JP2006327691A - 充填状況検査方法及び充填状況検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タバコ加工産業の機械の棒状の物品による連続的な充填を可能にする、タバコ加工産業の棒状の物品による容器の充填状況を検査するための方法と、タバコ加工産業の棒状の物品を収容するための容器のための充填状況検査装置を提供する。
【解決手段】タバコ加工産業の棒状の物品（１１，１２）を収容するための容器（１０）のための充填状況検査装置においては、 少なくとも１つのセンサ（１５，１５’，２５，２５’）が設けられており、このセンサにより、容器（１０）の幅（３３）に沿って、蓄積された信号サンプル、又はセンサ（１５，１５’，２５，２５’）又は第２のセンサ（１５，１５’，２５，２５’）によって記録される第２の信号サンプルと評価装置において比較可能である信号サンプルが記録可能であることを特徴とする充填状況検査装置による。
【選択図】図４

Description

本発明は、タバコ加工産業の容器の充填状況を検査するための方法並びに容器のための充填状況検査装置に関する。

タバコ加工産業における棒状の対象もしくは物品の取扱いは、しばしば容器もしくはトレイを介して実現される。シガレット及びフィルタ製造機の生産速度をますます向上させるため、製品棒で満たされたトレイの手動での取扱いの許容はますます少なくなっている。通常、トレイは、約４０００製品棒で満たされる。例えば一分間に１６０００のシガレットが製造される生産速度の場合、これは、一分間に４つに至るまでのトレイの交換を、従って１つの生産機械においてそれぞれ４つに至るまでの満杯のトレイ及び空のトレイの移動を意味する。これにより、操作員は、未だ７．５秒の満杯のトレイ及び空のトレイのトレイ搬送を実施する時間を有する。

満杯のトレイ又は空のトレイが、操作員が手動で取り扱う際に確認し、排除することができる充填エラー又は排出エラーを備えるということが起こることがある。これらのエラーを排除しないことは、その後プロセス障害を生じさせ、これにより、例えばシガレット製造機の生産停止が生じることもある。

特許文献１から、容器を連続的に空にするための効率的な方法と効率的な装置が公知である。
独国特許出願公開第１９９ ４５ ８０８号明細書

この発明の課題は、タバコ加工産業の機械の棒状の物品による連続的な充填を可能にする、タバコ加工産業の棒状の物品による容器の充填状況を検査するための方法と、タバコ加工産業の棒状の物品を収容するための容器のための充填状況検査装置を提供することにある。

この課題は、容器の深さが、少なくとも棒状の物品の長さと同じ大きさである、タバコ加工産業の棒状の物品による容器の充填状況を検査するための方法において、
この方法が、
−容器の内容の少なくとも１つの特性を検出する方法ステップと、
−この少なくとも１つの特性を、特に所定の容器の規定内容と比較し、特に所定の許容値よりも大きい規定内容からの偏差がある場合に誤った充填状況に相当する信号が発生される方法ステップと、
を有することを特徴とする方法によって解決される。

この場合、本発明によれば、容器の内容の１つの特性は、一様に列から列へと行われるタバコ加工産業の棒状の物品による充填状況であればよい。１つの特性は、充填状況の一様な深さであっても、一様な高さであってもよい。１つの特性は、物品が不規則に充填され、これが引き続く生産プロセスに障害を生じさせることがあるということであってもよい。誤った充填状況に相当する信号が発生された場合、容器は、別の生産プロセスから排除し、引き続き例えば空にするか、操作員によって規則に従った容器の充填状況もしくは規定内容に移行させることができる。容器の内容の１つの特性は、いかなる物品も容器内に含まれていないということであってもよい。これは、完全に空にすることに相当する。

好ましくは、容器の充填高さは、物品の上から検出される。更に好ましくは、物品の最上の位置は、横になっている物品に対して検査される。第１の場合、容器の内容の特性は、容器の規定高さもしくは規定内容の高さと比較される容器内の物品の測定高さである。この場合、高さは、容器の幅にわたって変化することができる。第２の場合、容器の内容の特性は、物品の最上の位置が同じ方向に整向されているか、又は物品が、さもなければ同じこの整向に対して横に整向されているかということである。

好ましくは、容器の内容の最上の位置を検出する前に、容器が若干傾けられる。容器を傾けることによって、斜めもしくは横になっている物品は、容器の下の方にある側壁に向かって転がることができるので、この場でだけ、容器の内容の特性の検出が行なわれなければならない。傾倒は、この場合、横になっている物品を、容器の幅全体にわたって延在する容器の側壁に沿わせることができるように行なわれる。

好ましくは、容器の内容から突出する物品が検出される。これは、容器の幅全体及び高さ全体に関する容器の内容全体において検出することができる。

更に好ましくは、容器を空にした後に容器内に残っている物品が検出される。

カメラによって、規定画像と比較される光学画像が記録される場合は、非常に迅速な処理が可能である。コントラスト画像によって、線の向きが記録される場合には、処理の実行が更に迅速である。この場合、例えば、最上の位置又は最上から２番目の位置、即ち上から見ることのできる位置の物品が横に成っているかどうかが、非常に迅速に検知することができる。

センサ、特にスキャナ、特に超音波スキャナ又は光学スキャナにより容器の幅にわたって信号サンプルが検出され、蓄積された信号サンプル又は検出された別の信号サンプルと比較される場合は、非常に安価な解決が可能である。別の信号サンプルは、同じスキャナもしくはセンサによって発生させることができ、但し、これらのものは、例えば深さをずらした他の場所で、容器の幅全体にわたって信号サンプルを発生させる。但し、第２及び第３のセンサのような別のセンサが容器の異なった深さで幅にわたって信号サンプルを検出してもよいので、これら信号サンプルは、互いに比較することができる。好ましくは、これは、レーザ反射スキャナのことである。種々の測定信号もしくは信号サンプルが比較又は互いに減算され、予設定可能な許容値よりも大きい偏差があった場合に、誤った充填に相当する信号が発生されることによって比較を行なうことができる。

好ましくは、少なくとも１つのレーザ間隔センサが使用される。これについては、論説「間隔測定と比較した光学測定方法の原理的な考察」（?Optische Messverfahren im Vergleich - Abastandsmessung prinyipiell beleuchtet“, Joerg Beintner, IEE, S. 58, 2002）が引き合いに出される。

特に、レーザ間隔センサは、レーザ三角測量の原理に応じて機能させることができる。レーザ間隔センサは、それ自身公知のレーザ光切断の原理に応じて機能させることもできる。好ましくは、di-soric Industrie-electronic GmbH & Co.社（D 73660 Urbach, Deutschland）のタイプＬＡＡ．．．のレーザ間隔センサが使用される。

好ましくは、レーザ間隔センサは、容器の幅にわたって信号サンプルを記録する。これは、好ましくは高さのプロフィルのことである。容器の幅に対して本質的に垂直に合い並んで配設されている２つのレーザ間隔センサが設けられており、レーザ間隔センサによって予設定可能な時点で検出された間隔が互いに減算される場合に、非常に効率的で確実な処理の実行が可能である。

好ましくは、センサが容器の幅にわたって移動されるか、容器がセンサの検出領域を経るように移動する。この場合、移動は、好ましくは容器の深さに対して横であり、幅に対して並行である。この場合、タバコ加工産業の相応の機械の充填又は排出をする場合、いずれにしても容器をもって行なわれる移動を利用することができる。この点にについては、例えば、トレイもしくは容器の深さに対して横にこのトレイもしくは容器をトレイコンテナ内で移動する、独国特許出願公開第１９６ ２２ ９９５号明細書が引き合いに出される。この移動に際して、相応に信号サンプルを発生させることができる。

この課題は、更に、容器の内容の少なくとも１つの特性を記録するための装置（記録装置）と評価装置とを有するタバコ加工産業の棒状の物品を収容するための容器のための充填状況検査装置において、評価装置が、容器の内容の少なくとも１つの特性を容器の規定内容と比較するために形成されていること、評価装置が、特に予設定可能な許容値よりも大きい規定内容からの偏差がある場合にエラー信号を発生させるために形成されている信号発生ユニットを有することを特徴とする充填状況検査装置によって解決される。

本発明による充填状況検査装置によって、棒状の物品を有する容器の充填状況の非常に効率的な検査が可能であり、これにより、棒状の物品によるタバコ加工産業の機械の連続的な充填が可能である。容器の内容の１つの特性は、タバコ加工産業の棒状の物品による一様な充填であるか、しかしながらまた不均等な充填であるとすることができる。このため、容器の内容の前記の特性が特に指摘される。好ましくは、容器もしくは容器内に存在する棒状の物品に対する前面視の少なくとも一部及び／又は平面視の少なくとも一部を記録するために、少なくとも１つのカメラが記録装置として設けられている場合は、容器の充填状況の非常に迅速で効率的な検査が可能である。

唯一のカメラが使用される場合、非常に迅速な検査が可能である。この場合、カメラによって容器毎に唯一の画像が記録されても、それぞれ評価することのできる２つ以上の分割画像が記録されてもよい。２つ以上の画像の場合、カメラ又は容器が移動可能に形成されていることが有効である。カメラの配列を設けることもでき、これらカメラの画像は、１つの全体画像にまとめるか、個々に容器の正確な充填を検査するか、この検査のために利用することができる。容器の規定内容との容器の内容の特性の比較は、蓄積された特性と記録された特性を比較することによって行なうことができる。但し、これは、記録された画像の構造の比較又は画像の記録された画素のグレー値の比較等によって行なうこともできる。

好ましくは、記録装置がフォトセルを有し、フォトセル及び／又は容器が移動可能である。

好ましくは、記録装置が、少なくとも１つのセンサを有し、このセンサにより、容器の幅に沿って、蓄積された信号サンプル、又はセンサ又は第２のセンサによって記録される第２の信号サンプルと評価装置において比較可能である信号サンプルが記録可能である。

センサが、容器の幅に対して本質的に並行にキャリッジ上を移動可能である場合は、非常に効率的な装置が得られる。センサが、移動装置に対して横に移動可能である場合は、非常に正確な充填状況検査装置が実現可能である。好ましくは、センサが、間隔センサ、特にレーザ間隔センサである。

好ましくは、センサが、スキャナ、特に光スキャナ、レーザ反射スキャナ、又は超音波スキャナである。スキャナは、本発明の枠内では、例えば異なった輝度を受けるパッシブな構成要素でも、先ず光又は超音波を放出し、反射された光もしくは反射された超音波を測定するアクティブな要素でもよい。

好ましくは、センサが、光学カメラである。カメラによって、コントラスト画像の線の向きを発生させ、これを蓄積されたコントラスト画像と比較することは、特に効率的で簡単に可能である。高い焦点深度は、照明が設けられており、この照明が、物品の長手方向軸に対して斜めに、もしくは容器の深さに対して斜めに、容器内の物品の最上の位置を照らす場合に可能である。

横になっている棒は、容器傾倒装置が設けられている場合に特に効果的に確定することができる。

図面に関連させた実施例を基にして、一般的な発明思想を限定することなく、本発明を以下で説明する。以下の説明で詳細に説明されていない本発明の全ての詳細については、図面の参照をはっきりと指摘しておく。

図１は、第１の実施形で形成された本発明による充填状況検査装置の概略３次元図を示す。トレイ１０は、図２が図１の部分拡大図であるので図２に明確に図示されているフィルタ棒１１，１２で満たされている。検出領域１４でトレイ表面もしくはトレイ１０内に存在するフィルタ棒１１及び１２の記録をするカメラ１３は、トレイ１０の上に存在する。記録の評価は、例えばコントラスト画像の線の向きを比較するプログラムを介して行なわれる。シガレットもしくはフィルタ１１，１２の向きがずれている場合、これらは検知され、トレイ１０は、不一致であると識別される。図１及び２の本発明による充填状況検査装置の利点は、タバコ加工産業の機械において迅速に評価することと、ほぼあらゆるところに導入が可能であることである。加えて、不一致性の判定をするための値は、個々に適合され、トレイ１０の静止状態で検査が行なわれる。

図３は、本発明による充填状況検査装置の別の実施形の概略３次元図を示す。この場合も、トレイ１０は、例えばフィルタ棒１１及び１２又はシガレットのような相応の棒状の物品で満たされている。この場合、検査すべきトレイ１０の最上の位置を操作するセンサ１５が設けられている。この場合、センサ１５は、トレイ１０に対して相対的に移動するが、トレイ１０が移動するのか、センサ１５が移動するのかは些細なことである。不一致のトレイ１０をセンサ１５又は複数のセンサによって検知する複数の可能性があり、その内の１つの変形例が図３に図示されている。この方法の場合、センサ１５は、一度又は何度もオフセットされた軌道２０，２０’，２０’’もしくは相応の移動経路２０，２０’，２０’’内を棒状の物品の上の位置をわたって移動する。図示されてない評価ユニット内で実行されるプログラムは、信号サンプルを指定のサンプルと比較するか、オフセットされた軌道のサンプルを互いに比較するかのいずれかである。フィルタ棒１１及び１２が所望の向きでない場合、信号サンプルは、互いに所定のサンプルとは異なる。不一致のトレイは、予設定可能な許容値よりも大きい偏差がある場合に検知される。処理の信頼性は、軌道が１つだけでは、複数の軌道で処理する場合よりも低くなる。

図４には、本発明による充填状況検査装置の別の本発明による変形例が概略３次元図で示されている。ここでも、モータ１８によりキャリッジ１６がレール１７を介してトレイ１０の幅に沿って移動される。キャリッジ１６上にセンサ１５が設けられており、このセンサは、トレイの幅に対して横に、即ちトレイ１０の深さ方向に、レール２１及び２１’に沿って移動可能に支承されている。

加えて、容器傾倒装置３４が設けられており、この容器傾倒装置によって、容器１０は、相応に若干傾けることができるので、物品１０は、トレイの後ろの壁に向かって転がることができる。この場合、センサ１５がトレイ１０の後の壁の領域内でトレイ１０上の１つの軌道を幅に沿って移動され、その結果、センサと横になっているフィルタ棒１１の運動とによって検知をすることができることが必要であるにすぎない。この場合でも、選択的にトレイ１０は、固定されているセンサ１５の下で移動することができる。図４には、容器傾倒装置は、概略的にだけ図示されている。

図５は、充填状況検査装置の別の本発明による実施形を概略３次元図で示し、図４もしくは図３とは違って２つのセンサ１５及び１５’が設けられている。

図３〜５に従った本発明による変形例の場合、安価な解決が実現可能である。トレイに対してセンサの相対運動が必要である場合、部分的又は完全に、タバコ加工産業の機械内でのトレイの既存の運動を利用することができる。これらの変形例の場合も、タバコ加工産業の相応の機械内の多数の箇所への充填状況検査装置の設置が可能である。

図６ａには、トレイが概略側面図で図示されている。更に、距離を測定するセンサ１５が設けられている。この場合、フィルタ棒１１によりトレイ１０が充填された高さが測定される。トレイ１０の内容の高さは、移動経路２４上を幅３３全体にわたり測定される。水平な破線は、最大許容高さ２３（ｍａｘ．）と最低許容高さ２３’（ｍｉｎ．）である。その間の領域Δは、充填高さ２３と２３’間の許容範囲である。

図６ｃには、違う側から見た同じトレイ１０が部分的に概略的に破断して、しかもトレイ１０の深さ３２に関して図示されている。センサ１５は、ケーブルで、信号２６を発生させる評価装置３２と接続されている。許容可能な充填高さ２３を超過した場合、参照数字２８を備えている値を備え、許容範囲外を意味する値を備える信号が発生される。これは、図６ｂに時間に対する信号のグラフによって概略的に図示されている。充填高さが最小充填高さ２３’の下に下がった場合、相応の信号２８が発生される。これも、図６ｂに図示されている。その他では、充填高さは、許容範囲内に、即ちΔの範囲内にあるので、信号２７が発生される。トレイ１０に対するセンサ１５の相対運動の速度が一定である場合、検出された時間に関する戻りの経路が機能的に推理される。

図６ａに図示されたトレイは、相応に誤りがあり、別のエラーに至ることがあるので、これは、生産プロセスから排除されるべきである。これは、例えば、充填高さが下回った際に、容器１０自身を空にするために容器１０を１８０°回転させた場合に、製品棒が制御されずにばらばらに落下することが生じ得る状態である。これにより、製品棒がもはや並行に配設されておらず、その結果、次の処理及び転送がもはや可能でないことが生じ得る。

図７は、異なった図で別の本発明による充填状況検査装置を示す。図７ａは、トレイ１０に対する平面図であり、このトレイの上に、相応の充填状況検査装置の一部が配設されている。この場合、２つのレーザ間隔センサ２５及び２５’は、合い並んで、しかもトレイ１０の深さの方向に配設されている。図７ｃに図示されている評価ユニット２２によって、レーザ間隔センサ２５及び２５’により記録される高さ信号は、互いに減算される。差もしくは差の値が許容範囲外にある場合、参照数字２８を有する信号２６が発生される。移動経路２４に沿って両センサ２５及び２５’が同時に移動するか、もしくは同時に運動する場合、相応に斜めになっているフィルタ棒１１は、非常に迅速に記録されることになる。センサ２５及び２５’は、これらセンサが並行になっているフィルタ棒を同時に検出するように整向されている。この実施例でも、センサが移動されるか、トレイが移動されるかのいずれかでよい。

図７ｃは、図７ａの線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。特に、センサ２５，２５’のレーザ光線２９，２９’も図示されており、このレーザ光線は、製品表面もしくは製品１１，１２の最上の位置に当たり、検出器３０もしくは３０’によって記録される。位置を感知する検出器３０，３０’は、簡単に表面に対するセンサの間隔を測定することができる。このため、三角測量の原理を使用することができる。

例えば２つのレーザ間隔センサ２５及び２５’により横になっている製品棒を検出する場合、戻りの経路を例えばエンコーダにより又は距離記録装置の他の信号により表現するある様式の距離関係を構成することができる。即ち、フィルタ棒１１が横になっている場合には、両レーザ間隔センサ２５，２５’の一方が、横に成っているフィルタ棒１１を検出した場合に、例えばカウンタユニットにスタート信号を送信し、第２のレーザ間隔センサ２５，２５’はストップ信号を送信する。これにより、両レーザ間隔センサの距離の差を発見することができ、しかもレーザ間隔センサもしくはトレイ１０の移動速度及び受け取った時差を介して、又はしかしながら、第１のレーザ間隔センサ２５と第２のレーザ間隔センサ２５’を作動させた際に見ることのできるできるだけ高解像（時間を顧慮した高解像）のパルスの数を介して発見することができる。この場合、カウントされたパルスの数は、横になっている製品棒の絶対的な角度差のための尺度である。相応に、時差も、このための尺度になり得る。その場合には、充填のエラーの良い又は悪いの等級付けを行なうために、トリガパルスの数もしくは時間又は製品棒の距離もしくは角度のための上限を設けることができる。この場合、等級付けは、製品に応じてパラメータ化可能に、これにより調整可能にすることができる。従って、それぞれのフィルタ棒もしくはそれぞれの別の製品に対して、予め確定可能なズレ角度以降にはじめてシステムがエラーを出力することができる。

図８ａは、本発明による充填状況検査装置の別の実施形もしくはその内の一部を示す。センサとして、この場合には、例えば評価ユニットを統合したレーザ間隔センサ２５が使用される。レーザ間隔センサ２５は、前記フィルタ棒を検出するために使用される。フィルタ棒１１の周りにある他のフィルタ棒１２が相互に支持され、その結果、中心にあるフィルタ棒１１が挟まれず、これにより自由である、加速のような強い運動又は幾何学的な配設によって、相応のフィルタ棒１１が「出る」ことが生じ得る。これらフィルタ棒は、次に取り扱う際に折れてしまうので、相応にフィルタ棒１１が突出することは望ましくない。

相応のフィルタ棒１１及び１２で満たされているトレイ１０の一部に対する図８ａの概略平面図は、測定方法を示す。センサ２５は、トレイ１０に対して相対的に移動経路２０に沿って移動される。この場合、底もしくはフィルタ棒１１に対するセンサの高さが測定される。測定された間隔がトレイ１０の底に対するセンサの間隔と異なっている場合は、値２８に相当する、即ち許容範囲外である信号２６が発生される。時間に対する測定された信号の相応の概略グラフが、図８ｂに図示されている。

最後に、図９ａには、別の実施形で形成された別の本発明による充填状況検査装置が概略的に図示されている。この場合、充填状況検査装置は、図７による充填状況検査装置のように形成することができ、この場合、トレイ１０の完全な排出は、レーザ間隔センサ２５及び２５’によって確定される。不完全に空にされたトレイ１０は、静的な負荷、糊の堆積物又は生産中に使用される例えばサッカリンのような他の材料、又は落ちている製品棒１１並びに押しつぶされたり挟まっている製品棒によって、製品棒がトレイの内部空間に残ってしまうことによって生じ得る。図９ａでは、排出した後に、相応にレーザ間隔センサによって検出される３つのフィルタ棒１１が残っている。図９ｂによる概略的な時間に対する信号のグラフが生じる。この場合、レーザ光線は、大きな領域をカバーするために、扇状に広がっている。センサ２５及び２５’とトレイの底間の間隔が常に等しいので、この間隔値からの各偏差は、トレイ内に未だ存在する対象に対する証拠である。底面を十分な信頼性をもって監視するために、２つ以上のセンサ２５，２５’をＯＲ機能で論理結合することができる。

特に好ましいもしくは簡単であるのは、同じセンサ２５及び２５’が図７の実施例に従うように使用され、満たされたトレイと空になったトレイが同じ場所でそれぞれ測定もしくは監視される場合である。

一定の幾何学形状の光スポットに特別に焦点調整されたセンサを使用することも有利である。細い製品棒も検出するために、光スポットの幾何学形状を長方形に線状になるまでにすることは、特に有利である。この線の更なる利点は、トレイの縁部近傍の走査の可能性である。トレイ内の測定を実施するために、例えばトレイの壁を検出する光スキャナのようなセンサを使用することができる。トレイがセンサの下で移動される場合、光スキャナは、例えばトレイの側壁が検知された場合にトリガ信号が発生されるように、調整される。従って、前記の測定装置が監視すべき空間内だけで作動接続され、その信号が評価されることが保証される。

トレイの側壁への棒状の対象の付着を排除することができた場合に限り、ただ１つのセンサによる空のトレイの底の監視が実現可能である。このセンサは、好ましくはレーザ反射スキャナとすることができる。このレーザ反射スキャナは、好ましくは、このレーザ反射スキャナが前面側で底面の深さ方向に棒状の対象の存在を検査するように配設される。この場合、容器が移動されても、センサが容器に沿って移動されてもよい。この場合、この深さから、トレイの背壁を０値もしくはゼロ位置又は基準間隔と見なすことができる。

棒状の対象の充填装置のマガジン内に、横になっているシガレット又は横になっているフィルタ棒又は例えば横になっているフィルタスティックが生じた−これは、例えば、可視区間内のオペレータ又は出口内の横方向フライヤ又は排出体上の横方向フライヤ等によりシガレットを取り出すことによって生じ得る−場合、これらのものは、充填装置に付属する振動バー上に溜り、この場所で、容器が、例えばトレイが満たされないように働く。その結果、棒状の対象もしくは物品は、トレイ内に生じた隙間に落ち、トレイのこの領域にシガレット又はフィルタもしくは棒状の物品が制御されないで一緒に入っている状態が生じる。

この充填エラーは、「巣」とも呼ばれる、整列してない、並行になってない棒状の物品の集結を呈する。この様式のエラーは、これまではセンサによって何ら検知されなかった。加えて、それぞれ別のトレイも悪い充填になる。エラーは、例えば、第１の悪いトレイがリフトステージによって持ち上げられ、その結果、操作員が、リフトステージからトレイ車又は出願人によって「Magomat」の名前で販売されているトレイ排出装置に移すために手動で取り扱う場合にエラーを確定する場合に初めて見つけられる。但し、この場合、既に１０以上のトレイが充填されている。これが標準フォーマットである場合、即ち、約４００００本の棒状の物品が対象である。この工程を監視するために、シガレット製造機に鏡が取り付けられており、その結果、シガレット製造機又はフィルタ製造機の操作員は、鏡によって充填工程を観察することができる。但し、このエラーは、それらすべてにもかかわらず操作員によってむしろ稀に適時もしくは早期に発見される。

このようなエラーによってその整列された製品の配設が乱れたトレイは、出願人によって販売されている「Magomat」のようなトレイ排出装置内でプロセスに再び供給されてはならない。棒状の物品がトレイ排出装置のマガジン内で制御されずに無秩序に配設されることがあり、これにより次のプロセスを著しく妨害することがあるので、ライン全体をしばらくの間停止させるために、幾らかの横方向フライヤもしくは横になっているトレイ内の棒状の物品は、トレイ排出装置内に十分である。その結果、機械のクリーニング及び不良に充填されたトレイの排出により長い停止時間を要する。不良に充填されたトレイは、生産のために使用することができない。この理由から、生産停止が生じる。

トレイの取扱いが自動化された場合、この問題は更に拡大する。この場合はまさに、エラーを相応に早期に検知することが重要である。何故なら、ロボットによる自動化の場合、規則的に操作員による手動でのコントロールが省略されるからである。

図１０は、相応の充填エラーが巣４０の形態で存在する本発明による充填状況検査装置の概略図を示す。高さ３５及び幅３３を有するトレイ内に、相応のフィルタ棒１１が配設されている。これは、フィルタ棒１１の代わりに仕上がったシガレット（フィルタあり又はなし）でもある。カメラ１３によって、完全な前面視の画像が記録される。等級付け「巣」を有する充填エラーが、標準的に充填されたトレイとは光学的に異なっているので、エラーの検出は、カメラシステム及び図示されていない相応の照明装置を介して本発明により可能である。

「巣」の形態の充填エラーは、大いに関係する同じグレー値画素の集結を備え、これにより一義的に標準的に充填されたトレイの画像と区別することができる。標準的に充填されたトレイ１０の場合、相応の集結は生じない。この画像は、むしろ黒／白の均質な分布を備える。画素の数は、従ってエラー面積は、カメラシステムの調整もしくはパラメータ化を介して選択可能である。

カメラシステムは、その解像度及び焦点距離を、トレイ１０の前面視全体をデジタルの画像信号に変換するように設定されている。このため、相応の検出ピラミッド３８と、トレイ１０もしくはトレイ１０の前面視に対するカメラ１３の間隔は、前面視全体が記録可能であるように調整されている。記録処理は、静的に、即ちトレイ又はカメラが停止した状態で行なうことができる。更に、トレイ１０が一定の間隔をもってカメラ１３の傍らを通るように移動されるか、カメラ１３が一定の間隔をもってトレイ１０の傍らを通るように案内される場合に、トレイが移動する場合でもこの処理を使用することが考えられる。

記録は、制御装置によるトリガ信号によって、しかも観察すべき対象がカメラシステムの画像部分内に存在する時点で初期化される。これに対して選択的に、トリガ信号が、カメラ１３の画像部分内に観察すべき対象が存在することに対応する存在を表す信号に応答する瞬間にだけ、カメラの画像を相応の信号２６の評価もしくは転送のために使用可能にするトリガ信号３７を設けることもできる。

カメラの画像は、評価装置２２’もしくは相応の信号発生ユニット２２’を備える評価装置２２の好ましくは電気の導線を介して供給される。評価装置２２の構成要素で有り得る評価装置２２’もしくは信号発生ユニット２２’は、バイナリーの信号１又は０もしくは正又は誤で有り得る信号２６を発生させ、正確に充填されたトレイが存在するか、まさに不正確に充填されたトレイが存在するかを示す。信号２６は、トリガ信号３７が導入される制御装置３６に転送される。信号２６は、トリガ信号３７がカメラシステムの画像部分内にトレイが存在することを意味する場合に、制御装置３６から転送される。他の場合は、信号２６が抑留される。

図１１には、本発明による充填状況検査装置の他の実施形が図示されており、この場合、図１０とは異なって、前面視の一部だけに相当するトレイの前面視の一部を形成するために、カメラシステムが形成されている。この場合、カメラシステム１３もしくはカメラ１３又はトレイ１０は、トレイ１０の前面視の別の５つの部分を記録するために、移動方向３９又は３９’に沿って移動することができる。これにより、個々の順次現れる複数の画像を相前後して記録することができるので、簡素化が得られる。解像度が比較的低い安価なカメラシステムを使用することができる。記録された画像のオーバーラップが可能であることは、１つのエラーでさえトレイ１０を排除させることになるので、機能障害には至らない。即ち、記録されている第１の画像部分内に、充填中にエラーがあったことが確定された場合には、トレイ１０全体が、画像の更なる鑑定もしくは記録することなく抜き出される。画像のサイズ及び必要な解像度もしくは機械の環境（設置空間に対応する）に応じて、順次接続された複数のカメラ１３が、高解像度のカメラシステムの役目を担ってもよい。図１１では、制御装置３６において適当な時点で相応の信号２６を転送できるようにするためもしくは相応の評価を適当な時点で行なうために、トリガ信号Ｕ（ｔ_１）及びＵ＾（ｔ_０）も設けられている。このトリガ信号３７，３７’は、評価装置２２と接続されても、もしくはこの評価装置に供給されてもよい。

図１２では、本発明による充填状況検査装置の別の概略図を認めることができる。これは、特に安価な構成である。トレイ１０が一定の速度で垂直又は水平に−図１２の場合はトレイ１０の幅に沿って、図１３では高さに沿って−前面側で移動される場合、ラインカメラ、例えばＣＣＤライン（Chraged Coupled Device のＣＣＤ）も使用することができる。この場合、迅速なクロッキング（ＣＬＫ）４２によってそれぞれ１つの画像ラインが記録され、巣４０を検査する。フォトセル４１は、図１２では、周期もしくはタイミング信号４２毎に１つの画像をトレイの前面視の高さに沿って記録し、図１３では、幅に沿って１つの画像を記録する。このため、制御装置３６は、トリガ信号３７によってｔ_０〜ｔ_１の時間の間アクティブに接続され、ｔ_０〜ｔ_１の時間の間にそれぞれのタイミング信号４２に対して相応の線の画像を記録するために、フォトセル４１のタイミング信号４２が供給される。その際、これらの画像は、巣４０を評価され、しかも評価装置２２において評価される。巣があった場合、評価装置２２’もしくは信号発生ユニット２２’は、巣の存在又は巣４０の不在に対応する信号２６を発生させる。

自然光に対する独立性を保障するため、好ましくは赤外線によってトレイの前面が照明される。相応に、赤外線は、本発明の他の実施形の場合でもトレイの上面又はそれ自身空にされたトレイに照らすことができる。その際には、カメラのレンズに光学リジェクションフィルタを取り付けることができるので、自然光のスペクトル色成分を除去することができる。良い充填と悪い充填間のできるだけ最適なコントラストを得るために、好ましくはトレイの前面に対して照明を斜めに配設することを選択することができる。即ち、赤外線は、トレイ１０の前面視の法線に対して４５°〜８９°の範囲内の角度で、もしくはトレイ１０に対する平面視において充填エラーを検出するためにトレイ１０の上面の法線に対して４５°〜８９°の範囲内の角度で照射される。照明は、照明装置の寿命を高めるために、カメラで記録をする時間の間だけ接続することができる。加えてより有効には、ステータスランプが、赤外線源の作動状態を示すので、機械の操作員は、いつ赤外線源が発光したかに気付く。

本発明による充填状況検査装置の概略３次元図を示す。 図１の一部の概略３次元図を示す。 本発明による充填状況検査装置の別の実施形の概略３次元図を示す。 別の本発明による充填状況検査装置の概略３次元図を示す。 別の本発明による実施形の概略３次元図を示す。 トレイの概略側面図を示す。 時間に対する信号のグラフの概略図を示す。 図６ａのトレイの概略側面図を示す。 トレイの一部に対する概略平面図を示す。 概略的な時間に対する信号のグラフを示す。 図７ａの断面Ａ−Ａに沿った概略断面図を示す。 トレイの一部に対する概略平面図を示す。 時間に対する信号のグラフの概略図を示す。 空にされたトレイの概略３次元図を示す。 時間に対する信号のグラフの概略図を示す。 本発明による充填状況検査装置の概略図を示す。 別の本発明による充填状況検査装置の概略図を示す。 別の本発明による充填状況検査装置の別の概略図を示す。 別の本発明による充填状況検査装置の別の概略図を示す。

符号の説明

１０ トレイ
１１ フィルタ棒
１２ フィルタ棒
１３ カメラ
１４ 検出領域
１５，１５’ センサ
１６ キャリッジ
１７ レール
１８ モータ
２０，２０’，２０’’ 移動経路
２１，２１’ レール
２２ 評価装置
２２’ 信号発生ユニット
２３，２３’ 充填高さ
２４ 移動経路
２５，２５’ レーザ間隔センサ
２６ 信号
２７ 許容範囲内
２８ 許容範囲外
２９，２９’ レーザ光線
３０，３０’ 検出器
３１，３１’ レーザ光線
３２ 容器深さ
３３ 容器幅
３４ 容器傾倒装置
３５ 容器高さ
３６ 制御装置
３７，３７’ トリガ信号
３８ 検出ピラミッド
３９，３９’ 移動方向
４０ 巣
４１ フォトセル
４２ タイミング信号

Claims (23)

1. 容器（１０）の深さ（３２）が、少なくとも棒状の物品（１１，１２）の長さと同じ大きさである、タバコ加工産業の棒状の物品（１１，１２）による容器（１０）の充填状況を検査するための方法において、
   この方法が、
   −容器（１０）の内容の少なくとも１つの特性を検出する方法ステップと、
   −この少なくとも１つの特性を、特に所定の容器（１０）の規定内容と比較し、特に所定の許容値よりも大きい規定内容からの偏差がある場合に誤った充填状況に相当する信号（２６）が発生される方法ステップと、
   を有することを特徴とする方法。
2. 容器の充填高さ（２３，２３’）が、物品（１１，１２）の上から検出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 物品（１１，１２）の最上の位置が、横になっている物品（１１）に対して検査されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 容器（１０）の内容の最上の位置を検出する前に、容器（１０）が若干傾けられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 容器（１０）の内容から突出する物品（１１）が検出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 容器（１０）を空にした後に容器（１０）内に残っている物品（１１）が検出されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
7. カメラ（１３）によって、規定画像と比較される光学画像が記録されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
8. コントラスト画像によって、線の向きが記録されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. センサ（１５，１５’）、特にスキャナ（１５，１５’）、特に超音波スキャナ又は光学スキャナにより容器（１０）の幅（３３）にわたって信号サンプルが検出され、蓄積された信号サンプル又は検出された別の信号サンプルと比較されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
10. 少なくとも１つのレーザ間隔センサ（２５，２５’）が使用されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
11. レーザ間隔センサ（２５，２５’）が、容器（１０）の幅（３３）にわたって信号サンプルを記録することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 容器（１０）の幅（３３）に対して本質的に垂直に相並んで配設されている２つのレーザ間隔センサ（２５，２５’）が設けられており、これらレーザ間隔センサによって予設定可能な時点で検出される間隔が互いに減算されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
13. センサ（１５，１５’，２５，２５’）が容器（１０）の幅（３３）にわたって移動されること、又は容器（１０）がセンサ（１５，１５’，２５，２５’）の検出領域を経るように移動することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の方法。
14. 容器（１０）の内容の少なくとも１つの特性を記録するための装置（１３，１５，１５’，２５，２５’，４１）（記録装置）と評価装置（２２，３６）とを有するタバコ加工産業の棒状の物品（１１，１２）を収容するための容器（１０）のための充填状況検査装置において、
    評価装置（２２，３６）が、容器（１０）の内容の少なくとも１つの特性を容器（１０）の規定内容と比較するために形成されていること、評価装置（２２，３６）が、特に予設定可能な許容値よりも大きい規定内容からの偏差がある場合にエラー信号（２６）を発生させるために形成されている信号発生ユニット（２２’）を有することを特徴とする充填状況検査装置。
15. 容器（１０）もしくは容器（１０）内に存在する棒状の物品（１１，１２）に対する前面視の少なくとも一部及び／又は平面視の少なくとも一部を記録するために、少なくとも１つのカメラ（１３，４１）が記録装置として設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の充填状況検査装置。
16. 記録装置（１３，１５，１５’，２５，２５’，４１）がフォトセル（４１）を有し、フォトセル（４１）及び／又は容器（１０）が移動可能であることを特徴とする請求項１４に記載の充填状況検査装置。
17. 記録装置（１３，１５，１５’，２５，２５’，４１）が、少なくとも１つのセンサ（１５，１５’，２５，２５’）を有し、このセンサにより、容器（１０）の幅（３３）及び／又は高さ（３５）に沿って、蓄積された信号サンプル、又はセンサ（１５，１５’，２５，２５’）又は第２のセンサ（１５，１５’，２５，２５’）によって記録される第２の信号サンプルと評価装置において比較可能である信号サンプルが記録可能であることを特徴とする請求項１４に記載の充填状況検査装置。
18. センサ（１５，１５’，２５，２５’）が、容器（１０）の幅（３３）に対して本質的に並行にキャリッジ（１６）上を移動可能であることを特徴とする請求項１５に記載の充填状況検査装置。
19. センサ（１５，１５’，２５，２５’）が、移動装置（２０，２０’，２０’’，２４）に対して横に移動可能であることを特徴とする請求項１８に記載の充填状況検査装置。
20. センサ（１５，１５’，２５，２５’）が、間隔センサ、特にレーザ間隔センサであることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１つに記載の充填状況検査装置。
21. センサ（１５，１５’，２５，２５’）が、スキャナ、特に光スキャナ、レーザ反射スキャナ、又は超音波スキャナであることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１つに記載の充填状況検査装置。
22. センサ（１５，１５’，２５，２５’）が、光学カメラ（１３）であることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１つに記載の充填状況検査装置。
23. 容器傾倒装置（３４）が設けられていることを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１つに記載の充填状況検査装置。

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