CN212494033U - 烟包外观检测装置及烟包包装机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种烟包外观检测装置及烟包包装机。烟包外观检测装置包括：烟包翻转机构，被配置为将处于第一翻转位置的烟包翻转到第二翻转位置，处于第一翻转位置的烟包的第一支撑接触面与处于第二翻转位置的烟包的第二支撑接触面垂直；工业相机，位于烟包的传送路径侧方，被配置为对处于第二翻转位置的烟包的第一支撑接触面进行烟包图像的采集、分析和比对，以确定烟包图像中的烟包的外观是否符合检测要求；剔除机构，位于烟包的传送路径侧方，并位于烟包翻转机构和工业相机的下游，被配置为对烟包进行剔除操作；控制器，与工业相机和剔除机构信号连接，被配置为使剔除机构剔除不符合检测要求的烟包。

Description

烟包外观检测装置及烟包包装机

技术领域

本公开涉及烟草加工领域，尤其涉及一种烟包外观检测装置及烟包包装机。

背景技术

烟包在被输送设备传送的过程中，与输送设备面接触的表面无法实现外观检测功能。如果该表面存在外观问题，则会因未被发现而产生有缺陷的产品。现有技术中的烟包外观检测装置大都采用外置工控机和单片机实现烟包的前、后、左、右和上侧表面的外观检测功能，其采用的专用工控机占用的空间较大，安装的工艺性、可靠性差，维护工作量大。另一方面，现有技术中的烟包外观检测装置的功能尚有欠缺，操作不安全，也不方便。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种烟包外观检测装置及烟包包装机，能够有效地实现烟包与输送设备面接触的表面的外观检测。

在本公开的一个方面，提供一种烟包外观检测装置，包括：

烟包翻转机构，被配置为将处于第一翻转位置的烟包翻转到第二翻转位置，处于所述第一翻转位置的烟包的第一支撑接触面与处于所述第二翻转位置的烟包的第二支撑接触面垂直；

工业相机，位于所述烟包的传送路径侧方，被配置为对处于所述第二翻转位置的烟包的第一支撑接触面进行烟包图像的采集、分析和比对，以确定所述烟包图像中的烟包的外观是否符合检测要求；

剔除机构，位于所述烟包的传送路径侧方，并位于所述烟包翻转机构和所述工业相机的下游，被配置为对所述烟包进行剔除操作；

控制器，与所述工业相机和所述剔除机构信号连接，被配置为使所述剔除机构剔除不符合检测要求的烟包。

在一些实施例中，所述控制器与所述工业相机之间通过光电耦合器连接。

在一些实施例中，所述工业相机包括相机处理器和第一光电耦合器，所述第一光电耦合器与所述相机处理器电连接，且通过外触发接口分别与电源负极和控制器的指令输出端电连接，所述控制器包括内部电路、第二光电耦合器、输出电路，所述第二光电耦合器分别与所述内部电路和所述输出电路电连接，所述输出电路与正公共端电连接，并包括与所述第一光电耦合器的外触发接口电连接的所述控制器的指令输出端。

在一些实施例中，所述工业相机包括相机处理器和第一光电耦合器，所述第一光电耦合器与所述相机处理器电连接，且通过外触发接口分别与电源负极和控制器的信号输入端电连接，所述控制器包括处理器和第二光电耦合器，所述第二光电耦合器分别与所述处理器和正公共端电连接，并包括与所述第一光电耦合器的外触发接口电连接的所述控制器的信号输入端。

在一些实施例中，所述烟包外观检测装置还包括：

条码识别器，与所述控制器信号连接，被配置为对处于所述第二翻转位置的烟包的第一支撑接触面内的条码进行识别；

其中，所述控制器被配置为使所述剔除机构剔除含有错误条码的烟包。

在一些实施例中，所述条码识别器邻近所述工业相机设置或者作为所述工业相机的构件与所述工业相机一体设置。

在一些实施例中，所述烟包外观检测装置还包括：

显示屏，与所述工业相机信号连接，被配置为对所述烟包的原始图像或已处理图像进行呈现。

在本公开的一个方面，提供一种烟包包装机，包括前述的烟包外观检测装置。

因此，根据本公开实施例，通过烟包翻转机构对烟包进行翻转，以使得未被外观检测的支撑接触面的图像能够被工业相机所采集，利用工业相机对烟包图像进行处理，并判断是否符合检测要求，对于不符合要求的烟包则通过剔除机构进行剔除，从而有效地实现烟包与输送设备面接触的表面的外观检测和处置，减少缺陷产品的产生。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开烟包外观检测装置的一些实施例的结构示意图；

图2是根据本公开烟包外观检测装置的一些实施例的方块示意图；

图3和图4分别是根据本公开烟包外观检测装置的一些实施例中工业相机和控制器之间输入和输出的信号连接示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，为根据本公开烟包外观检测装置的一些实施例的结构示意图。参考图1，并结合图2-图4，在一些实施例中，烟包外观检测装置包括：烟包翻转机构10、工业相机20、剔除机构40和控制器30。在图1中处于第一翻转位置的烟包7沿图1中箭头的示意方向移动，导向机构(例如图1中位于烟包7两侧的两组挡板11)，能够使得烟包7的第一支撑接触面71与用于支撑和运载烟包7运动的输送装置(例如输送皮带)的表面12保持接触。

当烟包7移出两组挡板11的引导范围后，通过烟包翻转机构10将烟包7翻转到第二翻转位置(即处于第二翻转位置的烟包7’)。处于所述第一翻转位置的烟包7的第一支撑接触面71与处于所述第二翻转位置的烟包的第二支撑接触面垂直。这里的第一支撑接触面71是指处于所述第一翻转位置的烟包7与表面12相接触的表面，而第二支撑接触面是指处于所述第二翻转位置的烟包7’与表面12相接触的表面。

工业相机20位于所述烟包的传送路径侧方，被配置为对处于所述第二翻转位置的烟包7’的第一支撑接触面71进行烟包图像的采集、分析和比对，以确定所述烟包图像中的烟包的外观是否符合检测要求。在一些实施例中，工业相机20可采用Mindvision智能CCD相机。

剔除机构40位于所述烟包的传送路径侧方，并位于所述烟包翻转机构10和所述工业相机20的下游，被配置为对所述烟包进行剔除操作。剔除机构40可通过接触或非接触方式来实现烟包的剔除，例如通过电动推杆、气动推杆、高压气阀等方式使烟包脱离当前的传送路径。

控制器30与所述工业相机20和所述剔除机构40信号连接，被配置为根据所述工业相机20的识别结果使所述剔除机构40剔除不符合检测要求的烟包。在一些实施例中，控制器可采用可编程逻辑控制器，例如Micro II控制***。

本实施例通过烟包翻转机构对烟包进行翻转，以使得未被外观检测的支撑接触面的图像能够被工业相机所采集，利用工业相机对烟包图像进行处理，并判断是否符合检测要求，对于不符合要求的烟包则通过剔除机构进行剔除，从而有效地实现烟包与输送设备面接触的表面的外观检测和处置，减少缺陷产品的产生。

参考图1和图2，在一些实施例中，烟包外观检测装置还包括条码识别器50。条码识别器50与所述控制器30信号连接，被配置为对处于所述第二翻转位置的烟包的第一支撑接触面71内的条码进行识别。条码识别器50可以邻近工业相机设置，或者作为工业相机的构件与工业相机一体设置。在一些实施例中，烟包的第一支撑接触面71设有条码，工业相机可实现对条码的有无、条码的图案缺陷等烟包图像内容进行识别，而条码识别器可以进一步对条码是否正确进行读取和验证，这样控制器30可通过判断被识别出的条码是否错误，并根据判断结果使所述剔除机构40剔除含有错误条码的烟包。

为了方便了解烟包外观的检测情况，在一些实施例中，烟包外观检测装置还包括显示屏60。显示屏60可与所述工业相机20信号连接，被配置为对所述烟包的原始图像或已处理图像进行呈现。在另一些实施例中，显示屏60也可以与控制器30信号连接，根据控制器30提供的烟包相关图像或者加工或检测的有关参数进行呈现。

为了保护工业相机和控制器各自的工作安全，在一些实施例中，控制器30与所述工业相机20之间通过光电耦合器连接，通过光电耦合器实现输入输出隔离，避免任何一端出现线路过载时对另一侧形成干扰。

参考图3，在一些实施例中，工业相机20包括相机处理器和第一光电耦合器，所述第一光电耦合器与所述相机处理器电连接，且通过外触发接口分别与电源负极和控制器30的指令输出端电连接。所述控制器30包括内部电路、第二光电耦合器、输出电路，所述第二光电耦合器分别与所述内部电路和所述输出电路电连接。所述输出电路与正公共端电连接，并包括与所述第一光电耦合器的外触发接口电连接的所述控制器30的指令输出端。控制器30通过指令输出端向工业相机的外触发接口发送控制信号，例如，在使得外触发接口从0V变为5～24V时，可实现触发工业相机拍照的上升沿信号。而第一光电耦合器和第二光电耦合器可以实现对两端的工业相机和控制器的双重保护。

参考图4，在一些实施例中，工业相机20包括相机处理器和第一光电耦合器，所述第一光电耦合器与所述相机处理器电连接，且通过外触发接口分别与电源负极和控制器30的信号输入端电连接。所述控制器30包括处理器和第二光电耦合器，所述第二光电耦合器分别与所述处理器和正公共端电连接，并包括与所述第一光电耦合器的外触发接口电连接的所述控制器30的信号输入端。工业相机20在判断出烟包是否符合要求之后，可通过外触发接口向控制器的信号输入端输出控制信号，例如，在使得外触发接口从0V变为5～24V时，可实现触发控制器进行烟包剔除的上升沿信号。而第一光电耦合器和第二光电耦合器可以实现对两端的工业相机和控制器的双重保护。

在一些实施例中，工业相机包括：拍照模块、图像处理模块、图像叠加分析模块、图像储存模块和图像判断模块。这里图像处理模块、图像叠加分析模块、图像储存模块和图像判断模块可采用各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件实现。

拍照模块能够在每个工步周期触发烟包图像采集操作。这里的烟包图像采集操作可以为拍照模块的单次或多次拍照操作或连续的摄像操作。

图像处理模块与所述拍照模块信号连接。图像处理模块能够为对所述拍照模块采集的烟包图像进行颜色增益调整、白平衡校正、饱和度调整、颜色查找表变换和降噪中的至少一种，并将所述烟包图像的原始格式转换为位图格式。拍照模块所获得的原始格式的烟包图像通过图像处理模块提高图像质量，并且转换成后续步骤可处理的位图格式。

图像叠加分析模块与所述图像处理模块信号连接。图像叠加分析模块能够对所述图像处理模块处理后的烟包图像进行十字线、自动曝光参考窗口和白平衡参考窗口中的至少一种的叠加，以确定烟包图像中待分析的区域。图像叠加分析模块可通过十字线、自动曝光参考窗口和白平衡参考窗口中的至少一种将烟包图像划分成多个区域，并且分别统计每个区域的RGB值以及亮度值，通过这些统计信息对烟包图像的色彩明暗度和平衡度进行调节，以获得质量更高的烟包图像。

图像储存模块与所述图像叠加模块和所述图像处理模块信号连接。图像储存模块可采用已有的硬盘存储器，例如SSD硬盘等实现。图像储存模块能够存储所述图像处理模块处理后的烟包图像和所述图像叠加模块叠加后的烟包图像的至少一种。

图像判断模块与所述图像储存模块信号连接。图像判断模块提取烟包图像的特征值，通过与预设的缺陷图像数据库内的条目进行比对，以确定烟包图像是否符合检测要求，以及不符合检测要求的烟包图像的缺陷类型。这里的缺陷图像数据库可以存储在前述SSD硬盘中，在数据库中可存储多种缺陷类型对应的特征向量，以方便通过比较来确定缺陷类型。

为了方便设备操作者了解到烟包的缺陷位置，在一些实施例中，工业相机还包括缺陷标记添加模块。缺陷标记添加模块与所述图像判断模块信号连接，被配置为对烟包图像中的缺陷部位进行标记添加。

本公开的上述烟包外观检测装置实施例可适用于烟草生产领域中的多个环节，例如烟包包装环节。相应的，本公开实施例还提供一种烟包包装机，包括前述任一种的烟包外观检测装置的实施例。

基于前述的烟包外观检测装置，本公开实施例还提供了对应的检测流程，例如该检测流程包括：将处于第一翻转位置的烟包翻转到第二翻转位置，其中处于所述第一翻转位置的烟包的第一支撑接触面71与处于所述第二翻转位置的烟包的第二支撑接触面垂直；对处于所述第二翻转位置的烟包的第一支撑接触面71进行烟包图像的采集、分析和比对，以确定所述烟包图像中的烟包的外观是否符合检测要求；根据所述工业相机20的识别结果对不符合检测要求的烟包进行剔除操作。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种烟包外观检测装置，其特征在于，包括：

烟包翻转机构，被配置为将处于第一翻转位置的烟包翻转到第二翻转位置，处于所述第一翻转位置的烟包的第一支撑接触面与处于所述第二翻转位置的烟包的第二支撑接触面垂直；

工业相机，位于所述烟包的传送路径侧方，被配置为对处于所述第二翻转位置的烟包的第一支撑接触面进行烟包图像的采集、分析和比对，以确定所述烟包图像中的烟包的外观是否符合检测要求；

剔除机构，位于所述烟包的传送路径侧方，并位于所述烟包翻转机构和所述工业相机的下游，被配置为对所述烟包进行剔除操作；

控制器，与所述工业相机和所述剔除机构信号连接，被配置为使所述剔除机构剔除不符合检测要求的烟包。

2.根据权利要求1所述的烟包外观检测装置，其特征在于，所述控制器与所述工业相机之间通过光电耦合器连接。

3.根据权利要求2所述的烟包外观检测装置，其特征在于，所述工业相机包括相机处理器和第一光电耦合器，所述第一光电耦合器与所述相机处理器电连接，且通过外触发接口分别与电源负极和控制器的指令输出端电连接，所述控制器包括内部电路、第二光电耦合器、输出电路，所述第二光电耦合器分别与所述内部电路和所述输出电路电连接，所述输出电路与正公共端电连接，并包括与所述第一光电耦合器的外触发接口电连接的所述控制器的指令输出端。

4.根据权利要求2所述的烟包外观检测装置，其特征在于，所述工业相机包括相机处理器和第一光电耦合器，所述第一光电耦合器与所述相机处理器电连接，且通过外触发接口分别与电源负极和控制器的信号输入端电连接，所述控制器包括处理器和第二光电耦合器，所述第二光电耦合器分别与所述处理器和正公共端电连接，并包括与所述第一光电耦合器的外触发接口电连接的所述控制器的信号输入端。

5.根据权利要求1所述的烟包外观检测装置，其特征在于，还包括：

条码识别器，与所述控制器信号连接，被配置为对处于所述第二翻转位置的烟包的第一支撑接触面内的条码进行识别；

其中，所述控制器被配置为使所述剔除机构剔除含有错误条码的烟包。

6.根据权利要求5所述的烟包外观检测装置，其特征在于，所述条码识别器邻近所述工业相机设置或者作为所述工业相机的构件与所述工业相机一体设置。

7.根据权利要求1所述的烟包外观检测装置，其特征在于，还包括：

显示屏，与所述工业相机信号连接，被配置为对所述烟包的原始图像或已处理图像进行呈现。

8.一种烟包包装机，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的烟包外观检测装置。

Images