CN104509971B - 香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

一种新型的香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备及其检测方法，其中设备包括设置在通道的位置上的香烟滤棒端面检测设备；香烟滤棒端面检测设备包括输送传动装置、滤棒端面整理装置、视觉检测装置和剔除装置；输送传动装置的一端连接滤棒卸盘机或者储送通道，另一端依次连接滤棒端面整理装置、视觉检测装置和剔除装置，剔除装置在连接到滤棒发射机的储料槽。本发明可以在滤棒使用前对其进行在线检测，以此来有效排除香烟滤棒端面在制造及运输中产生的缩头、生丝、熔孔及端面边缘变形、不平整等缺陷。同时可以在滤棒发射机输送通道这样无固定工位的环境下达到高效、准确且稳定的检测效果。

Description

香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备及其检测方法

技术领域

本发明涉及香烟自动检测技术领域，尤其是涉及一种香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备及其检测方法。

背景技术

现有技术中，烟草行业内卷包生产工艺流程中绝大多数重要的质量关键点上都实现了在线检测及剔除。但在香烟滤棒的生产中仍然采用的是离线抽样检测的方法，而且其检测重点主要放在滤棒的重量、圆周、圆度和吸阻等物理指标上。滤棒的外观质量如因为塑化过度或塑化不足造成的缩头、生丝、熔孔及端面边缘变形、不平整等缺陷尚无有效的检测方法来检测。

发明内容

本发明的目的在于设计一种新型的香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备及其检测方法，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备，包括设置在滤棒卸盘机与滤棒发射机之间的、或者储送通道与所述滤棒发射机之间的通道，还包括设置在所述通道的位置上的香烟滤棒端面检测设备；所述香烟滤棒端面检测设备包括输送传动装置、滤棒端面整理装置、视觉检测装置和剔除装置；

所述输送传动装置的一端连接所述滤棒卸盘机或者所述储送通道，另一端依次连接所述滤棒端面整理装置、所述视觉检测装置和所述剔除装置，所述剔除装置在连接到所述滤棒发射机的储料槽。

优选的，所述滤棒端面整理装置包括气缸、连杆、转轴和拍平板；与所述气缸连接的连杆，通过转轴与所述拍平板传动连接。

优选的，所述视觉检测装置包括分别设置在滤棒前后端面的两台智能相机、光学玻璃和结构性特殊漫反射光源。

优选的，所述剔除装置包括剔除通道和至少一个剔除层面***，每个剔除层面***包括剔除气缸和剔除头，所述剔除气缸通过控制***与所述两台智能相机连接，所述剔除头的剔除方向对准所述剔除通道。

优选的，所述输送传动装置包括滤棒发射机用料速度监测装置、PLC、伺服电机、主动轮轴、同步带、过渡轮、从动端轴和编码器，

所述滤棒发射机用料速度监测装置和所述伺服电机1均电连接到所述PLC，所述伺服电机依次通过所述主动轮轴、所述同步带和所述过渡轮后，传动连接到与所述从动端轴连接的编码器。

一种香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备的剔除方法，包括步骤如下：

第一步，香烟滤棒经由滤棒卸盘机或储送通道流入所述香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备的检测通道中；

第二步，由输送传动装置将滤棒输送至滤棒端面整理装置；

第三步，所述滤棒端面整理装置对所述滤棒进行端面处理；

第四步，经过端面处理后的所述滤棒通过视觉检测装置进行检测；

第五步，所述剔除装置将检测到的不良品进行剔除；

第六步，剩余的滤棒最后流入滤棒发射机的储料槽。

优选的，所述第二步具体包括：

所述输送传动装置自动监测所述滤棒发射机的用料速度，通过位于所述滤棒发射机的料位杆带动可变电阻输出模拟量给PLC，对伺服电机进行给料速度的精确控制，确保检测环境的稳定；所述伺服电机将扭矩传递至主动轮轴再经由同步带及过渡轮传动至从动端轴连接的编码器给PLC高速脉冲信号来控制滤棒端面整理装置、视觉检测装置及不良品剔除装置的到位触发。

优选的，所述第三步具体包括：

所述滤棒端面整理装置与所述滤棒卸盘机或所述储送通道的出口相连的为滤棒整理段；在所述滤棒整理段中，与气缸连接的连杆机构通过转轴带动拍平板轻拍滤棒端面，使其前后端面齐整，为之后的视觉检测环节创作较好的检测环境。

优选的，所述第四步具体包括：

A,利用设置在滤棒前后端面的智能相机、光学玻璃和结构性特殊漫反射光源，以利于滤棒端面缺陷呈现在二维图像上；

B,然后通过二次开发的视觉检测软件分析二维图像自动判断结果并通过PROFINET协议的网关告知PLC执行后续的剔除步骤，以此来达到检测效率与检测精度的高度统一。

优选的，所述第五步具体包括：

设置在不同层面上的多个剔除气缸及剔除头，按照两台智能相机得出的结果PLC将自动分析剔除的层面，并根据传动装置上编码器发出的脉冲信号来判断输送带停止的准确位置当缺陷滤棒运动到剔除位置上由剔除气缸机构执行剔除动作将缺陷滤棒经由剔除通道剔除。

本发明所谓的PLC，即ProgrammableLogicController，即可编程逻辑控制器。

为了解决香烟滤棒端面的外观质量在线检测及剔除问题，本发明提供一种香烟滤棒发射前自动在线检测设备，该设备不仅能对香烟滤棒的外观质量进行在线检测，而且可以根据检测结果进行在线剔除。该设备可以有效降低不良产品流入下一道生产环节的风险，提高香烟产品的外观质量以及减少因为不良品流入下一工序所导致的损耗。

本发明的有益效果可以总结如下：

1、本发明通过在滤棒发射机前安装通道式的检测剔除设备可以在滤棒使用前对其进行在线检测，以此来有效排除香烟滤棒端面在制造及运输中产生的缩头、生丝、熔孔及端面边缘变形、不平整等缺陷。同时因为使用了视觉检测这种比较先进的非接触检测方法，就可以在滤棒发射机输送通道这样无固定工位的环境下达到高效、准确且稳定的检测效果。

2、本发明的实施方式对滤棒的生产及使用流程没有太大的影响,如果使用独立的检测设备将增加生产工艺环节，并导致滤棒在制造及存放环节中的多次搬运及使用，这样不仅会增加人工还可能对滤棒产生的二次损害,主要是端面在反复搬运时因碰撞变形。

3、本发明在不良平剔除方面使用分层的剔除方用比较简单的结构完成了高效的剔除效果，同时不会对通道中其余的滤棒产生损伤；剔除的过程使用PLC与编码器的配合控制让通道中分布比较自由的滤棒也可以实现精确剔除。

4、最后这种在滤棒发射机前安装的方式最大限度的节省了空间，在一些比较狭小的环境下也可以正常安装使用，无需对原有的上下游机进行太多改动最大程度节省安装成本。

附图说明

图1为本发明的安装位置的结构示意图；

图2为本发明整体结构的结构示意图；

图3为本发明中端面整理装置的的结构示意图；

图4为本发明中视觉检测装置的结构示意图；

图5为本发明中剔除装置的结构示意图；

图6为本发明中输送传动装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示的一种香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备，包括设置在滤棒卸盘机1与滤棒发射机3之间的、或者储送通道与所述滤棒发射机3之间的通道，其特征在于：还包括设置在所述通道的位置上的香烟滤棒端面检测设备2；所述香烟滤棒端面检测设备2包括输送传动装置21、滤棒端面整理装置22、视觉检测装置23和剔除装置24；所述输送传动装置21的一端连接所述滤棒卸盘机1或者所述储送通道，另一端依次连接所述滤棒端面整理装置22、所述视觉检测装置23和所述剔除装置24，所述剔除装置24在连接到所述滤棒发射机3的储料槽。其中图2中箭头20代表来料方向。

在更加优选的实施例中，所述滤棒端面整理装置22包括气缸31、连杆32、转轴33和拍平板34；与所述气缸31连接的连杆32，通过转轴33与所述拍平板34传动连接。如图3所示，其中的双向箭头30代表气缸运动方向。

所述视觉检测装置包括分别设置在滤棒4前后端面的两台智能相机41、光学玻璃42和结构性特殊漫反射光源43。如图4所示，其中的单向箭头40表示滤棒运动方向。

所述剔除装置包括剔除通道53和至少一个剔除层面***，每个剔除层面***包括剔除气缸51和剔除头52，所述剔除气缸51通过控制***与所述两台智能相机连接，所述剔除头52的剔除方向对准所述剔除通道53。如图5所示，其中的双向指示箭头50表示剔除气缸的运动方向。

所述输送传动装置包括滤棒发射机用料速度监测装置、PLC、伺服电机61、主动轮轴62、同步带63、过渡轮64、从动端轴65和编码器66，

所述滤棒发射机用料速度监测装置和所述伺服电机61均电连接到所述PLC，所述伺服电机61依次通过所述主动轮轴62、所述同步带63和所述过渡轮64后，传动连接到与所述从动端轴65连接的编码器66。如图6所示。

一种香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备的剔除方法，包括步骤如下：

第一步，香烟滤棒经由滤棒卸盘机1或储送通道流入所述香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备的检测通道中；

第二步，由输送传动装置21将滤棒输送至滤棒端面整理装置22；

第三步，所述滤棒端面整理装置22对所述滤棒进行端面处理；

第四步，经过端面处理后的所述滤棒通过视觉检测装置23进行检测；

第五步，所述剔除装置24将检测到的不良品进行剔除；

第六步，剩余的滤棒最后流入滤棒发射机3的储料槽。

在更加优选的实施例中，所述第二步具体包括：

所述输送传动装置自动监测所述滤棒发射机3的用料速度，通过位于所述滤棒发射机3的料位杆带动可变电阻输出模拟量给PLC，对伺服电机进行给料速度的精确控制，确保检测环境的稳定；所述伺服电机61将扭矩传递至主动轮轴62再经由同步带63及过渡轮64传动至从动端轴65连接的编码器66给PLC高速脉冲信号来控制滤棒端面整理装置、视觉检测装置及不良品剔除装置的到位触发。

所述第三步具体包括：

所述滤棒端面整理装置与所述滤棒卸盘机1或所述储送通道的出口相连的为滤棒整理段；在所述滤棒整理段中，与气缸31连接的连杆32机构通过转轴33带动拍平板34轻拍滤棒端面，使其前后端面齐整，为之后的视觉检测环节创作较好的检测环境。

所述第四步具体包括：

A,利用设置在滤棒前后端面的智能相机41、光学玻璃42和结构性特殊漫反射光源43，以利于滤棒端面缺陷呈现在二维图像上；

B,然后通过二次开发的视觉检测软件分析二维图像自动判断结果并通过PROFINET协议的网关告知PLC执行后续的剔除步骤，以此来达到检测效率与检测精度的高度统一。

所述第五步具体包括：

设置在不同层面上的多个剔除气缸51及剔除头52，按照两台智能相机得出的结果PLC将自动分析剔除的层面，并根据传动装置上编码器发出的脉冲信号来判断输送带停止的准确位置当缺陷滤棒运动到剔除位置上由剔除气缸机构执行剔除动作将缺陷滤棒经由剔除通道53剔除。

在某个具体的实施例中：

由于滤棒熔孔的形成需要一定的时间，滤嘴棒端面质量只能在滤棒发射前进行检测，利用滤棒卸盘机1或储送通道与滤棒发射机3之间的通道位置安装香烟滤棒端面检测设备22实现滤棒在线检测及剔除。大体布局见图1

图1中，本发明方案的主要工作流程为：香烟滤棒经由滤棒卸盘机1或储送通道流入本设备的检测通道中。首先由输送传动装置21将滤棒输送至滤棒端面整理装置22处理，然后依次通过视觉检测装置23检测，再运行到剔除装置24执行不良品剔除，最后流入下游滤棒发射机3储料槽。整个过程简单顺畅自动化高基本无需人工操作。见图2。

下面对各个装置做附图说明：

1.滤棒端面整理装置：与滤棒卸盘机1或储送通道出口相连的为滤棒整理段，通过与气缸31连接的连杆32机构通过转轴33带动拍平板34轻拍滤棒端面，使其前后端面齐整为之后的视觉检测环节创作较好的检测环境。见图3。

2.视觉检测装置：本发明方案在检测上运用了较之传统方法如机械、光电等更先进的视觉检测手段，利用前后端面智能相机41、光学玻璃42和结构性特殊漫反射光源43，以利于滤棒端面缺陷呈现在二维图像上；然后通过二次开发的视觉检测软件分析二维图像自动判断结果并通过PROFINET协议的网关告知PLC执行后续的剔除步骤，以此来达到检测效率与检测精度的高度统一。见图4。

3.剔除装置：本装置设计了不同层面上的多个气缸31及剔除头52,剔除模式可按实际情况调整，按照两台智能相机得出的结果PLC将自动分析剔除的层面，并根据传动装置上编码器发出的脉冲信号来判断输送带停止的准确位置当缺陷滤棒运动到剔除位置上由气缸机构执行剔除动作将缺陷滤棒经由剔除通道53剔除，这样的设计有效可降低剔除过程中的损耗率。见图5。

4.输送传动装置：自动监测滤棒发射机3的用料速度，通过位于滤棒发射机3的料位杆带动可变电阻输出模拟量给PLC对伺服电机进行给料速度的精确控制确保检测环境的稳定。伺服电机61将扭矩传递至主动轮轴62再经由同步带63及过渡轮64传动至从动端轴65连接的编码器66给PLC高速脉冲信号来控制滤棒端面整理装置、视觉检测装置及不良品剔除装置的到位触发见图6。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备，包括设置在滤棒卸盘机与滤棒发射机之间的、或者储送通道与所述滤棒发射机之间的通道，其特征在于：还包括设置在所述通道的位置上的香烟滤棒端面检测设备；所述香烟滤棒端面检测设备包括输送传动装置、滤棒端面整理装置、视觉检测装置和剔除装置；

所述输送传动装置的一端连接所述滤棒卸盘机或者所述储送通道，另一端依次连接所述滤棒端面整理装置、所述视觉检测装置和所述剔除装置，所述剔除装置在连接到所述滤棒发射机的储料槽；

所述滤棒端面整理装置包括气缸、连杆、转轴和拍平板；与所述气缸连接的连杆，通过转轴与所述拍平板传动连接。

2.根据权利要求1所述的香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备，其特征在于：所述视觉检测装置包括分别设置在滤棒前后端面的两台智能相机、光学玻璃和结构性特殊漫反射光源。

3.根据权利要求2所述的香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备，其特征在于：所述剔除装置包括剔除通道和至少一个剔除层面***，每个剔除层面***包括剔除气缸和剔除头，所述剔除气缸通过控制***与所述两台智能相机连接，所述剔除头的剔除方向对准所述剔除通道。

4.根据权利要求1所述的香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备，其特征在于：所述输送传动装置包括滤棒发射机用料速度监测装置、PLC、伺服电机、主动轮轴、同步带、过渡轮、从动端轴和编码器，

所述滤棒发射机用料速度监测装置和所述伺服电机1均电连接到所述PLC，所述伺服电机依次通过所述主动轮轴、所述同步带和所述过渡轮后，传动连接到与所述从动端轴连接的编码器。

5.一种根据权利要求1、2和4任意一项所述的香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备的剔除方法，其特征在于，包括步骤如下：

第一步，香烟滤棒经由滤棒卸盘机或储送通道流入所述香烟滤棒端面质量在线检测剔除设备的检测通道中；

第二步，由输送传动装置将滤棒输送至滤棒端面整理装置；

第三步，所述滤棒端面整理装置对所述滤棒进行端面处理；

第四步，经过端面处理后的所述滤棒通过视觉检测装置进行检测；

第五步，所述剔除装置将检测到的不良品进行剔除；

第六步，剩余的滤棒最后流入滤棒发射机的储料槽。

6.根据权利要求5所述的剔除方法，其特征在于，所述第二步具体包括：

所述输送传动装置自动监测所述滤棒发射机的用料速度，通过位于所述滤棒发射机的料位杆带动可变电阻输出模拟量给PLC，对伺服电机进行给料速度的精确控制，确保检测环境的稳定；所述伺服电机将扭矩传递至主动轮轴再经由同步带及过渡轮传动至从动端轴连接的编码器给PLC高速脉冲信号来控制滤棒端面整理装置、视觉检测装置及不良品剔除装置的到位触发。

7.根据权利要求5所述的剔除方法，其特征在于，所述第三步具体包括：

所述滤棒端面整理装置与所述滤棒卸盘机或所述储送通道的出口相连的为滤棒整理段；在所述滤棒整理段中，与气缸连接的连杆机构通过转轴带动拍平板轻拍滤棒端面，使其前后端面齐整，为之后的视觉检测环节创作较好的检测环境。

8.根据权利要求5所述的剔除方法，其特征在于，所述第四步具体包括：

A,利用设置在滤棒前后端面的智能相机、光学玻璃和结构性特殊漫反射光源，以利于滤棒端面缺陷呈现在二维图像上；

B,然后通过二次开发的视觉检测软件分析二维图像自动判断结果并通过PROFINET协议的网关告知PLC执行后续的剔除步骤，以此来达到检测效率与检测精度的高度统一。

9.根据权利要求5所述的剔除方法，其特征在于，所述第五步具体包括：

设置在不同层面上的多个剔除气缸及剔除头，按照两台智能相机得出的结果PLC将自动分析剔除的层面，并根据传动装置上编码器发出的脉冲信号来判断输送带停止的准确位置当缺陷滤棒运动到剔除位置上由剔除气缸机构执行剔除动作将缺陷滤棒经由剔除通道剔除。