JP4343375B2

JP4343375B2 - 欠陥煙草および／または不正配置煙草を探知し排除するための方法と装置

Info

Publication number: JP4343375B2
Application number: JP2000018909A
Authority: JP
Inventors: ハインツ・フォッケ
Original assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: DE19903777A1; CN1264038A; US6446632B1; EP1026079B1; CN1199039C; DE50006030D1; EP1026079A3; BR0000542A; JP2000217564A; BR0000542B1; EP1026079A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、欠陥煙草および／または不正配置煙草、特に、煙草製造機または煙草包装機の煙草マガジン内に横断状態に配置された煙草を探知して、これらを排除するための方法と装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
煙草の製造機および／または煙草の包装機は通常、煙草貯蔵部を備えるが、煙草はその内部を下降するので、中には別の煙草を横断する位置を占めるに至るものもあり、これは個々の通路または貯蔵部の真下の通路グループを閉塞することが可能である。したがって、後続の煙草は、最早該当する通路または通路グループに進入することができない。その結果、それぞれの通路および通路グループは機能から外れる。そのような混乱を排除する作業は、通常は機械を停止させることを要するので作業量が多くコストがかかる。
【０００３】
閉塞した通路または通路グループに対する混乱の排除に含まれるコストのかかるステップを回避するために、作業員は通常煙草マガジンを覗いて、長いピンセットで横断位置を占める煙草を取り出す。この場合は作業が単調なために作業員の注意力が時とともに減少するので人が過失を冒す危険がある。更には、探知されずに残留する混乱が作業員が不在の場合に発生する可能性がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明がベースとする問題はしたがって、煙草マガジン内の混乱の回避を改善することである。
【０００５】
この問題を解決するために、この発明の方法は、欠陥煙草および／または不正配置煙草が、少なくとも１つの光学的検査部材を用いることによって探知される点に特徴を有し、この場合煙草マガジン内に配置される複数本の煙草のうち少なくとも１本の画像が探知され、この画像が画像処理デバイスによって評価されるが、‐もし、評価の過程において、基準画像および／または少なくとも１つの基準画像からの偏差として１つの走査画像が出現した場合に、‐エラー信号を発生し、‐そして、そのような探知に応答して、マガジンの区域内に設けられた排出ユニットが付勢されて、前記排出ユニットの排出ゾーンに専ら位置を占める複数本の煙草を排出する。
【０００６】
この発明の装置は、マガジンの区域内に設けられ、少なくとも１つの排出ユニットに専用の排出区域内に位置を占める複数本の煙草を排出することを目的とする少なくとも１つの、特に、複数の隣り合う排出ユニットと、光学的検査部材、特に、煙草マガジンの区域内に設けられ、煙草マガジン内に配置された複数本の煙草の少なくとも１つの画像を走査することを目的とするカメラと、基準画像および／または少なくとも１つの基準画像からの偏差として１つの走査画像が出現した場合に、エラー信号を発生し、エラー信号に応答して、各排出ユニットを不整することが可能である画像を評価するための画像処理デバイスと、に特徴を有する。
【０００７】
この方法と装置の利点は、単なる個々の煙草の端部よりも煙草の相対的に広いエリアをモニターする点である。その理由は、この方が煙草の配向状態を広範に調査することを可能にするからである。この装置は、煙草マガジンの相対的に広いエリアの画像、すなわち複数本の煙草の画像を探知することができ、この画像に画像処理を施すことができる。最終的には、画像処理方法を用いて、基準画像および／または基準値からの偏差を決定することができ、もし必要な場合は、対応してエラー信号を発生することができる。このことによって、横断方向に位置を占める煙草を探知することが可能である。
【０００８】
更に、この方法と装置は、不正に配置された煙草に加えて欠陥煙草を記録するために使用することもできる。例えば、フィルター付き煙草の画像が蓄えられている場合は、行方不明のフィルターが画像処理によって診断することができる。しかしながら、曲がった煙草または壊れた煙草を記録することもできる。その理由は、これらもまた基準画像からの偏差を構成するからである。
【０００９】
こうして探知された混乱は、自動的にあるいはマニュアルで排除することができる。混乱をマニュアルで排除する場合は、エラー信号が音響工学的にまたは光学的に、すなわち、サイレンまたはホーン、または、警戒光によって発生されることが好ましい。そのような信号は作業員の介在を意味する。しかしながら、エラーは自動的に排除されても差し支えない。
【００１０】
対応する数の排出ユニットを備える複数の隣り合う排出ゾーンが設けられることが好ましい。このことは、煙草を煙草マガジンの幅全体に亘って排出する必要はないという利点を有する。つまり、横断状態で位置を占める煙草は、２つの排出ゾーンに亘って延出するものである。この場合は、２つの隣接排出ユニットが付勢されることが好ましく、対応して多数本の煙草が排出される。いずれにせよ、排出される煙草の本数は、完全に排出される横断状態で位置を占める煙草よりも多い。
【００１１】
排出ユニットの前部壁と後部壁は大きさを異にし、後部壁が少なくとも煙草１本の幅だけ前部壁よりも大きいような形状であることが好ましい。
【００１２】
この発明の別の細部は、従属請求項の記載および添付図面の模範具体例に集約される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、貯蔵部１１と、その真下に設けた４つの通路グループ１２を備える煙草マガジン１０を示す。これら通路グループのそれぞれは、煙草１本の幅を必ず備える７つの通路を有する。
【００１４】
煙草マガジン１０は、円で示す複数本の煙草１３を含む。これらの煙草１３が正しく配列されている場合は、図１に描かれた正面図には、煙草のフィルター側端部かそれとは反対側の端部が見えるだけである。言い換えれば、複数本の煙草が互いに平行に配列され、水平方向に整列しており、すべての煙草１３の端部は垂直面内に必ず理想的に配列される。煙草マガジン１０の深さ、特に、煙草１３を収容する煙草マガジン１０の空間の深さは、例外なく１本の煙草の長さに等しいか、これよりも僅かに大きい。
【００１５】
煙草１３は、上部開口１４を通過して煙草マガジン１０内に進む。煙草１３は重力が原因で下方に落下し通路１２に進入する。煙草１３は、通路グループ１２の出口部において、パックによって収容される対象である隊形にしたがってグループ化される。更に、煙草マガジン１０は４つの振動ロッド１５を備えており、これらは、煙草１３が均一に下降して通路のグループ１２に到達することを可能にする。
【００１６】
煙草マガジン１０内に収まるべき煙草１３が、たまたま理想のアライメントから乖離した場所に位置することがあり得る。例えば、煙草１３は湾曲することが可能である。このように不正に配列された煙草が、横断状態で配置された煙草１６として図示されている。もしこの横断状態で配置された煙草１６が長時間に亘って通路グループ１２の方向に下降すると、そのような通路のグループの閉塞が起こる可能性がある。これは通常、冒頭に述べた製造シーケンスの混乱という結果を招く。そのような混乱を特別に排除することは費用が嵩む。かくて、煙草マガジン１０は、光学的検査部材すなわちカメラ１７を備える。このカメラ１７は、煙草マガジン１０の窓または透明壁を介して煙草の端部をモニターする。カメラ１７は特に、煙草マガジン１０の必ず幅全体に亘り煙草マガジン１０の画面を走査する。
【００１７】
画像処理デバイス１８(図３）は、走査した画像を評価する。この場合は、走査した画像が例えば基準画像と比較される。その代わりに、走査された画像が予備処理を受けても良く、この場合は、画像の特性値が創出され、および／または、計算される。これらの値を基準値と比較、および／または、走査画像を基準画像と比較することによって、エラー、例えば、偏差があるかどうか、あるいは、この偏差が或る敷居値を越えるかどうかが探知される。最終的に、探知されたエラーは、エラー信号の発生となり、発生したエラー信号は、４つの排出ユニット１９の少なくとも１つの排出ユニットを付勢することとなる。この付勢によって、排出ユニット１９の区域に位置する煙草１３が煙草マガジン１０の後部壁から押し出されて排出される。排出された煙草１３は、傾斜シュート２０に落下し、このシュートに沿って滑り降りて最後に煙草リサイクル回路に供給される。
【００１８】
煙草のリサイクリングは、煙草が、煙草材料、巻紙、および、フィルターに分割されることによって始まる。再生された煙草は、最終的に煙草製造工程において再使用される。このことは、横断状態で位置する煙草が排出されるので、欠陥のない、または、正しく配置された他の煙草も一緒に排出されるときに作り出される煙草の屑の量が少なく維持されることを意味する。
【００１９】
各排出ユニット１９は、煙草マガジン１０に固定されるか、それに接続されるハウジング２１を備える。このハウジング２１は、直線的に移動が可能なキャリッジ２２を案内するために機能する直線状シリンダーを備える。前記キャリッジ２２は、排出ユニット１９の実際の排出器２３に接続される。この排出器２３は、前部壁２４と後部壁２５を備える(図３参照）。前部壁２４と後部壁２５は、接続部材すなわち接続ロッド２６によって互いに接続される。
【００２０】
もしも排出ユニット１９が「通過位置」として参照される位置にあれば、排出器２３の前部壁２４は、煙草マガジン１０の前部の内側と必ず接して終わり、排出器２３の後部壁２５は、煙草マガジン１０の後部の内側と必ず接して終わる。煙草１３は、この通過位置において、排出ユニット１９の区域内で妨げられることなく煙草マガジン１０の貯蔵部１１を通り抜けることができる。この区域において煙草マガジン１０の幅を僅かに狭めるのは薄い接続ロッド２６だけであるが、煙草１３の落下移動と煙草マガジン１０の通り抜け移送には重要ではない。
【００２１】
しかしながらもし、排出ユニット１９が付勢された場合は、排出器２３の前部壁２４と後部壁２５は、排出器２３および／またはシュート２０の方向に移動される。排出器２３の前部壁２４は、ハウジング状のデバイス２７に接続されており、その断面は排出器２３の前部壁２４の形状に一致する。このハウジング状デバイスは、排出器２３が排出位置にあるとき、煙草１３が排出器２３内に落下することを防止する。このことによって、排出器２３が通過位置に引き戻された場合に、この区域に落下していた煙草１３が排出器を遮断してしまう状況を回避することを可能にする。
【００２２】
更には、４つの排出器２３の４つの前部壁２４および／またはハウジング状デバイス２７は、互いに離間している。前部壁２４同士間の距離２８は、煙草の幅の約２倍に等しいが、もっと大きく選択しても差し支えない（図１）。
【００２３】
図２は、排出ユニット１９の区域における煙草マガジン１０の貯蔵部１１の細部の拡大図である。排出ユニット１９の上方に、４つの排出ゾーンＡ‐Ｄが略示される。これら４つの排出ゾーンＡ‐Ｄのそれぞれが、各排出ユニット１９に専用に設けられる。１つの排出ゾーンに位置する煙草１３は、これに対応する排出ユニット１９が付勢されることによって排出される。４つの評価ゾーンI‐IVは、排出ゾーンＡ‐Ｄの上方に配置されており、各排出ゾーンＡ‐Ｄは上部の評価ゾーンI‐IVの専用に供される。排出ゾーンＡ‐Ｄは、その大きさが、各排出ゾーンＡ‐Ｄの幅および／または長さが、少なくとも煙草１本の長さに等しくなるように選択される。特に、排出ゾーンの幅は、対応する排出ゾーンの高さよりも大きくなるように選択される。
【００２４】
評価ゾーンI‐IVはカメラ１７によってモニターされる区域に対応する。カメラ１７は、評価ゾーンI‐IVのすべての画像を拾い上げる。画像処理を行う過程において、この画像は前記４つの評価ゾーンI‐IVに更に分割される。これら４つの評価ゾーンI‐IVは別々に評価される。もし評価ゾーンの区域内に、横断方向に位置を占める、すなわち、不正配置煙草または他のあり方で不正に形成された煙草が探知された場合は、その真下に位置する排出ユニット１９が或る遅延時間後に付勢される。前記排出ユニットは対応する排出ゾーンＡ‐Ｄ内に位置する煙草１３を排出する。
【００２５】
欠陥煙草または不正配置煙草の探知と対応する排出ユニット１９の付勢との間の時間の遅れは、そのような煙草を、評価ユニットI‐IVから１つの排出ゾーンに下降させるのに要する時間（大体１０‐２０秒）によって決定される。
【００２６】
評価ゾーンI‐IVの区域においては、煙草マガジン１０の前部壁が、例えば組み込まれるガラスまたはプラスチックパネルのような透明体で形成されるので、カメラ１７は煙草端部の自由な視野を備える。
【００２７】
図３は、図１の煙草マガジンのIII‐III断面に沿う側面図を示す。２つのカメラ１７が、正確に言えば、一方が煙草マガジン１０の前部側に、他方が後部側に設けられる。２つのカメラ１７のこの配置は、欠陥煙草または不正配置煙草をより信頼性高く探知することができることを意味する。
【００２８】
例示において、横断状態で配置された煙草１６は、カメラ１７によって探知される。画像処理デバイス１８は、横断状態で配置された煙草１６の画像を評価し‐一旦不正配置煙草１６が探知されると‐エラー信号を発生する。このエラー信号は、結果として排出ユニット１９を付勢する。排出器２３はこうしてシュート２０の方向に向かって移動される。このために、排出ユニット１９の直線状シリンダーは、ハウジング状デバイス２７を含め、キャリッジ２２およびこれに固定された排出器２３と一緒にシュート２０の方向に移動される。
【００２９】
排出器２３とキャリッジ２２との間にも接続部材２９が存在する。この接続部材２９は、キャリッジ２２と排出器２３との間に必要な距離を確保することを可能にする。この距離は、排出器２３が、その前部壁２４が煙草マガジン１０の後部壁３０に達するまで煙草マガジン１０の内部に押し込まれるような距離である。
【００３０】
図４は、排出ユニット１９が排出位置にある場合、すなわち、排出器２３がその左側すなわちシュート側端部位置にある場合を示す。図示の位置において、排出器２３の前部壁２４は、煙草マガジン１０の後部壁３０の外側面に終わるので、排出された煙草３１‐横断状態で配置された煙草１６を含み‐は、妨げられることなくシュート２０内に落下することができる。ハウジング状デバイス２７は、排出器２３の前部壁２４に接続されており、この排出ユニット１９の区域内において、煙草マガジン１０を遮断するので、この区域内では最初は煙草１３が続くことはない。排出ユニット１９が再びその通過位置（図３）に配置される場合にだけ、煙草は事前に形成されたキャビティー内に再び落下して関連する排出ゾーンＢの区域を再充填する。
【００３１】
一般的に排出ユニット１９は、欠陥煙草または不正配置煙草が探知された場合にだけ付勢されるが、他の理由から付勢されても構わない。特に、排出ユニット１９は、手動でトリガーされても良い。これは、自動的には探知されないエラーを排除するために特に有利である。手動や画像処理によってトリガーされない排出ユニット１９を付勢することを見本として採用することも可能である（例えば、規則的な時間間隔で）。
【００３２】
しかしながら、カメラとその下流の画像処理を利用して欠陥煙草または不正配置煙草を探知することおよび光学的、および／または、音響工学的にトリガーされたエラー信号は、特に、混乱を自動的に排除する作業、例えば、排出ユニット１９を付勢することが失敗したか失敗すると思われる場合は、手動で混乱を排除するために作業員を行動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カメラと煙草マガジンの貯蔵部に設けられた４つの排出ユニットを備える煙草マガジンの正面図。
【図２】複数の排出ユニットと、略図で描かれた複数の排出ゾーンと評価ゾーンとを備える貯蔵部の拡大細部。
【図３】通過経路位置に示す１排出ユニットを備える図１のIII‐III断面に沿う側面図で示す図１の煙草マガジン。
【図４】排出ユニットが排出位置にある図３の煙草マガジン。
【符号の説明】
１０…煙草マガジン，１３，１６…煙草，１７…カメラ，１８…画像処理デバイス，１９…排出ユニット，２４…前部壁，２５…後部壁，２６…接続ロッド。

Claims

煙草製造機および／または煙草包装機の煙草マガジン（１０）内で、欠陥および／または不正に配置された煙草（１６）を探知して、これらを排除する方法であって、
以下のａ）、ｂ）を特徴とする方法。
ａ）以下の基準によって探知および／または不正に配置された煙草（１６）の探知がなされる。
ａ１）少なくとも１つの光学的検査部材（１７）によって、前記煙草マガジン内に配置された複数本の煙草（１３，１６）の少なくとも１つの画像が走査されることによって。
ａ２）前記画像は、画像処理デバイス（１８）によって評価され、‐もしも、評価の過程において、前記走査された画像が、基準の画像および／または少なくとも１つの基準値からの偏差として確定された場合は、‐エラー信号が発生する。
ｂ）前記探知に対応して、前記マガジン区域内に設けられた排出ユニット（１９）が付勢されて、排出ユニット（１９）に専用の排出ゾーン（Ａ‐Ｄ）に位置する複数本の煙草を排出する。
１つの光学的検査部材（１７）によって走査される画像は、複数の評価ゾーン（I‐IV）に細分割され、前記評価ゾーン（I‐IV）が別々に評価され、
もし、各々の前記評価ゾーン（I‐IV）内で欠陥および／または不正に配置された煙草（１６）が探知されたら、１つの評価ゾーン（I‐IV）に専用の個別のエラー信号が発生することを特徴とする請求項１記載の方法。
複数個の光学的検査部材（１７）を用いて、どの場合にも、複数の評価ゾーン（I‐IV）が走査され、評価され、
もし、各々の前記評価ゾーン（I‐IV）内で欠陥および／または不正に配置された煙草（１６）が探知されたら、１つの評価ゾーン（I‐IV）に専用の個別のエラー信号が発生する点を特徴とする請求項１または２記載の方法。
もし、欠陥煙草および／または不正配置煙草（１６）が排出ユニット（１９）に専用の評価ゾーン（I‐IV）において探知された場合に、隣り合う排出ユニット（１９）が同時に付勢されることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記評価ゾーン（I‐IV）は、互いに隣接して設けられていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項記載の方法。
前記煙草（１６）は、前記煙草マガジン（１０）内に横断状態で横たわっていることを特徴とする請求項１記載の方法。
煙草マガジン（１０）の区域に設けられ、１つの排出ユニット（１９）に専用に設けられた１つの排出ゾーン（Ａ‐Ｄ）内に配置された複数本の煙草（１３，１６）を排出することを目的とする少なくとも１つの排出ユニット（１９）と、
前記煙草マガジン（１０）の区域に設けられ、前記煙草マガジン（１０）内に配置された複数本の煙草（１３，１６）の少なくとも１つの画像を走査することを目的とする１つの光学的検査部材（１７）と、
前記画像を評価するための画像処理デバイス（１８）と、
もし、前記走査した画像が、基準画像および／または少なくとも１つの基準値からの偏差として確定された場合に、各排出ユニット（１９）が１つのエラー信号に反応して付勢されるように１つのエラー信号を発生する手段と、
を特徴とする煙草製造機または煙草包装機の煙草マガジン（１０）内に配置された欠陥煙草および／または不正配置煙草（１６）を探知して、これらを排除する装置。
どの場合にも、１つまたは複数の隣り合う光学的検査部材（１７）が、正しく形成された、および／または、正しく配列された煙草（１３）を走査することができるように、煙草マガジン（１０）前部と後部に設けられる点を特徴とする請求項７記載の装置。
各排出ユニット（１９）は、表面エリアが排出ゾーン（Ａ‐Ｄ）を規定する前部壁（２４）と、外形が少なくとも煙草１本分の幅だけ前部壁（２４）よりも大きい後部壁（２５）とを有する点、および、
排出ユニット（１９）の前部壁（２４）と後部壁（２５）が、必須要件として煙草１本分の長さの距離だけ互いに平行して離間しており、前記両壁は、接続部材、特に接続ロッド（２６）によって互いに接続される点に特徴を有する請求項７または８記載の装置。