ITBO960311A1 - Metodo e dispositivo per il controllo dell'integrita' esteriore di sigarette - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E
dell'invenzione industriale dal titolo:
"Metodo e dispositivo per il controllo dell'Integrità esteriore di sigarette."
La presente invenzione è relativa ad un metodo per il controllo dell'integrità esteriore di sigarette.
In particolare, la presente Invenzione ha per oggetto un metodo del tipo suddetto utilizzabile, di preferenza, in macchine confezionatrici di sigarette.
Nelle macchine confezionatrici di sigarette è noto eseguire il controllo dell'Integrità esterna delle sigarette facendo avanzare queste ultime, l'una dietro l'altra e con il proprio asse perpendicolare alla direzione di avanzamento, lungo un percorso di controllo determinato che si svolge davanti ad un dispositivo ottico di controllo situato a valle di una unità di confezionamento.
Tale dispositivo di controllo esegue il campionamento di un numero limitato di generatrici campione della superficie esterna di ogni sigaretta confezionata, mediante la lettura delle immagini di tali generatrici campione ed il confronto delle immagini rilevate con un'immagine modello o immagine campione, allo scopo di segnalare l'eventuale presenza di difetti superficiali di confezionamento (per esempio: fori di ventilazione malformatl e/o ostruiti, incollatura discontinua, stampa imperfetta per posizione e/o intensità, ecc.) e per stabilire, di conseguenza, se accettare o meno la sigaretta stessa.
Il dispositivo di controllo è costituito in genere da una telecamera "CCD array" di scansione a monolinea (nota col nome di Line Scan Camera), in grado di effettuare delle scansioni secondo una singola linea o "lama" di lettura. In uso, la linea di lettura della telecamera colpisce una generatrice campione della superficie esterna della sigaretta che, di volta in volta, le si affaccia davanti.
Di solito si effettua la scansione di più generatrici campione della stessa sigaretta, utilizzando più telecamere disposte lungo il percorso di controllo: in questo caso la sigaretta, durante il suo avanzamento fra una telecamera e l'altra, viene fatta ruotare attorno al proprio asse longitudinale in modo da presentare all'analisi di ogni telecamera una generatrice diversa.
La metodologia di controllo sopra descritta presenta l'Inconveniente che, nel caso in cui corpi estranei (granelli di polvere, pulviscolo, particelle di tabacco, ecc.) si Interpongono durante la lettura fra la sigaretta ed il dispositivo ottico di controllo, quest'ultimo rileva una situazione anomala e di conseguenza può scartare delle sigarette anche se queste sono prive di difetti. In altri termini, non è possibile sapere a priori se un segnale di errore emesso dal dispositivo ottico di controllo corrisponde o meno ad un reale difetto della sigaretta in esame. Tale Inconveniente si presenta specialmente in un ambiente polveroso come quello in cui lavora normalmente una macchina confezionatrice di sigarette.
Scopo della presente invenzione è realizzare un metodo per controllare l'integrità esteriore di sigarette che permetta di ovviare all'inconveniente sopra descritto.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un metodo per il controllo dell'integrità esteriore di sigarette, comprendente la fase di trasportare, mediante un convogliatore, le sigarette, disposte all'Interno di rispettive sedi del convogliatore stesso, in una direzione di avanzamento determinata e lungo un percorso, una parte del quale è un percorso di controllo, percorrendo il quale ciascuna sigaretta viene esaminata dal punto di vista delle sue caratteristiche esterne, caratterizzato dal fatto che l'esame delle dette caratteristiche esterne delle sigarette è realizzato tramite almeno un mezzo rilevatore di tipo ottico a scansione plurilinea, disposto lungo il percorso di controllo, in grado di effettuare una pluralità di rilevamenti ottici ad Impulsi successivi; ogni singolo rilevamento ottico essendo effettuato secondo una rispettiva linea di scansione, le linee di scansione formando nel loro complesso un fascio di linee parallelamente affiancate l'una all'altra, e ciascuna sigaretta venendo esaminata dal detto mezzo rilevatore ottico una pluralità di volte, in corrispondenza di una medesima generatrice, secondo linee di scansione diverse e sequenziali e sincronizzate con l'avanzamento della sigaretta lungo il percorso di controllo.
La presente Invenzione è Inoltre relativa ad un dispositivo per l'attuazione del metodo sopra definito.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo per il controllo dell'integrità esteriore di sigarette, comprendente un convogliatore recante una pluralità di sedi ed in grado di spostare le sedi in una direzione di avanzamento lungo un percorso prestabilito, una parte del quale è un percorso di controllo, ciascuna sede essendo idonea ad accogliere una rispettiva sigaretta con il proprio asse longitudinale disposto trasversalmente alla direzione di avanzamento; almeno un mezzo di rilevamento ottico a scansione, situato sul percorso di controllo ed atto ad analizzare le caratteristiche esterne di almeno una generatrice di ogni sigaretta in transito lungo il percorso di controllo; caratterizzato dal fatto che il detto mezzo di rilevamento ottico a scansione è del tipo a plorilinea, in grado di effettuare una pluralità di rilevamenti ottici secondo rispettive linee di scansione formanti nel loro complesso un fascio di linee fra di loro parallele e disposte l'una a fianco dell'altra; ed essendo inoltre previsti del mezzi di sincronizzazione atti a sincronizzare fra di loro il detto mezzo di rilevamento ottico a scansione ed il detto convogliatore delle sigarette in modo tale che la detta pluralità di scansioni Interessi la medesima generatrice di ogni sigaretta in transito.
Preferibilmente i detti mezzi di rilevamento ottico comprendono almeno una telecamera "CCD array" di scansione a plurillnea {chiamata anche Time Oelay & Integration Line Scan Camera).
La presente Invenzione verrà ora descritta con riferimento al disegni annessi, che ne Illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista frontale schematica di una preferita forma di attuazione del dispositivo di controllo secondo la presente invenzione; e
- la figura 2 illustra in scala Ingrandita un particolare del dispositivo della figura 1 in successive fasi operative.
Con riferimento alle figure allegate, con 1 è Indicato nel suo complesso un dispositivo per controllare l'integrità esterna di sigarette 2, comprendente un convogliatore 3 di sigarette dotato di un rullo trasportatore 4, di tipo noto, facente parte di una macchina mettifiltro. Un rullo di alimentazione 5 provvede ad alimentare in successione le sigarette 2 da controllare al rullo trasportatore 4 ed un rullo di scarico 6 allontana le sigarette 2 già controllate. Sono previsti dei mezzi di comando, noti e non Illustrati, atti a porre in rotazione 1 vari rulli di trasporto attorno ai rispettivi assi.
Il rullo trasportatore 4 è provvisto di una pluralità di sedi periferiche 7, ciascuna delle quali è atta ad accogliere e trattenere una rispettiva sigaretta 2. Il rullo 4 è in grado di spostare le sedi 7 secondo una direzione di avanzamento F1 (oraria, con riferimento alla figura 1) e lungo un percorso 13 ad andamento circolare, una parte del quale è costituito da un percorso di controllo 8. Il rullo trasportatore 4 comprende inoltre dei mezzi, noti e non illustrati (descritti, ad esempio, nel brevetto statunitense No. 5,287,524 che qui si richiama per completezza di descrizione), i quali impegnano le due estremità longitudinali di ogni sigaretta 2 alloggiata in una relativa sede 7 in modo da imprimere alla sigaretta 2 stessa una rotazione F2 attorno al proprio asse longitudinale. Ogni sigaretta 2 è pertanto suscettibile di compiere, dietro comando, un movimento composto da un avanzamento F1 lungo il percorso di controllo 8 e da una rotazione F2 attorno al proprio asse longitudinale.
Il dispositivo 1 è provvisto di mezzi per analizzare le caratteristiche esteriori di almeno una generatrice 2a di ogni sigaretta 2 in transito lungo il percorso di controllo 8. Tali mezzi di analisi comprendono dei mezzi 9 rilevatori ottici a scansione, di tipo noto, in grado di compiere una pluralità di rilevamenti ottici o scansioni effettuati secondo rispettive linee di scansioni 10 ad andamento parallelo agli assi delle sigarette 2.
Nel loro complesso, le linee di scansione 10 sono disposte parallelamente l'una di fianco all'altra a formare un fascio di linee sostanzialmente allineato con la direzione di avanzamento delle sigarette 2. Le scansioni avvengono In modo discreto, ad impulsi sequenziali e con prestabilita frequenza, dalla prima all'ultima linea di scansione 10 del fascio. I citati mezzi 9 rilevatori, per quanto si dirà in seguito, sono in grado di controllare una pluralità di volte una medesima generatrice 2a di ogni sigaretta 2, Intendendo come generatrice una porzione estremamente ridotta della superficie cilindrica della sigaretta 2, di forma sostanzialmente rettangolare ed avente una dimensione longitudinale uguale alla lunghezza della sigaretta 2 stessa.
Tali mezzi 9 rilevatori comprendono di preferenza almeno una telecamera "CCD array" di scansione 11 a plurilinea (nota col nome di Time Delay & Integration Line Scan Camera) in grado di generare un fascio composto da una pluralità (per esempio 96) di linee parallele di scansione 10, emesse ad impulsi successivi l'una dopo l'altra. La larghezza di una singola linea di scansione 10 è dell'ordine di alcuni micrometri. Complessivamente la larghezza del fascio delle linee di scansione 10 è maggiore di almeno uno o due ordini di grandezza rispetto ad una singola linea di scansione 10. La forma di attuazione ora descritta prevede l'impiego di tre telecamere di scansione 11 plurilinea disposte lungo il percorso di controllo 8 e distanziate fra di loro, e ciascuna telecamera 11 è destinata a controllare una rispettiva generatrice 2a, 2b, 2c delle sigarette 2, come sarà meglio spiegato in seguito.
Il dispositivo 1 comprende di preferenza dei mezzi di sincronizzazione 14, di tipo noto e schematizzati nelle allegate figure, per sincronizzare il movimento delle sigarette 2 al loro passaggio davanti alle telecamere 11 (movimento che è composto da un avanzamento F1 del rullo trasportatore 4 e da una rotazione F2 delle sigarette su se stesse) con la frequenza delle linee di scansione 10 emesse dalle telecamere di scansione 11, facendo in modo che le scansioni relative ad un fascio di linee di scansione 10 associato ad una singola telecamera 11 interessino sostanzialmente sempre la stessa generatrice 2a della sigaretta 2 che di volta in volta passa davanti alla telecamera 11 stessa. Tali mezzi 14 di sincronizzazione pertanto controllano sia il rullo trasportatore 4 che 1 mezzi atti ad imprimere ad ogni sigaretta 1 una rotazione attorno al proprio asse.
In uso, quando una sigaretta 2 in transito si viene a trovare con una propria generatrice 2a esattamente in corrispondenza della prima linea di scansione 10 del fascio di linee generato dalla prima telecamera 11, quest'ultima effettua la prima scansione. Proseguendo nel proprio percorso, la sigaretta 2 viene fatta ruotare su se stessa (secondo il verso di rotazione F2) in modo da presentare la sopra citata generatrice 2a (cioè quella sottoposta in precedenza alla prima scansione) esattamente in corrispondenza della seconda linea di scansione 10 della telecamera 11 ed esattamente nel momento in cui la telecamera 11 effettua la seconda scansione; e cosi via per tutte le altre linee di scansione 10 del fascio.
E' corretto ipotizzare che, poiché in genere la velocità con la quale gli Impulsi di scansione avanzano lungo il fascio di linee di scansione 10 (tale velocità è esprimìbile, in termini matematici, come il prodotto della distanza fra due linee di scansione 10 adiacenti moltiplicata per la frequenza degli impulsi di scansione) è maggiore della normale velocità di avanzamento delle sigarette 2 lungo il percorso di controllo 8, se la sigaretta 2 non ruotasse su se stessa sarebbe sempre "in ritardo" rispetto agli impulsi di scansione e pertanto ogni scansione sarebbe relativa ad una generatrice diversa. Appunto per evitare questo fatto la sigaretta 2 è comandata a ruotare su se stessa nello stesso verso di rotazione del rullo trasportatore 4 {figura 2), cosicché la generatrice da analizzare possa seguire l'avanzamento sequenziale degli Impulsi di scansione. In figura 2 sono mostrate tre delle posizioni assunte in sequenza dalla sigaretta 2 al suo passaggio davanti al fascio di linee di scansione 10 generato da una telecamera 11.
Dopo ogni scansione il dispositivo 1 confronta, in modo noto, l'immagine rilevata con una immagine campione. Nel caso in cui uno o più elementi estranei (corpuscoli di polvere, particelle di tabacco, ecc.) siano Interposti fra la telecamera 11 e la sigaretta 2, alcune delle scansioni effettuate dalla telecamera 11 stessa potrebbero, a causa di questa presenza estranea (e non per reali difetti della sigaretta 2), rilevare Immagini non conformi all'Immagine campione. Ciò tuttavia non determina necessariamente lo scarto della sigaretta 2, poiché la maggior parte delle scansioni effettuate non è disturbata da tali presenze estranee: le usuali dimensioni delle particelle estranee in grado di alterare l'operazione di controllo sono infatti di gran lunga inferiori alla larghezza complessiva del fascio delle linee di scansione 10 emesso da una telecamera 11.
Una volta effettuata la pluralità di scansioni il dispositivo 1 determina il rapporto fra le scansioni "positive", cioè che hanno rivelato una situazione anomala sulla sigaretta 2, e le scansioni "negative": se tale rapporto supera un valore prefissato (reimpostabile), il dispositivo 1 emette, in modo noto, un segnale che può essere utilizzato, per esemplo, per azionare un dispositivo di scarto (non Illustrato) disposto a valle. Dopo essere passata davanti alla prima telecamera e prima di passare davanti alla seconda telecamera, la singola sigaretta 2 può essere fatta ruotare su se stessa (ad esempio di 120°) in modo tale che la seconda telecamera sia in grado di leggere un'altra generatrice ad esemplo indicata con 2b, della sigaretta 2 medesima; si ripete quindi il ciclo di operazioni sopra descritto.
Le descritte operazioni sono ripetute per la terza telecamera relativamente ad una generatrice 2c.
E' possibile ovviamente prevedere un numero maggiore di telecamere 11 disposte sul percorso di controllo 8, così da effettuare il campionamento di più generatrici diverse di ogni sigaretta 2, ma eseguendo sempre per ogni telecamera più controlli della stessa generatrice.
La descritta possibilità di effettuare un movimento di rotazione F2 di una sigaretta 2 attorno al proprio asse esplica una duplice funzione: la prima consiste nel sincronizzare il movimento della sigaretta 2 con l'emissione delle linee di scansione 10 di una telecamera 11, al fine di consentire di esaminare più volte la stessa generatrice con la stessa telecamera 11 senza bisogno di ricorrere ad una eccessiva velocità di avanzamento della periferia del rullo trasportatore 4; la seconda consiste nel consentire la campionatura di più generatrici della medesima sigaretta 2. Si noti infine che, sempre nel rispetto di un controllo ad elevata affidabilità, in quanto ripetuto una pluralità di volte su ogni generatrice (intesa nel senso sopra definito), è possibile, secondo la presente invenzione, estendere l'Ispezione ad un numero qualsiasi di generatrici e quindi ad una porzione di qualsiasi ampiezza della superficie cilindrica di ogni sigaretta.
Claims (8)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo per il controllo dell'Integrità esteriore di sigarette, comprendente la fase di trasportare, mediante un convogliatore (3), le sigarette (2), disposte all'interno di rispettive sedi (7) del convogliatore (3) stesso, in una direzione di avanzamento (F1) determinata e lungo un percorso (13), una parte del quale è un percorso di controllo (8), percorrendo il quale ciascuna sigaretta (2) viene esaminata dal punto di vista delle sue caratteristiche esterne, caratterizzato dal fatto che l'esame delle dette caratteristiche esterne delle sigarette (2) è realizzato tramite almeno un mezzo (9) rilevatore di tipo ottico a scansione plurilinea, disposto lungo il percorso di controllo (8), in grado di effettuare una pluralità di rilevamenti ottici ad Impulsi successivi; ogni singolo rilevamento ottico essendo effettuato secondo una rispettiva linea di scansione (10), le linee di scansione (IO) formando nel loro complesso un fascio di linee parallelamente affiancate l'una all'altra, e ciascuna sigaretta (2) venendo esaminata dal detto mezzo (9) rilevatore ottico una pluralità di volte, in corrispondenza di una medesima generatrice (2a), secondo linee di scansione (IO) diverse e sequenziali e sincronizzate con l'avanzamento (F1) della sigaretta (2) lungo il percorso di controllo (8).
- 2) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, le fasi di imprimere ad ogni sigaretta (2), almeno durante il suo passaggio davanti al fascio di linee di scansione (10), una rotazione in un verso di rotazione (F2) attorno al proprio asse longitudinale e di sincronizzare le dette linee di scansione (10) con 1 detti movimenti di avanzamento (F1) e di rotazione (F2) della sigaretta (2), in modo che venga esaminata la medesima generatrice (2a).
- 3) Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il detto mezzo (9) rilevatore ottico a scansione comprende almeno una telecamera "CCD array" di scansione (11) del tipo a plurllinea.
- 4) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere l'impiego di una pluralità di detti mezzi (9) rilevatori ottici a scansione, distribuiti lungo il percorso di controllo (8), e di comprendere l'ulteriore fase di ruotare le sigarette (2) attorno al proprio asse longitudinale durante il passaggio da un mezzo (9) rilevatore ottico a quello successivo, in modo da permettere l'esame di più generatrici (2a) di ogni sigaretta (2).
- 5) Dispositivo per il controllo dell'integrità esteriore di sigarette, comprendente un convogliatore (3) recante una pluralità di sedi (7) ed in grado di spostare le sedi (7) in una direzione di avanzamento (F1) lungo un percorso prestabilito, una parte del quale è un percorso di controllo (8), ciascuna sede (7) essendo Idonea ad accogliere una rispettiva sigaretta (2) con il proprio asse longitudinale disposto trasversalmente alla direzione di avanzamento (F1); almeno un mezzo (9) di rilevamento ottico a scansione, situato sul percorso di controllo (8) ed atto ad analizzare le caratteristiche esterne di almeno una generatrice (2a) di ogni sigaretta (2) in transito lungo il percorso di controllo (8); caratterizzato dal fatto che il detto mezzo (9) di rilevamento ottico a scansione è del tipo a piurilinea, in grado di effettuare una pluralità di rilevamenti ottici secondo rispettive linee di scansione (10) formanti nel loro complesso un fascio di linee fra di loro parallele e disposte l'una a fianco dell'altra; ed essendo inoltre previsti del mezzi di sincronizzazione (14) atti a sincronizzare fra di loro il detto mezzo (9) di rilevamento ottico a scansione ed il detto convogliatore (3) delle sigarette (2) in modo tale che la detta pluralità di scansioni Interessi la medesima generatrice (2a, 2b, 2c) di ogni sigaretta (2) in transito.
- 6) Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il detto convogliatore (3) comprende un rullo trasportatore (4) rotante attorno ad un proprio asse e presentante, sulla propria periferia, le dette sedi (7) per sigarette (2), e mezzi per impartire a ciascuna sigaretta (2), alloggiata nella rispettiva sede (7), una rotazione attorno al proprio asse longitudinale; tali mezzi essendo atti ad intervenire, in sincronismo con il detto mezzo (9) di rilevamento ottico, mentre la sigaretta (2) passa davanti al fascio di linee di scansione (10).
- 7) Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che il detto mezzo (9) di rilevamento ottico a scansione comprende almeno una telecamera (11) "CCD array" di scansione a plurilinea.
- 8) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di detti mezzi (9) di rilevamento ottico distribuiti in sequenza lungo il detto percorso di controllo (8), ciascuno dei quali è destinato, in uso, ad esaminare una singola generatrice (2a, 2b, 2c) di ogni sigaretta (2) in transito; e mezzi, di tipo noto, per impartire a ciascuna sigaretta (2), alloggiata nella rispettiva sede (7), una rotazione attorno al proprio asse longitudinale; tali mezzi essendo atti ad intervenire mentre la sigaretta (2) passa fra un mezzo (9) di rilevamento ottico e quello successivo. 9)Metodo per controllare l'integrità esteriore di sigarette, sostanzialmente come descritto con riferimento ai disegni annessi. 10)Dispositivo per controllare l'integrità esteriore di sigarette, sostanzialmente come descritto con riferimento ai disegni annessi.
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