JP6797914B2 - 長尺要素を検査するための方法 - Google Patents

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Description

本発明は、たばこ産業の機械における繊維状材料からなる長尺要素を検査するための方法に関し、特に、棒状の長尺要素を検査するための方法に関する。特に、「繊維状材料」という用語は、紙巻きたばこのフィルタなどの喫煙用物品を製造するために、単列式または二列式の機械において連続フィルタロッドを形成することが意図される、フィルタ材料(例えば、セルロースアセテート)の繊維を指す、あるいは、紙巻きたばこなどの喫煙用物品を製造するために、単列式または二列式の機械においてたばこロッドを形成することが意図される、たばこの繊維を指す。
よって、棒状の長尺要素は、喫煙用物品における連続フィルタロッド、またはフィルタロッド部もしくはフィルタの小片であってもよいし、紙巻きたばこにおける連続たばこロッドまたはたばこロッドの小片であってもよい。
特に、本発明は、たばこの繊維またはフィルタ材料の繊維などの繊維状材料を含む連続ロッドの検査に関し、以下の議論ではこれに明示的に言及するが、それによって一般性は失われない。
たばこ産業では、繊維状材料の連続ロッドを製造するために、材料、例えば紙材料の連続ウェブを成形ビームに供給し、成形ビームは、連続ウェブでその上に置かれた繊維状材料の周りを包むことが知られている。
特に、連続ウェブは成形装置に供給され、特に、連続ウェブは、ベルトがベルトの中央に配置されるように繊維状材料を受けるローディングステーションを介して、ベルトコンベヤと接触する前進方向の経路に沿って成形ビームに供給される。成形ビームは、折畳み手段、すなわち可変断面溝を備え、折畳み手段において、ベルトコンベヤと連続ウェブとが横方向に変形するように係合し、繊維状材料を徐々に包み込み、棒状の管状包みを作る。
接着剤材料からなるリボンが、連続ウェブの内面上の連続ウェブの端部境界に平行に配置されて、成形ビームにおいて管状包みの外面と接触させられ、押圧手段によって固定されると、連続ロッドができる。
連続ロッドは、たばこ産業の現在の機械の高動作速度で前進させられ、通常の品質管理手順の一部として、前進中に検査された後、連続ロッドを小片へと切断するための切断装置に供給される。
1つの既知の検査方法では、検査ステーションにおいて連続ロッドの直径を判定し、その結果、場合により、連続ロッドを小片へと切断した後に、所定の理想的な直径とは異なる直径を有する小片を除去できる。
典型的には、この検査方法は、ロッド上に横方向に放出される空気ジェットとロッドを横切った後に受けるジェットの圧力との差を処理する、ロッドの直径を測定する空気圧装置を含む検査グループによって行われる。この空気圧検査は、通常、たばこロッドの全範囲に沿って隣接する検査部分で行われる。
上記の検査方法を改善するために、連続ロッドの直径を測定できるようにするだけでなく、その形状の起こり得る欠陥、例えばその楕円度などを測定できるようにする代替的な検査方法が提案されている。この代替的な方法は光学式であり、連続ロッドの形状を検査部分で再構成することを可能にする、連続ロッドの複数の影をいくつかの方向から取得することに基づいている。
連続ロッドの形状を検出するために、連続ロッドの長手方向軸に沿って配置された複数の検査ステーションを含む検査グループが使用され、そのそれぞれに光学画像取得装置と照明装置とによって形成された光学アセンブリがある。
「光学画像取得装置」という表現は、光電子画像取得装置を意味し、光電子画像取得装置は、対象物の画像を取得することができ、また特に、対象物の画像から着目する特徴、例えば幾何学的特徴および/または形状特徴を抽出するように画像を処理することができる。取得された画像は、カラーまたは白黒であり得、そのような画像から、色(色調、彩度など)またはグレーレベルおよび光強度に関する情報を抽出することができる。
光学装置は、通常、電子センサが配置された本体、例えば、線形または2次元マトリクスタイプの、例えばCCDまたはCMOSタイプの感光素子の列または配列と、本体に固定された適切な光学的受信手段、例えば、1つ以上のレンズからなる対物レンズであって、それによって、センサは、取得する物体から拡散された光を受光するのに適する、対物レンズと、を備える。光学装置のメモリ内のラスタまたはビットマップ画像の表現を構成するピクセルまたはドット状要素の数は、電子センサの感光素子の数に対応する。(n*m)画素の解像度を有する画像は、(n*m)個の感光素子の2次元すなわちマトリクスセンサを使用して、一回の取得で得ることができることに留意されたい。
制御装置は、画像の取得の制御、照明装置のスイッチオンの制御、および、一部の用途では、画像から着目する特徴を抽出し、光学検査の結果を外部制御システムに伝達するための取得画像の処理のために、光学装置に含まれる。この種の光学装置は、線形またはマトリクスカメラとして知られており、それらが着目する情報を解析するために取得画像を処理することができる場合、「スマートカメラ」とも呼ばれる。検査グループによって実行された光学検査の結果は、外部制御システム、例えば、切断後に得られた連続ロッドの小片を処理するのに適した紙巻きたばこ包装機械の制御システムに、イーサネットタイプまたは他のタイプの高速データ伝送通信ネットワークを介して伝達される。包装機械の制御システムのそれぞれの類似のデジタル出力および入力信号に接続された、光学装置からの一式のデジタル入力または出力信号によって作られる、代替的な通信手段を設けることもできる。
したがって、紙巻きたばこ包装機械の制御システムは、要求された品質要件に合致しないと判断された検査小片を、小片が除去ステーションに到着すると、直接除去できる(または除去動作を実行する外部装置に不具合メッセージを伝達する)ことができる。
連続ロッドの形状を検出するために、各光学アセンブリは、連続ロッドに対して異なる傾斜で配置されて、連続ロッドのいくつかの方向から照明し、そこから投影される影の部分視図を異なる方向から取得する。異なる光学装置によって取得された異なる部分視図は、連続ロッドの閉断面プロファイルを再構成するために処理され、連続ロッドの直径および起こり得る欠陥、例えば連続ロッドの楕円度を抽出するためにその形状が解析される。したがって、連続ロッドの検査部分は、両側の2つの部分視図の間に含まれるセグメントにわたって延びる。
複数の光学アセンブリを必要とすることにはいくつかの欠点がある。
必要な装置が複数あるために、検査グループのコストは非常に高い。さらに、光学装置およびそれぞれの照明装置が連続ロッドに沿って多くの空間を占めるために、検査グループ全体ではかなりの寸法になる。このように、各検査部分は広範囲であり、このことは、ロッド前進速度が速いと、ロッドの長手方向軸に沿って互いに離れている連続ロッドのセグメントを取得する部分視図によって連続ロッドの形状が再構成され得ることを意味し、その結果、検査がかなり不正確になり得る。
検査グループが占める空間を小さくするために、連続ロッドに対して回転する支持体に固定された単一の光学装置と単一の照明装置とを使用して、支持体の回転中に、それぞれの部分視図において異なる方向から投影された異なる影を連続的に取得することが提案されている。1回の検査に必要な時間が長く、この場合にも、ロッドの前進速度が速い場合、連続ロッドの形状は、互いに極めて離れている部分視図で再構成される。
したがって、連続ロッドの形状を再構成するためにロッド内で互いに離れている部分視図を用いる、単一の回転光学アセンブリを使用する検査方法もまた非常に不正確である可能性がある。
米国特許出願公開第2006/109485号明細書は、複数の線状光によってたばこ産業の棒状物品を検査するための方法および検査グループを開示している。線状光の複数のプロジェクタが、検査される物品の周りに配置され、各線状光について、湾曲した高さプロファイルが解析される。湾曲した高さプロファイルは、PSDセンサ、すなわち位置を検知するセンサによって取得される。したがって、湾曲したプロファイルの形状に基づいて棒状物品を再構成する際の精度は、プロジェクタおよびPSDセンサのそれぞれの配置に依存し、ひいてはPSDセンサと長尺要素との間の距離に依存する。
この配置が、例えば、線状光の1つ以上のプロジェクタの配置を変える、検査される物品のサイズ変更のために、システムの構成ステップで構成されたものとは異なる場合、オペレータの介入により、システムを再構成する必要がある。
それにもかかわらず、振動または配置誤差のために、時間が経つにつれて、プロジェクタとPSDセンサとの間の配置がもはや理想的な配置ではなくなった場合、取得された湾曲した高さプロファイルが、実際に取得される棒状物品の断面プロファイルに対応する保証がなくなり、プロファイルの誤った取得が起こり得る。
米国特許出願公開第2006/109485号明細書
本発明の目的は、上述の欠点のない、あるいは同時に、使用が容易かつ廉価である、検査方法を提供することである。
本発明の追加的な目的は、長尺要素の外面上に線状光を投影し、3次元光跡を取得することによって、長尺要素の形状、例えば連続ロッドの形状を検出することを可能にし、かつ線状光のプロジェクタと画像取得光学装置との間の配置における起こり得る、基準配置に対する経時変化を識別することを可能にする、検査方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、長尺要素の外面上に線状光を投影し、3次元光跡を取得することによって、長尺要素の形状を検出することを可能にし、かつ本検査方法が、線状光のプロジェクタと光学画像取得装置との間の配置における、基準配置に対する経時変化に追従して、容易に適合されることを可能にする、検査方法を提供することである。
本発明の別の目的は、長尺要素の形状を検出することを可能にし、かつ高い測定精度を保証するように、長尺要素の長手方向軸に沿ったできるだけ小さい検査部分を解析する検査方法を提供することである。
本発明の別のさらなる目的は、長尺要素の形状を検出することを可能にし、かつ作製が廉価な検査グループを使用する検査方法を提供することである。
本発明によれば、添付の特許請求の範囲に請求されたものによる検査方法が提供される。
ここで、非限定的な例として本発明の一部の実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明を開示する。
3Dプロファイル用の第1の光学装置と3Dプロファイル用の第2の光学装置とが設けられた3次元走査用の光学走査アセンブリと、第1の線状光の第1のプロジェクタと第2の線状光の第2のプロジェクタとを備えた投影装置と、を備える、長尺要素の検査グループの概略側面図である。 図1の検査グループの概略的な不等角投影図である。 図1の検査グループの一実施形態の部分概略側面図である。ここで、第1の光学装置は、長尺要素の仮想鏡映面を生成するように適合された偏向器を介して、長尺要素の第1の視図を取得するのに適しており、第2の光学装置および第2のプロジェクタは、明確にするために省略されている。 第1の長尺要素、第2の長尺要素、および理想的な長尺要素を同時に検査するための光学アセンブリを備える、図1の検査グループの別の実施形態の部分概略不等角投影図である。ここで、第2の光学装置および第2のプロジェクタは、明確にするために省略されており、第1の線状光が各長尺要素上に投影されて、各長尺要素の外面上に、それぞれの第1の3次元光跡を得ている。 図4の第1の光学装置がフレームに入れた場合の、第1の長尺要素、第2の長尺要素、および理想的な長尺要素の第1の半空間からの第1の視図である。ここで、各長尺要素において、図4の対応する第1の3次元光跡に対応するそれぞれの第1の曲線を識別できる。 第2の光学装置がフレームに入れた場合の、第1の長尺要素、第2の長尺要素、および理想的な長尺要素の第2の半空間からの第2の視図である。ここで、各長尺要素において、それぞれの第2の曲線を識別できる。 第1の画像で取得される、図5の第1の視図における第1の識別された曲線の図である。 第2の画像で取得される、図6の第2の視図における第2の識別された曲線の図である。 第1の長尺要素、第2の長尺要素、および理想的な長尺要素の閉湾曲断面プロファイルを再構成するために処理された、図7の識別された曲線の図である。 第1の長尺要素、第2の長尺要素、および理想的な長尺要素の閉湾曲断面プロファイルを再構成するために処理された、図8の識別された曲線の図である。 第1の長尺要素、第2の長尺要素および理想的な長尺要素を横切る面に沿った、図4の検査グループの異なる実施形態の断面図である。ここで、検査グループは、単一の線状光の単一のプロジェクタと、単一の線状光を、線状光の第1の部分と線状光の第2の部分とに分割するためのシールドと、線状光の第1の部分の第1の偏向器および線状光の第2の部分の第2の偏向器と、を備えた投影装置を備え、また検査グループは、単一の光学装置を備えた光学アセンブリをさらに備える。 図11の検査グループの概略的な上面図である。 第1の長尺要素、第2の長尺要素および理想的な長尺要素に対する単一の光学装置の配置にかかわらず、単一の光学装置が第1の視図および第2の視図を取得できるように、第1の視図および第2の視図のそれぞれの偏向器を備えた、図11の検査グループの変形の図である。 図11〜図13の単一の光学装置が第1の半空間と第2の半空間とからフレームに入れた場合の、第1の長尺要素、第2の長尺要素、および理想的な長尺要素の第1の視図および第2の視図である。ここで、第1の視図において、各長尺要素において、それぞれの第1の曲線が識別され、第2の視図において、それぞれの第2の曲線が識別される。 図11〜図13の単一の光学装置によって単一の画像で取得された場合の、図11の第1の視図および第2の視図における、それぞれ第1の識別された曲線および第2の識別された曲線の図である。 第1の長尺要素、第2の長尺要素、および理想的な長尺要素の閉湾曲断面プロファイルを再構成するために処理された、図15の第1の識別された曲線および第2の識別された曲線の図である。 互いに向き合わせて配置されて、後で透視変換される閉断面プロファイルを画定する図16の第1の識別された曲線および第2の識別された曲線からの、第1の長尺要素、第2の長尺要素、および理想的な長尺要素の閉湾曲断面プロファイルの再構成を示す図である。 検査グループの制御システムの概略図である。
本説明では、各図示の実施形態に共通する類似の要素は、同じ符号を付して示されている。
図1〜図18に示すように、符号1により、喫煙用物品のための円筒状の長尺要素の検査グループが全体的に示されている。
検査グループ1は、例えば、たばこの繊維またはフィルタ材料の繊維などを含む、繊維状材料の連続ロッドを製造するためのたばこ産業の機械に一体化することができ、この場合、長尺要素は、連続フィルタロッドまたは連続たばこロッドである。「繊維状材料」の定義は既に述べたため、簡潔にするために繰り返さない。
検査グループ1はまた、有利なことに、紙巻きたばこ成形機械に組み込むことができ、この場合、既に詳述したように、長尺要素は、フィルタの小片またはたばこロッドもしくは紙巻きたばこの小片であり得る。
検査グループ1は、通信手段(図示せず)によって、たばこ産業の機械の制御装置(図示せず)、典型的には機械制御ユニットに接続されて、制御装置とデータおよび/またはコマンドを交換する。検査グループ1は、例えば、機械制御装置から検査開始コマンドを受信し、検査結果を制御装置に供給することができる。あるいは、検査グループ1は、長尺要素の検査を独立に起動し、検査結果を制御装置に供給することができる。
上述したように、制御装置は、要求された品質要件に合致しないと判断された検査小片を、ロッドが除去ステーションに到着すると、直接除去できる、または連続ロッドの切断後に得られる小片の処理に適した機械の制御システムに検査結果を伝達することができる。
あるいは、有利なことに、検査グループ1が繊維状材料の連続ロッドを製造するための機械に組み込まれている場合、光学検査の結果を使用して、機械の作業動作パラメータを修正して、例えば、連続ロッドの押圧手段を固定することによって加えられる圧力で介入することができる。
連続ロッド内に存在する接着剤材料の固定化の間に押圧手段によって加えられる過度の圧力は、実際に、ロッド自体の楕円化につながる可能性がある。連続ロッドの形状を検出することによって、要求される品質要求に不適合である場合には、押圧手段によって加えられる圧力の補正を作動させて、連続ロッドの形状を所望の形状に戻すことができる。
図1〜10、ならびに図17および図18には、第1の長尺要素2、例えば、第1のたばこロッドが示されており、これは長手方向軸S’を有する。
検査グループ1は、第1の長尺要素2の外面8の検査部分6上に、第1の半空間3から第1の線状光5を投影して、上記外面8上に第1の3次元光跡7を得るように適合された投影装置を備える。投影装置は、検査部分6上に第2の半空間4から第2の線状光9を投影して、外面8上に第2の3次元光跡10(図2)を得るようにさらに適合される。
第1の半空間3と第2の半空間4とは、第1の長尺要素2の長手方向軸S’を通る作業平面Pに対して反対側に配置されている。
検査グループ1は、3次元光学走査アセンブリをさらに備え、3次元光学走査アセンブリは、第1の長尺要素2の第1の視図を処理するように適合され、第1の視図は、第1の半空間3から第1の長尺要素2をフレームに入れることによって得られ、かつ第1の視図においてそれぞれの第1の曲線7’を識別するようにさらに適合される。
光学アセンブリは、第1の長尺要素2の第2の視図を処理するようにさらに適合され、第2の視図は、第2の半空間4から第1の長尺要素2をフレームに入れることによって得られ、かつ第2の視図においてそれぞれの第2の曲線10’を識別するようにさらに適合される。
3次元光学走査アセンブリは、線状光が表面を照らす場合、反射される線は、照射面が平坦であれば直線であり、凹凸があれば曲線であり、縁部があれば破線になるという原理に基づいている。線状光によって照らされる表面が空間内の表面である場合、反射される線は、直線の線分、曲線部分および破線による混合破線である。
検査グループ1は、処理装置11(図18)を備え、処理装置11は、図17に示すように、(第1の長尺要素2の外面8上の第1の3次元光跡7に対応する)第1の視図における第1の識別された曲線7’と、(第1の長尺要素2の外面8上の第2の3次元光跡10に対応する)第2の視図における第2の識別された曲線10’と、を処理することによって、第1の長尺要素2の第1の閉湾曲断面プロファイル12を再構成するように適合される。さらに、処理装置11は、理想的な断面プロファイルに対して再構成された第1の閉湾曲プロファイル12の起こり得る変形を識別するために、理想的な長尺要素24(図4に示す)の断面プロファイル36、すなわち、理想的な断面プロファイルと、再構成された第1の閉湾曲プロファイル12を比較するように適合される。
再構成された第1の閉湾曲プロファイル12によって、第1の長尺要素2の形状をチェックして、例えば連続ロッドの起こり得る楕円形などの起こり得る欠陥を確認することができる。
形状のチェックに加えて、処理装置11はまた、再構成された第1の閉湾曲プロファイル12から、第1の長尺要素2に対する起こり得る標準的なチェックのために第1の長尺要素2の形状に関連して使用できる、第1の長尺要素2の断面の直径を計算するようにも適合される。
投影装置は、第1の半空間3から第1の線状光5を投影するように適合された第1のプロジェクタ13と、第2の半空間4から第2の線状光9を投影するように適合された第2のプロジェクタ14と、を備える。
光学アセンブリは、第1の視図の第1の画像を取得するように適合された第1の3Dプロファイル光学装置15と、第2の視図の第2の画像を取得するように適合された第2の3Dプロファイル光学装置16と、をさらに備える。
各3Dプロファイル光学装置、すなわち第1の光学装置15または第2の光学装置16は、第1の長尺要素2が方向Dに前進し(図1および図3)、光学装置の視野内にある場合に、検査部分6において第1の長尺要素2をフレームに入れるように構成されたそれぞれの対物レンズ17を備える。各光学装置15、16において、A’、A’’により、それぞれの光軸が示されている。
ただし、視野は、光学装置15、16の取得視野、すなわち、焦点範囲内にあり、かつ対物レンズ17の光軸A’、A’’に沿って所定の被写界深度を規定できる、第1の長尺要素2の画像を取得できる所定の領域であると定義される。
ただし、各光学装置15、16は、例えば、絞り開口、焦点距離、またはズームなどの動作パラメータを有するため、3Dプロファイル用であり、これらの動作パラメータは、第1の長尺要素2の外面8上のそれぞれの3次元光跡7、10が、それぞれの第1の画像および第2の画像においてそれぞれの曲線7’、10’が識別および取得された場合に、面8に対して明確に識別可能であるように設定される。例えば、第1の3次元光跡7および第2の3次元光跡10は、図7および図8に概略的に示すように、背景が暗い画像において明確で明瞭であるため、曲線7’、10’として識別可能である。
第1の光学装置15および第2の光学装置16は、第1の画像または第2の画像の取得を命令し、加えて、関連するそれぞれの第1のプロジェクタ13、第2のプロジェクタ14をオンに切り替えるためのそれぞれの制御装置(図示せず)をさらに備える。光学装置15、16の各制御装置は、第1の曲線7’および第2の曲線10’をそれぞれ規定するために取得された第1の画像または第2の画像を処理するように作製および構成することもできる。
代替的および/または追加的に、処理装置11は、各光学装置15、16において画像の取得を命令するように、または線状光5、9のプロジェクタ13、14のスイッチを入れ、第1の画像における第1の曲線7’もしくは第2の画像における第2の曲線10’をそれぞれ識別するために、光学装置15、16によって取得されたそれぞれの画像を処理するように適合できる。後者の場合、処理装置11が画像処理のために構成されている場合、各光学装置15、16の制御装置は、より簡素であり、画像取得の機能と、線状光のそれぞれのプロジェクタ13、14の制御の機能と、だけを有する。
図18に概略的に示すように、第1の光学装置15と処理装置11とは、例えばイーサネットケーブルタイプまたはWIFIの通信ネットワーク18によって共に接続されており、図示されていなくても、通信ネットワーク18は、処理装置11および第2の光学装置16をさらに接続していることに留意されたい。
他方では、第1のプロジェクタ13は、破線で示すように、場合により、処理装置11と第1のプロジェクタ13との間に設けられ得るそれぞれの入出力デジタル信号18’によって、第1の光学装置15に直接接続されることが好ましい。
第2のプロジェクタ14を第2の光学装置16に接続するために、デジタル入出力信号が同様に提供されるが、図示していない。
各3Dプロファイル光学装置15、16は、検査が行われ得るように、それぞれの線状光5、9および長尺要素2に対して適切な方法で配置されなければならない。詳細には、第1の光学装置15は、その光軸A’がそれぞれの第1の線状光5の平面上に位置することなく、その代わりに、第1の線状光5が位置する平面に対して10°〜80°、好ましくは30°〜60°の第1の角度α’を形成するように配置されなければならない。同様に、第2の光学装置16の光軸A’’とそれぞれの線状光9との間には、第2の角度α’’が存在しなければならない。
例えば、添付の図に示すように、第1の長尺要素2の長手方向軸S’に対して直角に、それぞれの線状光5、9を投影するように、第1のプロジェクタ13と第2のプロジェクタ14とをそれぞれ第1の半空間3と第2の半空間4に配置することにより、第1の線状光5および第2の線状光9がそれぞれ位置する同一平面上において、第1の長尺要素2に対して直角に、第1の光学装置15の光軸A’または第2の光学装置16の光軸A’’を配置することはできない。
換言すると、各光学装置15、16は、第1の3次元光跡7および第2の3次元光跡10が第1の長尺要素2の形状の輪郭をそれぞれ描くことができるように、それぞれの線状光5、9に対して傾斜していなければならない。
第1の光学装置15とそれぞれの第1の線状光5との間に画定された第1の角度α’はまた、アセンブリに起因して、または長尺要素2の長手方向軸に沿って利用可能な空間に起因して、第2の光学装置16とそれぞれの第2の線状光9との間の第2の角度α’’とはわずかに異なり得る。長尺要素2は、第1の視図または第2の視図においてわずかに異なる方向から見ることができるが、これは、以下に詳述するように、第1の閉湾曲断面プロファイルの再構成を損なうものではない。
検査部分6は、第1の3次元光跡7と第2の3次元光跡10との間の長尺要素2の長手方向セグメントによって形成される。
図1では、第1の線状光5および第2の線状光9が実質的に同一平面上にあり、この平面は、特に第1の長尺要素2の長手方向軸S’に直交するため、検査部分6は、検査断面と実質的に一致していることに留意されたい。
長尺要素2上に第2の線状光9を投影することによって得られる第2の3次元光跡10の第2の光学装置16による取得を、第1の線状光5が妨げ得ることを防止するために、第1の線状光5は、場合により、放出される第2の線状光9に対して異なる瞬間にあり、第1の視図と第2の視図とは連続して取得される、すなわち、時間をずらして取得される。
あるいは、図示していない変形によれば、第1の線状光5および第2の線状光9は、異なる平面上に位置することができ、したがって、検査部分は、第1の長尺要素2の非空部分に延びることができる。この場合、第1の視図および第2の視図は、同時に取得することもできるが、空間内でずらして取得することもできる。
投影装置は、第1の長尺要素2に対する第1のプロジェクタ13および第2のプロジェクタ14の配置によらず、第1の半空間3からの第1の線状光5および第2の半空間4からの第2の線状光9を投影するように配置された、第1の線状光5の偏向器(図示せず)、例えばミラー、および/または第2の線状光9の偏向器(図示せず)を備えることができる。第1の線状光5および/または第2の線状光9の偏向器は、第1のプロジェクタ13および場合によっては第2のプロジェクタ14をたばこ用機械の機械部材に対して適切な方法で空間内に配置するために使用して、他の方法では解決できない光学アセンブリの全体の寸法の問題の存在下でも、第1の線状光5および第2の線状光9を所望通りに投影することができる。
第1の線状光5および/または第2の線状光9の偏向器の存在下であっても、第1の角度α’は、第1の光学装置15の光軸A’と、第1の線状光5が位置する平面との間に存在しなければならず、さらに場合により、第2の角度α’’は、第2の光学装置16の光軸A’’と第2の線状光9が位置する平面との間に存在しなければならない。角度α’およびα’’の大きさについて上述したことが当てはまり、これらの角度もわずかに異なる場合がある。
場合により、図3に示すように、光学アセンブリは、第1の長尺要素2に対する第1の光学装置15および第2の光学装置16の配置によらず、第1の光学装置15が第1の視図の偏向器19から第1の視図を取得し得る、および/または第2の光学装置16が第2の視図の偏向器から第2の視図を取得し得るように、第1の視図および/または第2の視図の仮想鏡映面を生成するように配置された、第1の視図の偏向器19および/または第2の視図の偏向器(図示せず)を備えることができる。
この場合においても、第1の視図の偏向器19および場合によっては第2の視図の偏向器は、他の方法では解決できない光学アセンブリの全体の寸法の問題の存在下でも、第1の視図および第2の視図の正確な取得を確実にするように、たばこ用機械の機械部材に対して、第1の光学装置15および場合により第2の光学装置16を適切な方法で空間内に配置するために使用することができる。
同様に、第1の視図の偏向器19および/または第2の視図の偏向器の存在下でも、第1の角度α’および第2の角度α’’は、上述のように、光学装置15、16とそれぞれ線状光5、9との間に存在しなければならない。
図4〜図10に示す変形によれば、検査グループ1は、第1の長尺要素2と第2の長尺要素20とを、その前進中に、第1の線状光5と第2の線状光9とによって同時に検査するように適合される。投影装置は、第2の長尺要素20の外面22上に第1の半空間3からの第1の線状光5を投影して、上記外面22上に第1の3次元光跡21を得るように適合される。
投影装置は、第2の長尺要素20の外面22上に第2の半空間4からの第2の線状光9を投影して、同じ外面22上に第2の3次元光跡23を得るようにさらに適合される。
第1の長尺要素2および第2の長尺要素20は、それぞれ第1の位置および第2の位置に互いに並んで配置され、第1の長尺要素2の長手方向軸S’および第2の長尺要素20の長手方向軸S’’は、作業平面Pに配置されている。
好ましくは、第1の長尺要素2および第2の長尺要素20は、互いに平行に配置される、すなわち、第1の長尺要素2の長手方向軸S’および第2の長尺要素20の長手方向軸S’’は、互いに平行である。場合により、第1の視図が、第1の長尺要素2と第2の長尺要素20とを第1の半空間3から同時にフレームに入れることによって得られる場合、かつ第2の視図が、第1の長尺要素2と第2の長尺要素20とを第2の半空間4から同時にフレームに入れることによって得られる場合、光学アセンブリは、第1の視図を処理し、さらに第1の視図において(第2の長尺要素20の外面22上の第1の3次元光跡21に対応する)第1の曲線21’を識別し、かつ第2の視図を処理し、さらに第2の視図において(第2の長尺要素20の外面22上の第2の3次元光跡23に対応する)第2の曲線23’を識別するように適合される。
ただし、第1の長尺要素2および第2の長尺要素20はまた、例えば、紙巻きたばこの連続ロッドを成形するための成形機械の特定の配置において、第1の視図および第2の視図によって両方がフレームに入れられている第1の線状光5および第2の線状光9によって、第1の長尺要素2および第2の長尺要素20の両方が同時に検査可能であるならば、互いに平行でなくてもよい。
処理装置11は、第1の視図における第1の識別された曲線21’および第2の視図における第2の識別された曲線23’を処理し、第2の再構成された閉湾曲プロファイル35を理想的な断面プロファイルと比較して、理想的な断面プロファイルに対する第2の閉湾曲プロファイル35の起こり得る変形をさらに識別することによって、第2の長尺要素20の第2の閉湾曲断面プロファイル35を追加的に再構成するように適合されている。
有利なことに、本発明によれば、図4〜図10に示すように、検査グループ1は、第1の長尺要素2と理想的な長尺要素24とを、第1の線状光5と第2の線状光9とによって同時に検査できる。第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24は、それぞれ第1の位置および基準位置に互いに並んで配置されて、第1の長尺要素2の長手方向軸S’および理想的な長尺要素24の長手方向軸S’’’が、作業平面Pに配置されるようにしなければならない。
投影装置は、理想的な長尺要素24の外面26上に第1の半空間3からの第1の線状光5を投影して、上記外面26上に第1の3次元光跡25を得るように適合される。
投影装置は、理想的な長尺要素24の外面26上に第2の半空間4からの第2の線状光9を投影して、同じ外面26上に第2の3次元光跡27を得るようにさらに適合される。
第1の視図が、第1の長尺要素2と理想的な長尺要素24とを第1の半空間3から同時にフレームに入れることによって得られる場合、かつ第2の視図が、第1の長尺要素2と理想的な長尺要素24とを第2の半空間4から同時にフレームに入れることによって得られる場合、光学アセンブリは、第1の視図を処理し、さらに第1の視図において(理想的な長尺要素24の外面26上の第1の3次元光跡25に対応する)第1の曲線25’を識別し、かつ第2の視図を処理し、さらに第2の視図において(理想的な長尺要素24の外面26上の第2の3次元光跡27に対応する)第2の曲線27’を識別するように適合される。
好ましくは、第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24は、互いに平行に配置される、換言すると、第1の長尺要素2の長手方向軸S’は、理想的な長尺要素24の長手方向軸S’’’に平行である。
それにもかかわらず、上述したように、この場合も、第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24は、第1の視図および第2の視図によって両方がフレームに入れられ、第1の線状光5および第2の線状光9によって、第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24の両方が同時に検査可能であるならば、互いに平行でなくてもよい。
処理装置11は、本発明の検査方法の動作ステップ中に理想的な長尺要素24の前記再構成された閉湾曲プロファイルを監視し、理想的な長尺要素24の再構成された閉湾曲断面プロファイルが理想的な断面プロファイルとは異なる場合、警告を生成するために、第1の視図における第1の識別された曲線25’および第2の視図における第2の識別された曲線27’を処理することによって、理想的な長尺要素24の閉湾曲断面プロファイルも追加的に再構成するように適合される。
実際に、理想的な長尺要素24の検査にもかかわらず、理想的な長尺要素24の再構成された閉湾曲断面プロファイル36が理想的な断面プロファイルとは異なる場合、検査の動作ステップ中に欠陥が存在する。例えば、衝撃または振動のために、光学装置15、16とそれぞれの線状光5、9との間の第1の角度α’または第2の角度α’’は、経時的に変化し、したがって、第1の視図および第2の視図の処理はもはや正しいものではない場合がある。
線状光5、9と対応する光学装置15、16との間の対応する配置、すなわち光学アセンブリの幾何学的配置は、検査グループを設計するステップの間に先験的に確立され、それぞれの光学装置15、16に対するプロジェクタ13、14の基準配置に対応する。
検査の動作ステップ中に記録された欠陥は、設計ステップ中に確立された検査グループの基準配置がもはや有効でなく、したがって検査がもはや信頼できないことを示す。
この警告は、例えば、基準配置に従って、すなわち先験的に確立された光学アセンブリの幾何学的配置に従って、検査グループの配置を再び構成するように、オペレータによる介入の要求を生成できる。
あるいは、警告は、以下に詳述するように、第1の視図および第2の視図の処理を修正して、光学アセンブリの新しい幾何学的配置を考慮する必要を要求できる、すなわち、検査方法は、自らを構成できる。
図4に示すように、第1の長尺要素2、第2の長尺要素20、および理想的な長尺要素24が互いに並んで配置され、好ましくは互いに平行に配置されている場合、光学アセンブリが、第1の半空間3からの第1の視図において、また第2の半空間4による第2の視図において、第1の位置に配置された第1の長尺要素2、第2の位置に配置された第2の長尺要素20、および基準位置に配置された理想的な長尺要素24を同時にフレームに入れる(図5および図6)ように適合される場合、検査グループは、3つすべてを検査するように適合される。理想的な長尺要素24は、例えば、第1の長尺要素2と第2の長尺要素20との間に挿入される。
検査は、第1の長尺要素2および第2の長尺要素20について同時に行われるが、理想的な長尺要素24は、本発明によれば、光学装置15、16およびそれぞれのプロジェクタ13、14の動作ステップにおける配置を監視するために使用される。
第1の長尺要素2および第2の長尺要素20の存在は、通常、第1のロッドが第2のロッドに平行に成形される、たばこの2列連続ロッドを成形するための成形機械で生じる。理想的な長尺要素24は、第1のロッドと第2のロッドとの間に平行に配置すると有利であり得る。
使用時には、検査グループ1は、機械制御装置から検査開始コマンドを受信する、または所定の検査ロジックに従って、長尺要素の検査を独立に作動させる。
第1の長尺要素2の長手方向軸Sを通る作業平面P、一般的には水平作業平面Pが選択され、このようにして、例えば作業平面Pが水平である場合に上部半空間に対応する第1の半空間3と、作業平面Pに対して反対側に配置された、例えば下部半空間に対応する第2の半空間4と、を考慮する。
動作ステップにおいて、検査方法は、第1の長尺要素2の外面8の検査部分6上に、第1の半空間3から第1の線状光5を投影して、第1の3次元光跡7を得る、ステップを含み、第2の半空間4から第2の線状光9を検査部分6上に投影して、第2の3次元光跡10を得る、ステップをさらに含む。
本方法は、第1の長尺要素2を第1の半空間3からフレームに入れ、第1の視図を得る、ステップと、第1の視図を処理して、検査部分6において第1の曲線7’を識別するステップと、第1の長尺要素2を第2の半空間4からフレームに入れ、第2の視図を得る、ステップと、第2の視図を処理して、検査部分6において第2の曲線10’を識別する、ステップと、をさらに含む。
検査方法は、第1の識別された曲線7’および第2の識別された曲線10’を処理することによって、第1の長尺要素2の第1の閉湾曲断面プロファイル12を再構成するステップと、理想的な長尺要素24の閉断面プロファイル36、すなわち、例えば円形プロファイルなどの、理想的な断面プロファイルと、再構成された第1の閉湾曲プロファイル12を比較して、理想断面プロファイルに対して再構成された第1の閉湾曲プロファイル12の起こり得る変形を識別する、ステップと、を提供する。
検査結果は、上述したように、機械制御装置に提供される。
図17に示すように、第1の閉湾曲プロファイル12を再構成するために、第1の長尺要素2が第1の位置に配置される場合、第1の識別された曲線7’と第2の識別された曲線10’とは、例えば第2の識別された曲線10’を180°だけ回転またはひっくり返すことにより、対向するように配置され、後述するように、第1の識別された曲線7’と対向する第2の識別された曲線10’とに第1の幾何学的変換を適用する。閉湾曲断面プロファイルは、透視補正された第1の曲線7’’と透視補正された第2の線10’’とを用いてさらに再構成される。
第1の閉湾曲プロファイル12を再構成するための、本発明の検査方法の1つの変形(図示せず)によれば、第1の幾何学的変換が第1の識別された曲線7’と第2の識別された曲線10’とに適用される。透視補正された第1の曲線7’’と透視補正された第2の線10’’とを、例えば後者を180°回転またはひっくり返して、対向させることによって、第1の閉湾曲プロファイル12が再構成される。
再構成された第1の閉湾曲プロファイル12が理想的な断面プロファイルに対して変形している場合、例えば、第1の再構成された湾曲プロファイル12が楕円形で非円形のプロファイルを有し、検出された変形が変形閾値を超える場合、検査部分は、欠陥がある、または少なくとも必要とされる品質に適合していないと判断される。
ただし、一部の紙巻きたばこのフォーマットサイズは、楕円形および非円形の断面を有する。この場合、円形で非楕円形断面プロファイルが検出された場合、検査部分は、欠陥がある、または少なくとも必要とされる品質に適合していないと判断される。検査方法は、第1の線状光5および第2の線状光9の投影装置を提供するステップを含み、投影装置は、第1のプロジェクタ13と第2のプロジェクタ14とを備えて、それぞれ第1の線状光5および第2の線状光9を生成し、第1の線状光5および第2の線状光9を、第1の半空間3および第2の半空間4からそれぞれ投影する。3次元光学走査アセンブリの第1の3Dプロファイル光学装置15および第2の3Dプロファイル光学装置16も設けられて、第1の視図の第1の画像(図7)および第2の視図の第2の画像(図8)をそれぞれ取得する。
上述のように、検査が行われ得るには、各光学装置15、16とそれぞれの線状光5、9との間には、それぞれ10°〜80°、好ましくは30°〜60°の第1の角度α’と第2の角度α’’とがそれぞれ形成されなければならない。換言すれば、各光学装置15、16は、それぞれの線状光5、9に対して傾斜して配置されなければならない。
したがって、第1の光学装置15からの第1の画像および第2の光学装置16からの第2の画像のそれぞれで取得された、第1の視図の第1の3次元光跡7および第2の視図の第2の3次元光跡10は、透視視点により歪んでいる。
さらに、第1の角度α’と第2の角度α’’との間の差は、閉湾曲断面プロファイル12の再構成の瞬間に考慮すべき、長尺要素2の観察点における小さな変動をもたらし得る。
取得された画像において識別される曲線7’、10’の透視歪みは、画像認識および復号アルゴリズムをはるかに複雑かつ効率の低いものにし、ひいては画像の処理および復号にかかる時間が長くなる。さらに、歪みは、識別された曲線7’、10’を使用して再構成された第1の閉湾曲断面プロファイル12の評価にエラーをもたらす可能性がある。この理由から、画像を実際の歪んでいない比率に戻すアルゴリズムによって、取得された画像を幾何学的に変換して、取得された画像からではなく、変換された画像から、長尺要素の閉湾曲断面プロファイルの着目する特徴を抽出することが有利である。
幾何学的変換として従来定義されたこのアルゴリズムは、歪んだ画像の各点が実際の画像の対応する点と相関するという仮説に基づいている。アルゴリズムは、歪んだ画像および変換された画像において識別されるべき、適切に選択された点の座標の定義を必要とする。
以下に、本発明が上述の第1の幾何学的変換をどのように定義するかを示す。
検査方法は、簡潔にするためにここでは繰り返さないが上述したように第1の線状光5および第2の線状光9によって、第2の長尺要素20の第2の閉湾曲断面プロファイル35を再構成するために、第2の長尺要素20上に第1の線状光5および第2の線状光9を投影することによって、第1の位置で第1の長尺要素2と、場合によっては第2の位置で第2の長尺要素20と、を同時に検査するステップを提供することができる。
理想的な長尺要素24の断面プロファイル36と、第2の再構成された閉湾曲プロファイル35を比較することによって、理想的な断面プロファイルに対して第2の再構成された閉湾曲プロファイル35の起こり得る変形をさらに識別できる。
本発明によれば、有利なことに、本方法は、第1の長尺要素2の長手方向軸S’と理想的な長尺要素24の長手方向軸S’’’との両方が作業平面Pに配置されるように、理想的な長尺要素24を第1の長尺要素2に並べて、それぞれ基準位置および第1の位置に配置するステップを提供する。本方法は、第1の線状光5および第2の線状光9によって、第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24を同時に検査するステップをさらに提供する。
第1の線状光5の投影から、理想的な長尺要素24の外面26上の第1の3次元光跡25を取得し、第2の線状光9の投影から、理想的な長尺要素24の外面26上の第2の3次元光跡27を取得することにより、本方法は、第1の視図を処理して、理想的な長尺要素24の第1の曲線25’を追加的に識別するように、第1の半空間3から第1の長尺要素2と理想的な長尺要素24とを同時にフレームに入れるステップと、第2の視図を処理して、理想的な長尺要素24の第2の曲線27’を追加的に識別するように、第2の半空間4から第1の長尺要素2と理想的な長尺要素24とを同時にフレームに入れるステップと、をさらに含む。
理想的な長尺要素24の再構成された閉湾曲プロファイルを監視するために、検査方法は、第1の識別された曲線25’および第2の識別された曲線27’を処理することによって、理想的な長尺要素24の閉湾曲断面プロファイルを再構成するステップと、理想的な長尺要素24の再構成された閉湾曲プロファイルが理想的な断面プロファイル36とは異なる場合、警告を生成するステップと、を提供する。
実際に、再構成された閉湾曲プロファイルが、例えば円形でない場合、検査の動作ステップ中に上述のように欠陥が発生していることは明らかである。
第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24、ならびに場合により第2の長尺要素20を提供し、第1の視図および第2の視図の両方において、第1の位置に配置された第1の長尺要素2、基準位置に配置された理想的な長尺要素24、および場合により第2の位置に配置された第2の長尺要素20を同時にフレームに入れることによって、検査の動作ステップの際に検査グループ1も設置時のように正しく動作することを同時にチェックしながら、第1の長尺要素2、および場合により第2の長尺要素20を検査することができる。
検査グループの配置がもはや基準配置ではない場合、オペレータの介入を要求する警告を生成することができる、または新しい配置を新しい基準配置となるように考慮でき、よって検査方法は自身を構成できることは既に述べた。
検査方法の自動構成は、検査方法の較正ステップに関連する。
上述のように、本発明の検査方法は、第1の幾何学的変換を定義し、それを行うために、動作ステップの前に検査グループを構成または較正するステップが、後で検査の動作ステップ中に適用される第1の幾何学的変換をこのステップで定義することができるように、設けられる。
動作ステップの前の較正ステップにおいて、理想的な長尺要素24を使用して、動作ステップ中に適用される第1の幾何学的変換を計算するステップは、第1の長尺要素2ではなく理想的な長尺要素24を第1の位置に配置するステップと、第1の線状光5および第2の線状光9を投影することによって、長尺要素24自体を検査するステップと、を提供する。
上述したことと同様に、第1の半空間3によってフレームに入れられた理想的な長尺要素24の第1の視図を処理して、理想的な長尺要素24の外面26で得られた第1の3次元光跡25に対応する第1の曲線25’を規定し、第2の半空間4によってフレームに入れられた理想的な長尺要素24の第2の視図も処理して、外面26で得られた第2の3次元光跡27に対応する第2の曲線27’を規定する。次に、可能な処理モードの中から、理想的な断面プロファイルまたは円周を再構成する、第1の識別された曲線25’および第2の識別された曲線27’を幾何学的に変換することができる特定の処理モードが選択され、この特定の処理モードを第1の幾何学的変換として選択する。
本方法は、場合により、動作ステップにおいて、第1の長尺要素2に第1の幾何学的変換を、第2の長尺要素20に第2の幾何学的変換をそれぞれ適用して、第1の長尺要素2および第2の長尺要素20を検査するために、較正ステップにおいて、理想的な長尺要素24を使用し、これを第2の長尺要素20の代わりに第2の位置に配置し、第1の位置に関連する第1の幾何学的変換と、さらに第2の位置に関連する第2の幾何学的変換とを計算するステップをさらに含む。
第2の位置に関連する第2の幾何学的変換は、可能な処理モードの中から、第1の幾何学的変換に関連して上述したものと同様に選択される。
第1の幾何学的変換は、第1の長尺要素2と第2の長尺要素20との両方の断面プロファイルを再構成するために使用することができるが、有利なことに、それぞれの位置に対して異なる幾何学的変換が選択された場合、それぞれの閉断面プロファイルの再構成における精度が高まる。
較正ステップにおいて、第1の幾何学的変換、また場合により第2の幾何学的変換に加えて、検査方法はまた、既に基準位置に存在する理想的な長尺要素24を使用して、また追加的に光学アセンブリの配置の監視を行うために上述したものと同様に基準幾何学的変換も計算して、基準位置に関連する基準幾何学的変換を計算する。次いで、動作ステップにおいて、本方法は、第1の長尺要素2に第1の幾何学的変換を、第2の長尺要素20に第2の幾何学的変換を、理想的な長尺要素24に基準幾何学的変換をもしあればそれぞれ適用することによって、第1の位置の第1の長尺要素2、第2の位置の第2の長尺要素20、および基準位置の理想的な長尺要素24を検査する。有利なことに、本発明によれば、第1の幾何学的変換、第2の幾何学的変換、および基準幾何学的変換は、警告が生成された場合、検査方法の動作ステップ中に修正または部分的に補正されて、光学アセンブリの幾何学的配置の変化を組み込む。例えば、検査中に欠陥が記録された瞬間に、基準幾何学的変換を計算し、第1および第2の幾何学的変換についても、少なくともオペレータの介入まで有効であるとみなすことができる。各位置に対して異なる幾何学的変換を使用することによって得られる精度は失われるが、動作ステップ中の検査グループ1の異なる配置が存在する場合でも処理の有効性が保証される。したがって、検査方法1は、欠陥の場合に、後のオペレータの介入まで、検査の有効性を保証するように自らを構成することができる。
第2の閉湾曲プロファイル35の再構成および理想的な長尺要素24の閉湾曲プロファイル36の再構成については、図17に示すように、第1の長尺要素2の第1の閉湾曲プロファイル12の再構成に関して上述したものが有効である。
図17に示すように、それぞれの長尺要素2、24および20の第1の識別された曲線7’、25’および21’は、180°回転またはひっくり返された第2の識別された曲線10’、27’、23’に対向するように配置され、第1の1対の識別された曲線7’、10’に第1の幾何学的変換が適用され、第2の1対の識別された曲線21’、23’に第2の幾何学的変換が適用され、第3の1対の識別された曲線25’、27’に基準幾何学的変換が適用されて、第1の1対の透視補正された曲線7’’、10’’、第2の1対の透視補正された曲線21’’、23’’および第3の1対の透視補正された曲線25’’、27’’をそれぞれ得て、これから、第1の閉湾曲断面プロファイル12、第2の閉湾曲断面プロファイル35、および理想的な断面プロファイル36を再構成することができる。
本明細書に開示された検査グループおよび検査方法は、長尺要素、例えばたばこロッドの断面プロファイルを簡単かつ廉価に得ることを可能にし、断面プロファイルにより、ロッドの直径を計算し、理想的な形状、例えば円形の形状に対して起こり得る変形をチェックすることができる。
検査部分は、長尺要素の断面と一致することができ、例えば、長尺要素の長手方向軸に垂直な平面で行われて、第1の視図および第2の視図は同時またはほとんど同時に取得することができることにさらに留意されたい。
したがって、検査の頻度、すなわち2回の連続する検査の間の距離は、光学装置の画像の取得頻度にのみ依存し、これは、可能な最大の検査回数を保証するために適切に選択される。
典型的には、検査は、最も良い、つまり現在市販されている最も効率的な光学装置を用いて、30mm毎、好ましくは45mm毎、さらにより好ましくは60mm毎、または5m秒毎、好ましくは7.5m秒毎、さらにより好ましくは10m秒毎に行われる。
上述のように、取得を乱さないようにするために、第2の線状光9と同一平面上にある第1の線状光5は、場合により、第2の線状光9から時間的にずらして放出でき、したがって、検査部分6は、長尺要素の非空部分に延びることができる、または同様に第1の線状光5と第2の線状光9とは異なる平面上にあり、したがって同時ではあるが互いに非空距離をあけて放出できる。
いずれの場合においても、長尺要素の断面プロファイルが、互いに近接する連続ロッドの断面の部分視図を用いて再構成されるため、検査自体に高い精度が保証されるほど検査部分6が非常に小さくなっていることを強調したい。
加えて、光学アセンブリは、非常に小型である。検査グループが紙巻きたばこの連続ロッドを成形するための成形機械に設置される場合、光学アセンブリが小型であることにより、連続ロッドを制御するための他の制御装置、例えば重量を制御するための制御装置に並べて光学アセンブリを配置でき、これにより、連続ロッドの多数の制御の可能性、ひいては消費者向けの製品において高品質が保証される。
さらに有利なことには、2ロッド式機械、すなわち互いに横に並んだ2本の紙巻きたばこロッドを同時に成形する機械では、検査グループ1は、修正することなしに、互いに並んでいる1つ、2つ、または3つの長尺要素を検査できるため、光学アセンブリは、単一の連続ロッドを検査するのに使用可能な光学アセンブリから変更されないことに留意されたい。第1の長尺要素と理想的な長尺要素との同時検査を可能にする本発明の検査方法のおかげで、検査グループの動作中の光学アセンブリの配置を監視することができ、これにより、経時的な検査の正確性が保証される。
検査グループ1の基準配置における欠陥の場合には、オペレータの介入を要求し、検査グループの新たな較正を行うための警告を生成することができる。
好都合なことに、代替的に、第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24の閉断面プロファイルの再構成が、検査グループの較正ステップで計算され、かつ所定のものではない、第1の幾何学的変換および基準幾何学的変換をそれぞれ使用することによって実行されるという事実のおかげで、欠陥を検出した瞬間に計算された基準幾何学的変換をも第1の幾何学的変換として使用、または第1の幾何学的変換を更新もしくは部分的に補正して、オペレータによる即時の介入を必要とせずに、検査方法をこのようにして自動構成できる。
理想的な長尺要素24の再構成された閉湾曲プロファイルが理想的な断面プロファイルとは異なる場合、第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24に対して同じ基準幾何学的変換を使用することにより、自動構成ステップが提供され得る。
図11〜図14に示す検査グループ1の異なる実施形態によれば、第1の線状光5および第2の線状光9の投影装置は、単一のプロジェクタ28を備える。
投影装置は、単一の線状光29の単一のプロジェクタ28と、単一のプロジェクタ28と長尺要素2との間に配置されたシールド30と、を備える。シールド30は、単一の線状光29を、線状光29aの第1の部分と、線状光29bの第2の部分と、に分割するように適合される。
投影装置は、第1の半空間3に配置された、線状光29aの第1の部分の第1の偏向器31、例えばミラーと、第2の半空間4に配置された、線状光29bの第2の部分の第2の偏向器32、例えばさらなるミラーと、をさらに備え、これらの偏向器は、単一の線状光29から、第1の半空間3から投影された第1の線状光5と、第2の半空間4から投影された第2の線状光9とをそれぞれ得るように適合される。
換言すると、シールド30は、第1の偏向器31および第2の偏向器32と協働し、これらの偏向器は、線状光29aの第1の部分および線状光29bの第2の部分をそれぞれ第1の長尺要素2に向けて偏向させ、このようにして第1の長尺要素2上に投影されるそれぞれの線状光は、正確に第1の線状光5および第2の線状光9となる。
シールド30は、作業平面Pに対して垂直に配置され、単一の線状光29が作業平面Pに対して垂直になるように配置される。シールド30の寸法および/または第1の長尺要素2および単一のプロジェクタ28に対するシールド30の位置は、線状光29aの第1の部分および線状光29bの第2の部分を偏向することによってそれぞれ得られた第1の線状光5または第2の線状光9が、第1の長尺要素2の外面8と交差した後にさらに反射することなく、すなわち、2次反射なく、第1の長尺要素2が第1の線状光5および第2の線状光9のみによって照明されることを可能にするようにされる。
シールド30、シールド30の寸法、および/またはシールド30の位置のおかげで、第1の長尺要素2は、単一の線状光29によって直接照射されるのではなく、第1の線状光5および第2の線状光9によってのみ照射される。
第1の偏向器31および第2の偏向器32は、作業平面Pに対して傾斜して対称に入射するそれぞれの平面に位置し、90°の角度(または、90°以上の角度)を形成し、第1の長尺要素2の長手方向軸S’に平行な直線I上で交差し、直線Iもまた、作業平面P上に位置し、シールド30に対して第1の長尺要素2の反対側にさらに配置されることに留意されたい。
ただし、図11に示すように、第1の偏向器31と第2の偏向器32とが接触している必要はない。
図示されていない1つの変形によれば、第1の偏向器31と第2の偏向器32とは対称であるが、直線Iとは非空距離だけ離れている。
光学アセンブリは、光軸A’’’を有する単一の3Dプロファイル光学装置33を備え、この光軸によって第1の長尺要素2をフレームに入れる。第1の光学装置15および第2の光学装置16に関して上記した構成仕様に関連して、単一の3Dプロファイル光学装置33にも同じ考慮事項が適用されるが、簡潔にするために、ここでは繰り返さない。第1の偏向器31は、第1の視図の第1の仮想鏡映視図31’をさらに生成するように適合され、第2の偏向器32は、第2の視図のそれぞれの第2の仮想鏡映視図32’を生成するように適合され、単一の光学装置33は、第1の偏向器31から受けた第1の視図と第2の偏向器32から受けた第2の視図との両方を単一の画像で取得するように適合される。したがって、第1の偏向器31および第2の偏向器32は、反射された作業平面P’を生成するように適合される。
この異なる実施例においても、単一の光学装置33は、第1の偏向器31および第2の偏向器32の存在下においても、第1の線状光5および第2の線状光9に対して傾斜して配置されなければならず、第1の偏向器31および第2の偏向器32に対する単一の光学装置33の光軸A’’’とそれぞれの線状光5、9との間に第3の角度α’’’が存在しなければならないことを理解されたい。
場合により、図13に示す1つの変形によれば、光学アセンブリは、第1の視図および第2の視図のそれぞれのさらなる仮想鏡映面を生成するように適合された、第1および第2の視図の偏向器34、例えばミラーをさらに備えて、第1の長尺要素2に対する単一の光学装置33の配置にかかわらず、単一の光学装置33が、偏向器34から受けた第1の視図および第2の視図を取得できるようにする。
また、第1および第2の視図の偏向器34は、先に開示した第1の視図の偏向器19および/または第2の視図の偏向器のように、上述のようにたばこ用機械の機械部材に対して適切な方法で空間内に単一の光学装置33を配置するために使用でき、ひいては、他の方法では解決できない全体の寸法の問題の存在下でも、第1の視図および第2の視図の正確な取得を保証できる。
この実施形態においても、前の実施形態と同様に、検査グループは、これまで説明したのと同様に、第1の長尺要素2、場合により第2の長尺要素20を同時に検査するため、また理想的な長尺要素24を検査することによって、光学アセンブリの配置における起こり得る欠陥を監視するために、第1の長尺要素2、場合により第2の長尺要素20、および理想的な長尺要素24である第3の長尺要素を検査するように適合される。
前述の長尺要素2、20および24を検査する場合、長尺要素2、20および24は互いに平行に配置され、好ましくは互いに平行であり、作業平面Pに位置する、それぞれの長手方向軸S’、S’’、S’’’を有する。
第1の偏向器31が位置する平面と第2の偏向器32が位置する平面とが交差する直線Iは、シールド30に対して長尺要素2、20、24の反対側に配置される。
使用時には、検査グループ1が検査開始コマンドを受信すると、投影装置の単一のプロジェクタ28によって単一の線状光29が生成され、単一の線状光29を線状光29aの第1の部分と線状光29bの第2の部分とに分割するように、長尺要素2と単一の線状光29との間にシールド30が設けられる。
線状光29aの第1の部分の第1の偏向器31を第1の半空間3に設け、かつ線状光29bの第2の部分の第2の偏向器32を第2の半空間4に設けることによって、単一の線状光29を偏向することにより、単一の線状光29から、第1の半空間3から第1の長尺要素2の検査部分6上へと、第1の長尺要素2の外面8上に第1の3次元光跡7を投影する、第1の線状光5が得られる。また単一の線状光29から、第2の半空間4から検査部分6上へと、外面8上に第2の3次元光跡10を投影する、第2の線状光9がさらに得られる。
第1の偏向器31からの第1の視図と第2の偏向器32からの第2の視図との両方を単一の画像で取得するように適合された、光学アセンブリの単一の3Dプロファイル光学装置33がさらに設けられ、第1の偏向器31は、第1の視図のそれぞれの第1の仮想鏡映視図31’を生成するように適合され、第2の偏向器32は、第2の視図のそれぞれの第2の仮想鏡映視図32’を生成するように適合される。このようにして、第1の仮想鏡映視図31’および第2の仮想鏡映視図32’によって、単一の画像において、第1の視図は第1の半空間3から取得され、第2の視図は第1の半空間3とは反対側にある第2の半空間4から取得される。
第1の長尺要素2の第1の閉湾曲断面プロファイル12の再構成に関しては、上述したものが適用される、すなわち、図17に示すように、第1の識別された曲線7’が第1の視図で処理され、第2の識別された曲線10’が第2の視図で処理される。
本発明によれば、検査グループ1の本実施形態においても、第1の長尺要素2および理想的な長尺要素24、場合により第2の長尺要素20が検査されて、上述のように、光学アセンブリの配置における起こり得る欠陥を監視する。
したがって、処理手段は、理想的な長尺要素24の閉湾曲断面プロファイル36、および場合により第2の長尺要素20の第2の閉湾曲断面プロファイル35を再構成して、上述のように、理想的な長尺要素24によって光学アセンブリの配置をチェックでき、場合により第2の長尺要素20を検査できる。
単一の光学装置33および単一の線状光29の本実施形態についても、上述したように、動作ステップの前に較正ステップにおいて、第1の位置に配置された第1の長尺要素2の第1の幾何学的変換と、基準位置に配置された理想的な長尺要素24の基準幾何学的変換と、場合により第2の位置に配置された第2の長尺要素20の第2の幾何学的変換と、を計算するステップが設けられる。
検査グループ1の本実施形態は特に有利である。
第1に、検査グループ1は、投影装置が、単一のプロジェクタ28、シールド30、第1の偏向器31、第2の偏向器32のみを備え、光学アセンブリが単一の光学装置33のみを備えるため、前の実施形態よりもさらに小型である。さらに、単一の画像において、したがって同時に、それぞれ第1の半空間3および第2の半空間4からフレームに入れられる、第1の長尺要素2、理想的な長尺要素24、および/または第2の長尺要素20の第1および第2の視図の取得が保証される。
検査部分は、第1の長尺要素2、第2の長尺要素20、または理想的な長尺要素24の断面と一致し、単一の線状光29の放出面と一致する、長尺要素の長手方向軸に垂直な平面で行われ、したがって検査頻度は最大であり、単一の光学装置33の取得速度によってのみ決定される。さらに、第1の仮想鏡映視図31’および第2の仮想鏡映視図32’により、第1の視図および第2の視図の両方を単一の画像に有することにより、第1の3次元光跡7、21、25および第2の3次元光跡10、23、27が、単一の光学装置33のものである取得パラメータ、例えば、ズーム、焦点合わせおよび対物レンズ構成の絞り開口によって取得されることが保証される。
角度α’’’は、第1の半空間3において、第1の線状光5と単一の光学装置33の光軸A’’’との間、および第2の半空間4において、第2の線状光9と光軸A’’’との間の両方でさらに画定される。
単一の光学装置33の存在により、取得角度および同一の単一の光学装置33により同様に第1の半空間3と第2の半空間4とから第1の視図と第2の視図とがそれぞれフレームに入れられるため、各長尺要素2、20および理想的な長尺要素24の閉湾曲プロファイルの再構成において、高い精度が得られる。
第1の偏向器31と第2の偏向器32との間に90°の角度が画定される場合、長尺要素2の2つの対向する面が同時にフレームに入れられるため、これらが互いに向き合うように配置された場合、第1の識別された曲線7’、25’および21’ならびに第2の識別された曲線10’、27’および23’においては、後者が、対応する閉湾曲断面プロファイル12、35および36を再構成するために、180°回転またはひっくり返されて、この回転は、長尺要素2、20または24の同じ断面から生じる湾曲線を整合させる。換言すると、長尺要素の半分のプロファイルに対応する識別された曲線は、互いに向かい合うように配置されるので、互いに180°の角度での配置、すなわち対向する面での配置が保証される。

Claims (13)

  1. 喫煙用物品のための円筒状の長尺要素を検査するための方法であって、第1の長尺要素(2)の長手方向軸(S’)を通る作業平面(P)を選択し、第1の半空間(3)と前記作業平面Pに対して反対側に配置された第2の半空間(4)とを考慮する、ステップと、前記検査方法の動作ステップにおいて、前記第1の長尺要素(2)の外面(8)上に前記第1の半空間(3)から第1の線状光(5)を投影し、前記外面(8)の検査部分(6)上に第1の3次元光跡(7)を得、前記検査部分(6)上に前記第2の半空間4から第2の線状光(9)を投影し、第2の3次元光跡(10)を得る、ステップと、前記第1の長尺要素(2)の第1の視図を処理し、前記第1の視図は、前記第1の長尺要素(2)を前記第1の半空間(3)からフレームに入れることによって得られ、前記第1の視図においてそれぞれの第1の曲線(7’)を識別する、ステップと、前記第1の長尺要素(2)の第2の視図を処理し、前記第2の視図は、前記第1の長尺要素(2)を前記第2の半空間(4)からフレームに入れることによって得られ、前記第2の視図においてそれぞれの第2の曲線(10’)を識別する、ステップと、前記第1の識別された曲線(7’)および前記第2の識別された曲線(10’)を処理することによって、前記第1の長尺要素(2)の第1の閉湾曲断面プロファイル(12)を再構成するステップと、理想的な断面プロファイルと前記再構成された第1の閉湾曲断面プロファイル(12)を比較して、前記理想的な断面プロファイルに対する前記再構成された第1の閉湾曲断面プロファイル(12)の起こり得る変形を識別する、ステップと、を含み、前記方法が、第1の位置に配置された前記第1の長尺要素(2)に並べて、理想的な長尺要素(24)を基準位置に配置して、前記第1の長尺要素(2)の前記長手方向軸(S’)と、前記理想的な長尺要素(24)の長手方向軸(S’’’)と、が前記作業平面(P)に配置されるステップと、前記第1の線状光(5)および前記第2の線状光(9)により、前記第1の長尺要素(2)および前記理想的な長尺要素(24)を同時に検査するステップと、前記第1の線状光(5)の前記投影から、前記理想的な長尺要素(24)の外面(26)上に第1の3次元光跡(25)を得、前記第2の線状光(9)の前記投影から、前記理想的な長尺要素(24)の前記外面(26)上に第2の3次元光跡(27)を得る、ステップと、前記第1の視図を処理して、前記理想的な長尺要素(24)の第1の曲線(25’)を追加的に識別するように、前記第1の半空間(3)から前記第1の長尺要素(2)および前記理想的な長尺要素(24)を同時にフレームに入れるステップと、前記第2の視図を処理して、前記理想的な長尺要素(24)の第2の曲線(27’)を追加的に識別するように、前記第2の半空間(4)から前記第1の長尺要素(2)および前記理想的な長尺要素(24)を同時にフレームに入れるステップと、前記第1の識別された曲線(25’)および前記第2の識別された曲線(27’)を処理することによって、前記理想的な長尺要素(24)の閉湾曲断面プロファイル(36)を再構成するステップと、前記理想的な長尺要素(24)の前記再構成された閉湾曲断面プロファイル(36)を監視し、前記理想的な長尺要素(24)の前記再構成された閉湾曲断面プロファイル(36)が前記理想的な断面プロファイルとは異なる場合、警告を生成する、ステップと、を特徴とする、方法。
  2. 前記第1の閉湾曲断面プロファイル(12)を再構成するステップが、前記第1の識別された曲線(7’)と前記第2の識別された曲線(10’)とを互いに対向するように配置するステップと、互いに対向するように配置した前記第1の識別された曲線(7’)と前記第2の識別された曲線(10’)とに第1の幾何学的変換を適用して、透視補正された第1の曲線(7’’)および透視補正された第2の線(10’’)から前記第1の閉湾曲断面プロファイル(12)を計算する、ステップと、を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記再構成された第1の閉湾曲断面プロファイル(12)が前記理想的な断面プロファイルに対して変形され、前記検出された変形が変形閾値を超える場合、前記検査部分(6)が欠陥であるとみなすステップをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 投影装置の第1のプロジェクタ(13)および第2のプロジェクタ(14)によって、それぞれ前記第1の線状光(5)および前記第2の線状光(9)を生成するステップをさらに含み、前記第1の線状光(5)の偏向器および/または前記第2の線状光(9)の偏向器を配置して、前記第1の長尺要素(2)に対する、前記第1のプロジェクタ(13)および前記第2のプロジェクタ(14)の配置にかかわらず、前記第1の半空間(3)から前記第1の線状光(5)と、前記第2の半空間(4)から前記第1の線状光(9)と、を投影する、ステップと、をさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 第1の視図の第1の画像を取得するための3次元光学走査アセンブリの第1の3Dプロファイル光学装置(15)と、第2の視図の第2の画像を取得するための第2の3次元光学走査アセンブリ(16)と、を提供するステップと、場合により、前記第1の長尺要素(2)に対する前記第1の光学装置(15)および前記第2の光学装置(16)の配置によらず、前記第1の光学装置(15)が前記第1の視図の偏向器(19)から前記第1の視図を取得し得る、および/または前記第2の光学装置(16)が前記第2の視図の偏向器から前記第2の視図を取得し得るように、前記第1の視図および/または前記第2の視図の仮想鏡映面を生成するように、前記第1の視図の偏向器(19)および/または前記第2の視図の偏向器を設けるステップと、をさらに含む、請求項4に記載の検査方法。
  6. 投影装置の単一のプロジェクタ(28)によって単一の線状光(29)を生成するステップと、前記第1の長尺要素(2)と前記単一の線状光(29)との間に、前記単一の線状光(29)を、前記線状光の第1の部分(29a)と、前記線状光の第2の部分(29b)と、に分割するための前記投影装置のシールド(30)を間に置くステップと、前記第1の半空間(3)において前記線状光(29a)の前記第1の部分の第1の偏向器(31)と、前記第2の半空間(4)において前記線状光(29b)の前記第2の部分の第2の偏向器(32)と、を配置して、前記単一の線状光(29)から、前記第1の半空間(3)から投影された前記第1の線状光(5)と、前記第2の半空間(4)から投影された前記第2の線状光(9)とを得る、ステップと、前記第1の偏向器(31)からの前記第1の視図と前記第2の偏向器(32)からの前記第2の視図との両方を単一の画像で取得するように適合された3次元光学走査アセンブリの単一の3Dプロファイル光学装置(33)を提供するステップであって、前記第1の偏向器(31)が、前記第1の視図のそれぞれの仮想鏡映視図(31’)を生成するように適合され、前記第2の偏向器(32)が、前記第2の視図のそれぞれの仮想鏡映視図(32’)を生成するように適合される、ステップと、をさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記第1の長尺要素(2)と第2の長尺要素(20)とを、前記第1の線状光(5)と前記第2の線状光(9)とによって同時に検査するステップであって、前記第1の長尺要素(2)および前記第2の長尺要素(20)は、それぞれ前記第1の位置および第2の位置に互いに並んで配置されて、前記第1の長尺要素(2)の長手方向軸(S’)および前記第2の長尺要素(20)の長手方向軸(S’’)は、前記作業平面Pに配置される、ステップと、前記第1の線状光(5)の投影から、前記第2の長尺要素(20)の外面(22)上に第1の3次元光跡(21)を得、前記第2の線状光(9)の投影から、前記外面(22)上に第2の3次元光跡(23)を得る、ステップと、前記第1の視図を処理して、前記第2の長尺要素(20)の第1の曲線(21’)を追加的に識別するように、前記第1の半空間(3)から前記第1の長尺要素(2)と前記第2の長尺要素(20)とを同時にフレームに入れるステップと、前記第2の視図を処理して、前記第2の長尺要素(20)の第2の曲線(23’)を追加的に識別するように、前記第2の半空間(4)から前記第1の長尺要素(2)と前記第2の長尺要素(20)とを同時にフレームに入れるステップと、前記第1の識別された曲線(21’)および前記第2の識別された曲線(23’)を処理することによって前記第2の長尺要素(20)の第2の閉湾曲断面プロファイル(35)を再構成し、前記再構成された第2の閉湾曲断面プロファイル(35)を前記理想的な断面プロファイルと比較して、前記理想的な断面プロファイルに対する前記再構成された第2の閉湾曲断面プロファイル(35)の起こり得る変形をさらに識別するステップと、をさらに含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 互いに並んだ、前記理想的な長尺要素(24)、前記第1の長尺要素(2)および前記第2の長尺要素(20)を提供するステップを含み、前記方法は、前記第1の視図および前記第2の視図において、前記第1の位置に配置された前記第1の長尺要素(2)と、前記第2の位置に配置された前記第2の長尺要素(20)と、前記基準位置に配置された延期理想的な長尺要素(24)と、を同時にフレームに入れるステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記動作ステップの前に、前記動作ステップ中に適用された前記第1の幾何学的変換を計算するステップをさらに含み、前記第1の幾何学的変換を計算するステップは、理想的な長尺要素(24)を使用し、前記第1の長尺要素(2)の代わりに前記理想的な長尺要素(24)を前記第1の位置に配置する、ステップを含む、請求項2から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記第1の幾何学的変換を計算するステップは、前記第1の半空間(3)からフレームに入れられた前記理想的な長尺要素(24)の前記第1の視図を処理して、前記理想的な長尺要素(24)の前記第1の曲線(25’)を規定するステップと、前記第2の半空間(4)からフレームに入れられた前記理想的な長尺要素(24)の第2の視図を処理して、前記理想的な長尺要素(24)の第2の曲線(27’)を規定するステップと、前記理想的な断面プロファイルを再構成する前記第1の識別された曲線(25’)および前記第2の識別された曲線(27’)を幾何学的に変換することができる処理モードを識別し、前記処理モードを前記第1の位置に関連する第1の幾何学的変換として選択する、ステップと、をさらに含む、請求項9に記載の方法。
  11. 較正ステップにおいて、前記理想的な長尺要素(24)を使用し、これを前記第2の長尺要素(20)の代わりに配置し、前記第1の位置に関連する前記第1の幾何学的変換と、さらに前記第2の位置に関連する第2の幾何学的変換と、を計算するステップと、前記動作ステップにおいて、前記第1の長尺要素(2)に前記第1の幾何学的変換を、前記第2の長尺要素(20)に前記第2の幾何学的変換をそれぞれ適用して、前記第1の長尺要素(2)および前記第2の長尺要素(20)を検査するステップと、をさらに含む、請求項7に従属する請求項9または10に記載の方法。
  12. 前記較正ステップにおいて、前記基準位置に存在する前記理想的な長尺要素(24)を使用して、前記基準位置に関連する基準幾何学的変換を計算するステップをさらに含み、前記動作ステップにおいて、前記第1の長尺要素(2)に前記第1の幾何学的変換を、前記理想的な長尺要素(24)に前記基準幾何学的変換をそれぞれを適用することによって、前記第1の位置にある前記第1の長尺要素(2)および前記基準位置にある前記理想的な長尺要素(24)を検査するステップをさらに含む、請求項9から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記較正ステップにおいて、前記基準位置に存在する前記理想的な長尺要素(24)を使用して、前記基準位置に関連する基準幾何学的変換を計算するステップをさらに含み、前記動作ステップにおいて、前記理想的な長尺要素(24)の前記再構成された閉湾曲プロファイルが、前記理想的な断面プロファイルとは異なる場合、両方について、前記基準幾何学的変換を使用して、前記検査方法を自動構成することにより、前記第1の位置にある前記第1の長尺要素(2)および前記基準位置にある前記理想的な長尺要素(24)を検査するステップをさらに含む、請求項9から11のいずれか一項に記載の方法。
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