwechsel verändert. Dadurch ist nach der Längenänderung beziehungsweise dem Formatwechsel der Abstand zwischen der Kamera und der zu inspizierenden Stirnfläche ein anderer als vor der Längenänderung beziehungsweise dem Formatwechsel, und eine gültige Messung mit der Kamera ist nicht möglich. Gemäß dem Stand der Technik muss die Kamera bisher nach jedem Formatwechsel erneut justiert werden.
  • Eine ungenaue Justage führt zu einem unscharfen Bild. Ferner muss der Abbildungsmaßstab eingehalten werden, um eine korrekte Bildauswertung in der elektronischen Signalverarbeitungseinrichtung sicherzustellen. Ein Fehler der Justage der Kamera beziehungsweise im Abstand zwischen Kamera und zu inspizierender Stirnfläche stellt daher eine Fehlerquelle dar, die nicht beziehungsweise nur schwer anhand der Messdaten erkannt werden kann. Somit besteht die Gefahr, dass die Messwerte der Kamera nicht korrekt sind, dies jedoch nicht bemerkt wird. Die oben beschriebene Abweichung zwischen der Ist-Lage und der Soll-Lage der Produkte in dem Querförderer stellt eine zusätzliche, nicht durch eine Justage zu behebende Abweichung dar. Dies kann dazu führen, dass Produkte mit verminderter Qualität nicht ordnungsgemäß erkannt werden.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, welche eine effektive und zuverlässige Qualitätssicherung durch eine zuverlässige optische Prüfung der Produkte ermöglichen.
  • Zur Lösung der Aufgabe werden erfindungsgemäß eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass ein auf eine Messposition gerichteter Positionssensor vorgesehen ist, welcher bei der Förderung der Rauchartikel durch die Messposition ein Signal erzeugt und an die Kamera weiterleitet, und die Kamera in Abhängigkeit von dem Signal des Positionssensors auslösbar und/oder in eine Auslöseposition verfahrbar ist.
  • Die Erfindung hat erkannt, dass der Abstand zwischen der Kamera und dem Rauchartikel einen festgelegten Wert einhalten muss, um mit der Kamera eine für die Auswertung ausreichend scharfe Abbildung zu generieren. Das Auslösen der Kamera in Abhängigkeit von dem Signal des Positionssensors gewährleistet, dass die Kamera Bilder nur unter der Bedingung aufnimmt, wenn sich der Rauchartikel in einer definierten Position befindet, die zum Zeitpunkt der Sensierung durch den Positionssensor der Messposition entspricht. Das Signal, welches anzeigt, dass sich der Rauchartikel in der Messposition befindet, wird sodann an die Kamera weitergeleitet, um eine Aufnahme auszulösen und/oder eine für eine Aufnahme günstige Bedingung hervorzurufen, bei der eine scharfe Abbildung gemacht werden kann. Das Sensieren kann auf unterschiedliche Arten realisiert sein, z.B. indem direkt auf den Rauchartikel und/oder auf ein mit der Position des Rauchartikels gekoppeltes Maschinenteil referenziert wird. Durch die definierte Position des Rauchartikels kann die Kamera so angeordnet sein und/oder in die Auslöseposition verfahrbar sein, dass die Entfernung zwischen Kamera und dem Rauchartikel dem festgelegten Abstand entspricht, um ein scharfes Bild mit der Kamera aufzeichnen zu können. Das Verfahren in die Auslöseposition dient dem exakten Einstellen des Abstandes und gewährleistet eine scharfe Abbildung der Stirnfläche. Eine Schwankung der Position des Rauchartikels, beispielsweise bei der Übernahme, kann somit bei der Aufnahme des Bildes berücksichtigt werden. Auch eine Variation der Länge der Rauchartikel kann somit ohne weiteren Aufwand kompensiert werden. Eine im Stand der Technik sonst übliche manuelle Justage der Auslöseposition auf die entsprechende Länge des Rauchartikels ist somit nicht notwendig, d.h. die Vorrichtung und das entsprechende Verfahren gemäß der Erfindung arbeiten formatunabhängig. Die Aufnahme eines Bildes durch die Kamera kann so erfolgen, dass die Kamera auf Grundlage des erzeugten Signals die Belichtung über eine bestimmte Belichtungszeit, beispielsweise im Bereich von Sekundenbruchteilen, gewährleistet und während der Belichtung ein Beleuchtungsmittel die zu inspizierende Stirnfläche beleuchtet. Wahlweise kann das Beleuchtungsmittel eine LED umfassen. Die Beleuchtungsdauer kann vorzugsweise kleiner als die Belichtungszeit sein.
  • Vorzugsweise löst die Kamera gleichzeitig zum Eingang des Signals eine Aufnahme eines Bildes des von dem Positionssensor detektierten Rauchartikels aus, um im Falle eines dem für eine scharfe Abbildung festgelegten Wert entsprechenden Abstandes zwischen Kamera und Rauchartikel ein scharfes Bild von dem jeweils am Positionssensor vorbei geführten Rauchartikel mit der Kamera aufzeichnen zu können. In dieser Ausführungsform passiert der Rauchartikel zum Zeitpunkt der Erzeugung des Signals die Fokusebene des Objektivs der Kamera, d.h. die Messposition liegt in der Fokusebene der Kamera beziehungsweise die Auslöseposition ist von der Messposition um einen zur Fokusebene entsprechenden Wert beabstandet. Ein gleichzeitiges Auslösen einer Aufnahme bewirkt somit ein scharfes Bild des sensierten beziehungsweise detektierten Rauchartikels. Unter dem gleichzeitigen Auslösen sind auch signaltechnisch bedingte Zeitdifferenzen zu verstehen, welche sich beispielsweise durch die Signalleitung von dem Positionssensor zur Kamera oder durch die Signalverarbeitung in dem Positionssensor und/oder der Kamera ergeben können und beispielsweise im Bereich von wenigen Mikrosekunden liegen können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ermittelt die elektronische Signalverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal des Positionssensors und der Zeitspanne, welche der Rauchartikel zur Bewegung aus der Messposition in die Aufnahmeposition benötigt, einen Auslösezeitpunkt der Kamera zum Auslösen eines Bildes, beispielsweise um die Anordnung des Positionssensors und der Kamera unter Ausnutzung der Bewegung des Rauchartikels und/oder der Fördereinrichtung örtlich voneinander entkoppeln zu können. In dieser Ausführungsform passiert der Rauchartikel beispielsweise aufgrund der Bewegung der Fördereinrichtung nach dem Zeitpunkt der Erzeugung des Signals mit einem Zeitversatz die Fokusebene. Somit kann die Kamera auf eine von der Messposition verschiedene Aufnahmeposition gerichtet sein, die zu einem definierten Zeitpunkt von dem Rauchartikel passiert wird, was eine an die konstruktiven Umstände anpassungsfähige Anordnung der Kamera ermöglicht. Der Auslösezeitpunkt wird so ermittelt, dass sich genau der von dem Positionssensor detektierte Rauchartikel zum Auslösezeitpunkt durch die Aufnahmeposition bewegt, um definierte und produktbezogene Aufnahmen machen zu können.
  • Bevorzugt wird der Auslösezeitpunkt in Abhängigkeit von der Bewegung des Querförderers bestimmt, um eine definierte Winkelgeschwindigkeit beziehungsweise Drehzahl des vorzugsweise als Trommel ausgeführten Querförderers für eine exakte Prognose der Bewegung der Rauchartikel im Querförderer zu nutzen und so die Bewegung der Rauchartikel durch die Aufnahmeposition zu bestimmen. In dieser Ausführungsform ist die optische Achse der Kamera vorzugsweise parallel zu der Drehachse des Querförderers und mithin parallel zu den Längsachsen der im Querförderer geförderten Rauchartikel.
  • Vorteilhaft wird der Auslösezeitpunkt in Abhängigkeit von der Bewegung des Rauchartikels in einer Transportrichtung des Rauchartikels bestimmt. Die Transportrichtung des Rauchartikels ist in der Führungseinrichtung gleich der Längsachse der als Strang geförderten Rauchartikel. Bevorzugt wird der Auslösezeitpunkt in Abhängigkeit von der Transportrichtung des Rauchartikels in der Führungseinrichtung beziehungsweise parallel dazu ermittelt, da damit die Bewegung des Rauchartikels in oder entgegen der Richtung der Kamera genutzt wird, welche die relevante Richtung für die scharfe Abbildung der Stirnfläche ist. In dem Querförderer ist die Transportrichtung der Rauchartikel senkrecht zu deren Längsachsen und aus der Transportrichtung und der Position der Rauchartikel lässt sich exakt bestimmen, wann die jeweiligen Produkte die Aufnahmeposition durchqueren.
  • Vorzugsweise ist der Positionssensor derart angeordnet, dass er die Position eines Rauchartikels detektiert, welcher von einem zwischen der Führungseinrichtung und dem Querförderer angeordneten, zu einer Rotationsbewegung antreibbaren Längsförderer transportiert wird, um eine Aufnahme des Rauchartikels machen zu können, nachdem der Rauchartikel an einem Übernahmepunkt von der Führungseinrichtung vom Längsförderer übernommen wurde. Der Längsförderer fördert die Rauchartikel in und/oder parallel zu der Transportrichtung beziehungsweise in längsaxialer Richtung der Rauchartikel. Somit kann vorzugsweise die Bewegung des Längsförderers für die Ermittlung des Auslösezeitpunkt genutzt werden. In dieser Ausführungsform wird ein produktbezogenes Bild von dem mit dem Positionssensor sensierten Rauchartikel gemacht, nachdem es durch die Übergeschwindigkeit eine ungenaue Position in den das Rauchartikel haltenden Rinnen des Längsförderers einnimmt. Die Fehlerquelle der Übernahme der Rauchartikel liegt damit in Bezug auf die Transportrichtung stromaufwärts zu der Messposition, so dass dieser Fehler bereits in der detektierten Position des Rauchartikels enthalten ist und ausgeglichen werden kann. In dieser Ausführungsform kann vor der Übergabe an den Querförderer eine Qualitätsprüfung an einer definierten Position durchgeführt werden. Beispielsweise kann so die Transportgeschwindigkeit des Längsförderers in Transportrichtung in die Bestimmung des Auslösezeitpunktes einbezogen werden.
  • Vorzugsweise wird der Auslösezeitpunkt in Abhängigkeit von der Rotationsbewegung des Längsförderers bestimmt. In dieser Ausführungsform ist der Längsförderer vorzugsweise als Trommel ausgeführt und führt eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse durch. Durch die Rotation mit vorzugsweise konstanter Winkelgeschwindigkeit wird der Rauchartikel mit einer bestimmbaren Geschwindigkeit gefördert und die Position zur Aufnahme zum Aufnahmezeitpunkt ist ausgehend von der Messposition exakt bestimmbar.
  • Vorzugsweise wird der Auslösezeitpunkt unter Berücksichtigung eines sich aus der Messposition und der Aufnahmeposition ergebenden Drehwinkels des Längsförderers bestimmt, um eine definierte Position für die Qualitätsprüfung anhand der Dynamik des Längsförderers auf besonders einfache und exakte Art bestimmbar zu machen. Die Rotation des Längsförderers um einen Winkel führt zu einer Bewegung quer zur Transportrichtung beziehungsweise zur Längsachse des Rauchartikels und erlaubt die Anordnung der Kamera, so dass deren optische Achse nicht auf die Führungsbahn gerichtet sein muss. Die Kamera kann an die konstruktiven Gegebenheiten anpassbar und mit ihrer optischen Achse parallel zur Transportrichtung der Führungsbahn angeordnet sein. Dabei wird der Auslösezeitpunkt so bestimmt, dass zum Zeitpunkt der Aufnahme des Messsignals durch den Positionssensor die Zeit hinzuaddiert wird, welche notwendig ist, um den von dem Längsförderer transportierten, detektierten Rauchartikel aus der Messposition in die Aufnahmeposition zur Aufnahme des Bildes durch die Kamera zu bewegen.
  • Bevorzugt ist der Positionssensor dazu eingerichtet, beim Passieren der zu inspizierenden Stirnfläche das Signal zu erzeugen, um das Signal direkt an die Position der zu inspizierenden Stirnfläche zu koppeln und von dieser scharfe Bilder mit der Kamera aufnehmen zu können.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Kamera eine Fokusebene auf und ist so auslösbar und/oder verfahrbar, dass sich die zu inspizierende Stirnfläche in der Fokusebene befindet beziehungsweise die Fokusebene zur Aufnahme eines Bildes zu einem definierten Zeitpunkt durchquert. Somit ist die Fokusebene eine Soll-Ebene, in der sich die Stirnfläche des Produktes befinden soll, um ein scharfes Bild der Stirnfläche aufnehmen zu können. Mit der von dem Positionssensor gemessenen Position kann die Laufzeit berechnet werden, die verstreicht bis die Stirnfläche die Fokusebene durchquert und bei dem Durchqueren der Fokusebene kann das Bild der Stirnfläche aufgenommen werden.
  • Vorteilhaft ist die Kamera mittels einer Verschiebeeinrichtung in, oder entgegen der Richtung der Stirnfläche verfahrbar ist, um den Abstand zwischen der Kamera und der Stirnfläche, d.h. zwischen der Auslöseposition und der Aufnahmeposition einstellen zu können. Beispielsweise ist die Verschieberichtung der Kamera parallel zu der Drehachse des Querförderers, zu der Strangrichtung der Rauchartikel in der Führungseinrichtung und/oder senkrecht zur Rotationsachse des Längsförderers ausgerichtet.
  • Vorzugsweise ist die Kamera auf eine Fokusebene einstellbar, um ein scharfes Bild aufnehmen zu können. In dieser Ausführungsform weist die Kamera vorzugsweise ein Zoomobjekt und/oder Autofokus auf. In dieser Ausführungsform weist die Kamera eine variable Fokusebene auf und die Fokusebene ist durch die Einstellung der Kamera an die ermittelte Position des Rauchartikels in der Aufnahmeposition anpassbar.
  • Vorteilhaft ist der Positionssensor ein optischer Wegsensor, um den Abstand zwischen Positionssensor und Rauchartikel ermitteln zu können.
  • Bevorzugt umfasst der Positionssensor eine Lichtschranke, und der Positionssensor ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen Lichtstrahl senkrecht zu den Längsachsen der Rauchartikel zu sensieren, um das Passieren des Rauchartikels beziehungsweise der Stirnfläche effektiv und einfach sensieren zu können. In dieser Ausführungsform wird das Signal bei der Detektion eines Rauchartikels dadurch erzeugt, indem ein Rauchartikel die Lichtschranke durchfährt und dadurch der Lichtstrahl unterbrochen wird, wodurch dieser kurzzeitig, d.h. während der Rauchartikel die Messposition durchfährt, nicht auf den Positionssensor trifft und dadurch das Signal auslöst. Vorzugsweise wird der Lichtstrahl von dem Positionssensor und/oder einer Lichtsendevorrichtung ausgesendet und der Positionssensor ist vorzugsweise als Lichtsensor ausgeführt, welcher dazu eingerichtet ist, den Lichtstrahl zu sensieren.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    eine schematische Abbildung eines Querförderers mit darin befindlichen Produkten;
    Fig. 2
    eine schematische Abbildung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kamera in Abhängigkeit von einem Signal des Positionssensors auslösbar ist;
    Fig. 3
    eine schematische Abbildung einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kamera in Abhängigkeit von einem Signal des Positionssensors in eine Auslöseposition verfahrbar ist; und
    Fig. 4
    eine schematische Abbildung einer Anordnung zur Aufnahme von Stirnflächen von Produkten verschiedener Länge.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Abbildung eines Querförderers 2 mit darin befindlichen Rauchartikeln 5, welche folgend als Produkte 50 bezeichnet werden, und den zu inspizierenden Stirnflächen 51 der Produkte 50 zur Verdeutlichung des zugrunde liegenden Problems. Die Übergabeposition der Produkte 50 auf den Querförderer 2 hängt von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Geschwindigkeit der Produkte 50 in einem schematisch gezeigten Längsförderer 1, ab. Typischerweise entstehen Schwankungen der Positionen der Produkte 50 in den in der Figur 3 gezeigten Mulden 103, welche die Produkte 50 tragen, von bis zu etwa ± 5 mm in Längsrichtung der Produkte 50. Diese Schwankung bewirkt gemäß dem Stand der Technik eine unscharfe Bildgebung der Stirnfläche 51 durch eine in Figur 1 nicht gezeigte Kamera 20.
  • In Figur 2 ist eine schematische Abbildung einer Vorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu sehen, bei der eine Kamera 20 vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von einem Signal eines Positionssensors 13 auslösbar ist. Eine Signalverarbeitungseinrichtung 24 wertet die von der Kamera 20 aufgenommenen Bilder aus.
  • Die Produkte 50 werden auf einer Führungseinrichtung 4 als Strang von aneinander anliegenden Einzelstäben in einer längsaxialen Transportrichtung I beziehungsweise Strangrichtung zu einem Übernahmepunkt weitergeschoben oder alternativ auch aktiv weitertransportiert. Die Transportrichtung I ist bevorzugt durch die Führungseinrichtung 4 definiert. In dem Übernahmepunkt werden die Produkte 50 mit einem nur schematisch in Form von Ellipsen dargestellten, als Trommel ausgeführten Längsförderer 1 von der Führungseinrichtung 4 abgefördert, welcher im Hause der Anmelderin auch als Spinne bezeichnet wird. Die Produkte 50 sind in dem Längsförderer 1 in nicht gezeigten beispielsweise an Hebelarmen angeordneten Aufnahmen gehalten, und der Längsförderer vollzieht eine Rotationsbewegung um eine senkrecht zu der Transportrichtung I ausgerichtete Rotationsachse. Die Aufnahmen behalten vorzugsweise während der Umlaufbewegung des Längsförderers 1 eine konstante, vorzugsweise horizontale Ausrichtung bei, was eine konstante, vorzugsweise horizontale Ausrichtung der Produkte 50 während der Förderung in dem Längsförderer 1 gewährleistet. Die Hebelarme bewegen sich dabei so, dass die Produkte 50 während der Förderung durch den Längsförderer 1 eine ellipsenförmige Bahn beschreiben. Die Produkte 50 sind in der Führungseinrichtung 4 und in den Aufnahmen des Längsförderers 1 stets vorzugsweise parallel zur Transportrichtung I ausgerichtet. Die Rotationsbewegung des Längsförderers 1 bewirkt einen Transport der Produkte 50 senkrecht beziehungsweise quer zur zugeführten Transportrichtung I; die Längsachse der Produkte ist stets in Transportrichtung I ausgerichtet. Diese Querbewegung kann jedoch durch eine geeignete Anordnung der Kamera 20, einen entsprechend groß gewählten Bildbereich und/oder einer Verschiebung einer im Bild definierten Region of Interest (ROI) vernachlässigt werden.
  • Das Produkt 50 bewegt sich, wie in Figur 2 dargestellt, aufgrund der Bewegung in der Führungseinrichtung 4 durch eine Messposition II, wobei der Positionssensor 13 dazu eingerichtet ist, die Produkte 50 in der Messposition II zu erfassen. Die Messposition II kann in nicht gezeigten Ausführungsformen auch so gewählt sein, dass das Produkt 50 die Messposition II aufgrund der Bewegung des Längsförderers 1 passiert. Dann wird beispielsweise mittels einer Lichtschranke des Positionssensors 13 die tatsächliche Position der Stirnfläche 51 nach der Übergabe auf den Längsförderer 1 detektiert.
  • Passiert das Produkt 50 die Messposition II erzeugt der Positionssensor 13 das Signal und leitet dieses an die Signalverarbeitungseinrichtung 24. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem Positionssensor 13 um eine Lichtschranke, die dazu eingerichtet ist, einen Lichtstrahl senkrecht zur Transportrichtung I auszusenden beziehungsweise zu sensieren. Das von der Fördereinrichtung 4 in Transportrichtung 1 zugeführte Produkt 50 passiert zunächst mit einer zu inspizierenden Stirnfläche 51 den Lichtstrahl des Positionssensors 13, was eine exakte Abschätzung der weiteren Trajektorie der Stirnfläche 51 auf der Fördereinrichtung 4 beziehungsweise auf der ellipsenförmigen Bahn des Längsförderers 1 erlaubt.
  • Die Signalverarbeitungseinrichtung 24 ist dazu eingerichtet, daraus einen Auslösezeitpunkt der Kamera 20 zu bestimmen. Der Auslösezeitpunkt charakterisiert die Aufnahme des Bildes und kann dazu Zeitpunkte für den Beginn und das Beenden der Belichtung sowie einen Zeitpunkt einer Beleuchtung oder Zeitpunkte für den Beginn und das Beenden einer Beleuchtung durch eine nicht gezeigte Beleuchtungsvorrichtung umfassen. Die Beleuchtung kann vorzugsweise während der Belichtung erfolgen und zur Beleuchtung kann in einer bevorzugten Ausführungsform das Aussenden eines Lichtblitzes vorgesehen sein. Der Auslösezeitpunkt kann sich beispielsweise aus der Geschwindigkeit der Produkte 50 auf der Führungsbahn und/oder der Winkelgeschwindigkeit des Längsförderers 1 ergeben. Der Auslösezeitpunkt wird vorzugsweise so ermittelt, dass das Produkt 50 zwischen dem Zeitpunkt der Messung und dem Auslösezeitpunkt von der Messposition II in eine Aufnahmeposition III bewegt wird. Zum ermittelten Auslösezeitpunkt erreicht das Produkt 50 die Aufnahmeposition und in der Kamera 20 wird die Aufnahme eines Bildes des vom Positionssensor 13 detektierten Produktes 50 ausgelöst und eine scharfe produktbezogene Abbildung der Stirnfläche 51 kann gemacht werden. Die Aufnahmeposition III befindet sich vorzugsweise in der Fokusebene der Kamera 20 in einem entsprechenden Abstand zur Kamera 20.
  • In anderen Ausführungsformen fallen die Messposition II und die Aufnahmeposition III zusammen. In diesen Ausführungsformen löst die Kamera 20 gleichzeitig bei Eingang des Signals der Positioniereinrichtung 13 ein produktbezogenes Bild aus, um eine scharfe Aufnahme zu erzielen. Dabei wird das Bild von dem Produkt 50 so gemacht, dass dessen Position beim Auslösen des Bildes durch den Positionssensor 13 ermittelt wird.
  • Zwischen der Messposition II und der die Kamera 20 charakterisierenden Aufnahmeposition III überstreicht die Längsförderer 1 aufgrund ihrer Rotationsbewegung einen Winkel a. Bei der Bewegung zwischen der Messposition II und der Aufnahmeposition III, beziehungsweise beim Überstreichen des Winkels a, bleibt das Produkt 50 parallel zu der Transportrichtung I ausgerichtet und erfährt gleichzeitig eine aus der Rotationsbewegung des Längsförderers 1 resultierende Bewegung senkrecht zu der Transportrichtung I. In dieser Ausführungsform ist die Messposition II der Aufnahmeposition III in Transportrichtung I vorgelagert. Das heißt, dass sich das Produkt 50 durch die Bewegung des Produkts 50 in Transportrichtung I nach dem Passieren der Messposition II der Aufnahmeposition III nähert und die Kamera 20 beim Passieren der Aufnahmeposition III des Produktes 50 die Aufnahme des Bildes auslöst. Somit ergibt sich die korrekte Aufnahmeposition III für die Kamera 20 aus dem durch den Positionssensor 13 ausgesendeten Signal und der Winkeldifferenz a.
  • Somit wird die Bewegung der Produkte 50 in Strangrichtung beziehungsweise der Transportrichtung 1 genutzt, um eine Aufnahme der Stirnfläche 51 mit korrektem Abstand zwischen Kamera 20 und Stirnfläche 51 zu erhalten. Dies kann vorzugsweise erfolgen, nachdem Produkte 50 von dem Längsförderer 1 aufgenommen wurden.
  • Figur 3 zeigt eine Vorrichtung 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Kamera 20 in Abhängigkeit von einem Signal eines Positionssensors 13 in eine Auslöseposition in oder entgegen der Richtung der Stirnfläche 51 der Produkte 50 verfahrbar ist, wobei der Positionssensor 13 auf eine Messposition II gerichtet ist. Die Kamera 20 ist hier mit einer elektronischen Signalverarbeitungseinrichtung 24 in einem Gehäuse 104 angeordnet. Die zu inspizierenden Produkte 50 werden in einem als Trommel ausgeführten Querförderer 2 gefördert. Die Produkte 50 werden dabei in Mulden 103 gehalten. Der Querförderer 2 vollzieht eine Rotationsbewegung um eine Drehachse mit einer definierten Winkelgeschwindigkeit.
  • Der Positionssensor 13 nimmt die Position des Produktes 50 innerhalb der Mulde 103 auf. Das Produkt 50 bewegt sich anschließend in Rotationsrichtung entsprechend der Rotationsbewegung und gelangt von der Messposition II zu einer Aufnahmeposition III, welche durch die Kamera 20 und, in dieser Ausführungsform, eine Strahlumlenkung 102 gegeben ist. In anderen Ausführungsformen kann auf die Strahlumlenkung 102 verzichtet werden, wenn die optische Achse der Kamera 20 koaxial zum Querförderer ausgerichtet und somit auf das Produkt 50 gerichtet ist. Die Strahlumlenkung 102 umfasst beispielsweise Prismen und/oder Spiegel.
  • Während der Bewegung des Produktes 50 von der Messposition II zur Aufnahmeposition III verstreicht eine durch die Anordnung der Positionen II, III und der Winkelgeschwindigkeit des Querförderers 2 definierte Zeit, in der die Kamera 20 in die Auslöseposition verfahren werden kann. Der Auslöseposition der Kamera 20 ist durch den von dem Positionssensor 13 an der Messposition II Abstand zwischen Kamera 20 und Produkt 50 beziehungsweise der Position des Produktes 50 in den Mulden 103 des Querförderers 2 bestimmbar.
  • Die Kamera 20 ist auf einer als Linearschlitten ausgeführten Verschiebeeinrichtung 100 gehalten, um eine Justage der Kamera 20 zu ermöglichen. Mittels eines Motors 101 lässt sich die Position der Kamera 20 entlang der Verschiebeeinrichtung 100 parallel zur Längsachse der Produkte 50 verfahren, um den Abstand zwischen der Kamera 20 und einer zu inspizierenden Stirnfläche 51 des Produktes 50 einstellen zu können. Der Motor 101 ist beispielsweise ein elektrisch angetriebener Motor, vorzugsweise ein Schrittmotor und/oder ein Linearmotor. Mittels eines geeigneten Sensors und/oder vorzugsweise mittels des Schrittmotors kann die Lage der Kamera 20 ermittelt werden. Anhand der bekannten Positionen von Produkt 50 und Kamera 20 kann die für eine scharfe Abbildung notwendige Auslöseposition der Kamera 20 eingestellt werden, beispielsweise nach einem Marken- und/oder Formatwechsel.
  • In anderen Ausführungsformen kann auf die Verschiebeeinrichtung 100 und/oder den Motor 101 verzichtet werden, wenn die Kamera 20 beispielsweise eine variable Fokusebene aufweist, die die Anpassung der Fokusebene der Kamera 20 beziehungsweise des Objektivs der Kamera 20 an den Abstand zwischen Kamera 20 und Stirnfläche 51 erlaubt.
  • Es ist auch denkbar, dass beispielsweise nach einem Formatwechsel ein Bediener der Vorrichtung 10 eine an das Format angepasste grobe Justage vornimmt und eine feine Justage mit den in den Ausführungsformen beschriebenen Mitteln stattfindet. Dem Bediener kann vorzugsweise Rückmeldung über die automatische Justage gegeben werden.
  • Figur 4 verdeutlicht schematisch eine Anordnung zur Aufnahme von Bildern der Stirnflächen 51 von Produkten 50 mit verschiedenen Längen 204, 205. Die verschiedenen Längen 204, 205 der Produkte 50 können beispielsweise durch einen Formatwechsel zustande kommen. Insbesondere nach einem Formatwechsel sind die Abstände 201, 202 zwischen der Kamera 20 und der zu inspizierenden Stirnfläche 51 des Produkts 50 verschieden. Ein längeres Produkt 50 führt zu einem kleineren Abstand 201 während ein kürzeres Produkt 50 zu einem größeren Abstand 202 führt. Die Kamera 20 kann entsprechend der Abstände 201, 202 in eine Auslöseposition verfahrbar sein und/oder eine variable Fokusebene aufweisen. Die variable Fokusebene kann so eingestellt werden, dass diese bei der Aufnahme eines Bildes immer entsprechend dem Abstand 201, 202 eingestellt wird. Beispielsweise kann die variable Fokusebene durch ein Zoomobjektiv erzielt werden, um bei den gegebenen Abständen 201, 202 die Stirnflächen 51 zu fokussieren und scharf abbilden zu können. Die verschiedenen Abstände 201, 202 kommen jedoch nicht nur durch einen Formatwechsel, sondern auch durch eine ungenaue Positionierung der Produkte 50 in beispielsweise einem Querförderer 2 zustande, welche gemäß den Ausführungsformen der Erfindung ausgeglichen werden können.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (10) zur Inspektion einer Stirnfläche (51) eines stabförmigen Rauchartikels (5), wobei die Rauchartikel (5) auf einer Führungseinrichtung (4) in längsaxialer Anordnung zuführbar und über einen Querförderer (2) aus der längsaxialen Führungseinrichtung (4) queraxial abförderbar sind, umfassend
    - eine Kamera (20), die zur Aufnahme von Bildern der sich in einer Aufnahmeposition (III) befindlichen Stirnfläche (51) eingerichtet ist, und
    - eine elektronische Signalverarbeitungseinrichtung (24) zur Auswertung der von der Kamera (20) aufgenommenen Bilder, dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein auf eine Messposition (II) gerichteter Positionssensor (13) vorgesehen ist, welcher bei der Förderung der Rauchartikel (5) durch die Messposition (II) ein Signal erzeugt und an die Kamera (20) weiterleitet, und
    - die Kamera (20) in Abhängigkeit von dem Signal des Positionssensors (13) auslösbar und/oder in eine Auslöseposition verfahrbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gekennzeichnet, dass
    - die Kamera (20) gleichzeitig zum Eingang des Signals eine Aufnahme eines Bildes des von dem Positionssensor (13) detektierten Rauchartikels (5) auslöst.
  3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die elektronische Signalverarbeitungseinrichtung (24) in Abhängigkeit von dem Signal des Positionssensors (13) und der Zeitspanne, welche der Rauchartikel (5) zur Bewegung aus der Messposition (II) in die Aufnahmeposition (III) benötigt, einen Auslösezeitpunkt der Kamera (20) zum Auslösen eines Bildes ermittelt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Auslösezeitpunkt in Abhängigkeit von der Bewegung des Rauchartikels (5) in einer Transportrichtung (I) des Rauchartikels (5) bestimmt wird.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Positionssensor (13) derart angeordnet ist, dass er die Position eines Rauchartikels (5) detektiert, welcher von einem zwischen der Führungseinrichtung (4) und dem Querförderer (2) angeordneten, zu einer Rotationsbewegung antreibbaren Längsförderer (1) transportiert wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Auslösezeitpunkt in Abhängigkeit von der Rotationsbewegung des Längsförderers (1) bestimmt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Auslösezeitpunkt unter Berücksichtigung eines sich aus der Messposition (II) und der Aufnahmeposition (III) ergebenden Drehwinkels (a) des Längsförderers (1) bestimmt wird.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Positionssensor (13) dazu eingerichtet ist, beim Passieren der zu inspizierenden Stirnfläche (51) das Signal zu erzeugen.
  9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Kamera (20) eine Fokusebene aufweist, und
    - die Kamera (20) so auslösbar und/oder verfahrbar ist, dass sich die zu inspizierende Stirnfläche (51) in der Fokusebene befindet beziehungsweise die Fokusebene zur Aufnahme eines Bildes zu einem definierten Zeitpunkt durchquert.
  10. Verfahren zur Inspektion einer Stirnfläche (51) eines stabförmigen Rauchartikels (5), wobei die Rauchartikel (5) auf einer Führungseinrichtung (4) in längsaxialer Anordnung zuführbar und über einen Querförderer (2) aus der längsaxialen Führungseinrichtung (4) queraxial abförderbar sind, umfassend
    - die Aufnahme von Bildern der sich in einer Aufnahmeposition (III) befindlichen Stirnfläche (51) mit einer Kamera (20),
    - die Auswertung der von der Kamera (20) aufgenommenen Bilder mit einer elektronischen Signalverarbeitungseinrichtung (24),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - mit einem auf eine Messposition (II) gerichteten Positionssensor (13) bei der Förderung der Rauchartikel (5) durch die Messposition (II) ein Signal erzeugt und an die Kamera (20) geleitet wird, und
    - die Kamera (20) in Abhängigkeit von dem Signal des Positionssensors (13) ausgelöst und/oder in eine Auslöseposition verfahren wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass gekennzeichnet, dass
    - die Kamera (20) gleichzeitig zum Eingang des Signals eine Aufnahme eines Bildes des von dem Positionssensor (13) detektieren Rauchartikel (5) auslöst.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    - in Abhängigkeit von dem Signal des Positionssensors (13) und der Zeitspanne, welche das Rauchartikel (5) zur Bewegung aus der Messposition (II) in die Aufnahmeposition (III) benötigt, ein Auslösezeitpunkt der Kamera (20) zum Auslösen eines Bildes ermittelt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Auslösezeitpunkt in Abhängigkeit von der Bewegung des Rauchartikels (5) in einer Transportrichtung (I) bestimmt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Auslösezeitpunkt in Abhängigkeit von einer Rotationsbewegung eines zwischen der Führungseinrichtung (4) und dem Querförderer (2) angeordneten, zu der Rotationsbewegung antreibbaren Längsförderers (1) bestimmt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Auslösezeitpunkt unter Berücksichtigung eines sich aus der Messposition (II) und der Aufnahmeposition (III) ergebenden Drehwinkels (a) des Längsförderers (1) bestimmt wird.
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