EP2815656A1 - Messsystem zur optischen Beurteilung eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie - Google Patents
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- EP2815656A1 EP2815656A1 EP14168006.6A EP14168006A EP2815656A1 EP 2815656 A1 EP2815656 A1 EP 2815656A1 EP 14168006 A EP14168006 A EP 14168006A EP 2815656 A1 EP2815656 A1 EP 2815656A1
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
- A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
- A24C5/32—Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
- A24C5/34—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes
- A24C5/3412—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes by means of light, radiation or electrostatic fields
Definitions
- the invention relates to a measuring system for the optical assessment of a rod-shaped article of the tobacco processing industry, comprising a handling device, which is arranged for Queraxialen promotion of a received in at least one recording rod-shaped article, and a camera for the frontal inspection of a received in the handling device rod-shaped article.
- EP 1 099 388 A2 discloses a device for offline testing of cigarettes with a rotatable drum, which has circumferentially wells for receiving and transversely axial promotion of cigarette.
- a tobacco detection device for the fire end of the cigarette is provided with an IR radiation source and four IR detectors offset by 90 °.
- EP 0 704 172 B1 discloses an optical measuring device with a camera for testing the front-side filter end of a filter cigarette, in particular during transport on a trough drum of a filter attachment machine.
- the object of the invention is therefore to provide a measuring system which enables an objective, reproducible and accurate assessment of product quality.
- an interface surface to be inspected of the rod-shaped article can be produced with high quality, which enables a high assessment accuracy.
- the quality of the cut surface produced according to the invention is independent of a previous processing of the article, for example, regardless of the state of wear of a knife in a upstream Filterstabherstellmaschine, which allows an objective and reproducible assessment.
- the generation of the cut surface is carried out according to the invention as a result of the promotion in the handling device.
- the handling device is thus used both for the presentation of the end face of the rod-shaped article to be examined in front of the camera and for the production of the section to be inspected. Additional handling means for the rod-shaped article are therefore unnecessary.
- the handling device is a rotatable drum.
- other handling devices are not excluded, for example, linear conveyor with an endlessly circulating or reciprocating conveyor.
- the handling device has a plurality of receptacles with different cross-sectional dimensions. In this way, different product formats without further action, in particular without the costly replacement of format parts, by adjusting the handling device for each format to be examined to the appropriate receptacle.
- the handling device is arranged inclined. This has the advantage that the rod-shaped article with its facing away from the side to be examined end can abut gravity on a stop, whereby the axial position of the rod-shaped article during the cut and during the measurement is precisely defined.
- the cutting device comprises a circular blade, whereby a particularly high quality of the cut surface can be achieved.
- the measuring system is an offline measuring system, since the examined articles can not be further processed anyway because of the cut produced according to the invention.
- the measuring system is arranged on a conveying path for rod-shaped articles and preferably has a transport means for transporting a rod-shaped article removed from a conveying path to the handling device.
- the quality of rod-shaped articles in or after production can be determined, for example, to indicate quality defects and / or to allow an operator to intervene in the production process.
- the measuring system can be embodied as a separate unit not connected to a delivery flow, for example as a separate measuring device or as a laboratory device.
- the measuring system advantageously comprises a reservoir, from which the rod-shaped articles of the drum, for example, are fed by gravity.
- a preferred application of the invention relates to the frontal examination of Channel Ventilated or CV filters, which have at their periphery between the filter material and the wrapping strip axially extending ventilation channels.
- a variety of other applications is conceivable, for example, the evaluation of the position of a thread in a filter rod, the position or shape of a coaxial filter or the shape of the hollow space of a hollow filter.
- filter parameters such as diameter or ovality can be measured.
- the measuring system 10 comprises a handling device driven by means of a drive 11, in particular an electric motor, namely a rotatable drum 12 for conveying and handling rod-shaped articles of the tobacco-processing industry, in particular filter rods, multi-segment filter rods, filter cigarettes or parts thereof.
- the drum 12 is preferably cylindrically shaped and has at its outer circumference or its shell side at least one, advantageously a plurality, here for example nine receptacles, in particular troughs 14, see in particular FIGS. 6 . 7 ,
- the troughs 14 are preferably oriented parallel to the axis of rotation. Each trough 14 is adapted to receive a respective rod-shaped article to be examined along its longitudinal direction.
- the troughs 14 preferably have different diameters which are adapted to a corresponding plurality of different formats or format ranges of the rod-shaped article.
- the trough marked "1" for article diameter in the range 6.6 mm to 6.8 mm the "2" designated trough for article diameter in the range> 6.8 mm to 7.0 mm, etc., finally with "9” designated trough intended for article diameter in the range> 8.7 mm to 9.1 mm.
- fewer or more than nine troughs 14 may be provided and / or the troughs 14 may be associated with other diameter ranges.
- a feed device 15 into the corresponding trough 14 of the drum 12.
- the drum 12 is previously rotated until the mating recess 14 is in the feeding position Z.
- the trough 14 number 5 is turned to the feed position Z when a filter rod with a diameter in the range of> 7.4 mm to 7.7 mm is to be inspected.
- the feeder 15 will be explained later in more detail.
- the axis of rotation of the drum 12 is advantageously at a suitable angle of preferably at least 30 °, for example 45 ° inclined arranged.
- This has the advantage that the rod-shaped article with its front side facing away from the side to be examined can abut gravity on a stop 16, whereby the axial position of the rod-shaped article is precisely defined during the cutting and during the measurement.
- the stop 16, the best in FIG. 9 is to be seen is preferably at least partially annular and extends around the circumference of the drum 12 advantageously at least from the feed position Z to the measurement position M defined by the camera 13 (see FIG. 7 ), so that the axial position of the rod-shaped article is precisely defined during the cutting and the measurement.
- the stop member 16 forming stop member 17 is rotatably mounted and advantageously completely annular.
- the stop member 17 and thus the stop 16 are preferably displaceable in the axial direction of the drum 12 to allow adaptation to different lengths of the rod-shaped article to be examined and / or to adjust the axial cutting position.
- the stop member 17 is manually displaceable along an axial guide 19 and has for this purpose a manual adjustment means 18.
- the axial displacement of the stop member 17 may alternatively be done, for example, electrically controlled.
- Other types of axial adjustment are conceivable, for example by means of a set of interchangeable stop components with different axial dimensions.
- the measuring system 10 comprises a cutting device 21 which is driven in particular by means of an electric motor 22 and which is best used in FIG. 7 to see where a cutting device 21 concealing housing part is removed.
- the cutting device 21 comprises a knife, which advantageously as a circular blade 23 is formed.
- the cutting device 21 is associated with the drum 12, that is arranged rotationally fixed in operative relation to the drum 12, so that the rotating blade 23 cuts off an end portion of a rod-shaped article to be examined, which is received in a trough 14 of the drum 12, when the trough 14 with the rod-shaped article due to rotation of the drum 12 passes over a rotationally fixed cutting position S, which is arranged here, for example, viewed at 3 o'clock from the direction of the camera.
- the knife 23 advantageously engages in a circumferentially provided on the drum 12, circumferential slot 24 (see Figure 6), which is arranged at a small axial distance from a measuring-side end face of the drum 12. In this way, the axial cutting position is precisely defined and it is achieved a high quality cut, since the filter rod to be cut is supported during the cut on both sides of the cutting plane.
- the measuring system 10 comprises a camera 13, which is associated with the drum 12, ie, rotationally fixed in a measuring relationship with the drum 12, so that the camera 13 produces an image of the cutting surface of a rod-shaped article, which is produced in a recess 14, by means of the cutting device 21 the drum 12 is received, can record when this trough 14 is located with the rod-shaped article in a rotationally fixed measuring position M, here for example at 10 o'clock.
- M here for example at 10 o'clock.
- In the measuring position is the front of the examined Article accordingly in the field of view of the camera 13. This is in FIG. 8 shown.
- the stopper 16 rises continuously from the cutting position S to the measuring position M toward the camera 13, thereby forming a helical stopper portion 33 between the cutting position S and the measuring position M.
- the meaning of the helical abutment portion 33 will be explained later.
- guide means 25, 26 are advantageously provided, which surround the drum 12 on its shell side in a circular arc.
- the guide means 25, 26 each consist of a pair of axially spaced, circular arcuate plates.
- a guide means 25 covering the cutting position S and a guide means 26 covering the measuring position M are provided.
- the distance of the guide means 25 from the drum 12 decreases from both sides to the cutting position S, ie the distance of the guide means 25 from the drum 12 is the lowest in the cutting position S. This distance is dimensioned so that the rod-shaped article is easily pressed into the trough 14 in the cutting position S.
- the drum 12 is in the embodiment shown for operation in the counterclockwise direction, viewed from the direction of the camera set.
- drum 12 may alternatively be configured to operate clockwise.
- the cutting position may be at 9 o'clock and the measuring position at 2 o'clock.
- Embodiments with a combined operation in both directions of rotation of the drum 12 are also conceivable.
- the measuring system 10 is arranged for offline testing on a continuous conveyor line 20 for rod-shaped articles.
- the conveyor line 20 may, for example, be arranged downstream of a filter rod production machine or multi-segment filter production machine and comprises a conveyor 27, for example a conveyor belt, on which a filter rod mass flow is conveyed transversely.
- a ramp 28 extending on both sides and extending transversely over the conveying means 27 is provided, over which the article mass flow conveyed with the conveying means 27 runs and which therefore can also be referred to as a bridge.
- a transverse groove 29 which is dimensioned to receive a rod-shaped article.
- the measuring system 10 comprises a transporting means 31, by means of which a rod-shaped article removed from the conveying path 20 is sent to the drum 12 and fed to it.
- the transport means 31 connects Thus, the conveyor line 20 with the drum 12.
- the transport means 31 advantageously forms a substantially closed, extending from the conveyor line 20 to the drum 12 transport channel.
- the transport can be done for example by means of compressed air.
- the transport means 31 comprises, for example, a transport tube 30 (see FIG FIG. 2 ) and a downwardly inclined chute 32 (see FIG. 3 ), wherein the inclination of the chute 32 advantageously corresponds to the inclination of the drum 12.
- the chute 32 has a longitudinal groove 34 (see FIG.
- the transport tube 30 communicates at one end with the transverse groove 29 of the ramp 28 and opens at its other end in the upper end of the chute 32.
- the chute 32 extends at its lower end advantageously over at least part of the axial length of the drum 12, which best off FIG. 11 is apparent.
- Compressed air from a compressed air source provided for the transport means 31 can advantageously be used for rinsing an optical element, in particular a lens or window, of the camera 13 via a corresponding compressed air line 36.
- the measuring system 10 may include a sensor 35, in particular an optical sensor (see Figures 11 . 12 ), which detects, for example by means of a laser beam, whether a rod-shaped article in a trough 14 of the drum 12 is located.
- the detection means 35 may be arranged, for example, at the lower end of the chute 32, wherein the laser beam is advantageously directed anti-parallel to the chute 32.
- a rod-shaped article lying in the transverse groove 29 of the ramp 28 is pushed into the transport tube 30, for example by compressed air or by means of an actuator, and preferably transported by compressed air through the transport tube 30 to the chute 32, on which the article is gravity-assisted and possibly assisted by compressed air down and into the receptive trough 14 of the drum 12 slips.
- the feeder 15 described above is therefore formed by the chute 32 in this embodiment.
- the drum 12 is rotated in the counterclockwise direction. As the article passes over the cutting position S, it is cut by means of the cutter 21 and the rotating circular blade 23, respectively, to produce a cut surface to be inspected.
- the cut piece falls, for example, in a arranged below the drum 12 collecting container. The remaining article remains in the trough 14.
- the drum 12 is further rotated counterclockwise.
- the measuring end facing away from the article is guided over the helical abutment portion 33 between the cutting position S and the measuring position M, whereby the article is axially advanced due to rotation of the drum 12 in the direction of the camera.
- the feed advantageously takes place at least so far that the cut surface to be inspected is aligned with the end face of the drum 12, preferably beyond it, so that the image of the part to be inspected is as smooth as possible Cutting surface can be done by means of the camera 13.
- the helical abutment portion 33 may also be referred to as a feed means according to the above.
- the camera 13 When the article has reached the measuring position S, the camera 13 is driven to take a high-resolution image of the cut end face of the article.
- the recorded image is read from the camera 13 by an electronic evaluation device (not shown), in particular a computer, where a quality assessment of the examined sectional area of the rod-shaped article is determined or carried out in a suitable manner by means of image processing software.
- the electronic evaluation device can also be used to control the measuring system 10, in particular the drum 12, the camera 13, the cutting device 21, the transport means 31 and the sensor 35.
- the inspected article falls after leaving the guide means 26 by gravity, for example, in a arranged below the drum 12 collecting container.
- a finger-shaped carrier 37 may be provided, see FIG. 11 which is expediently arranged between the measuring position M or the guide means 26 and the feed position Z.
- the rotationally fixed driver 37 engages advantageously in a circumferential groove 38 of the drum 12, in which extends the rod-shaped article.
- the measuring system 10 may be a laboratory device.
- the measuring system 10 expediently comprises instead of the transport means 31 an article reservoir, for example a funnel, into which the filter rods can be inserted by hand.
- the Reservoir can then form, for example, the feeder 15, in which case the feed position Z would be expediently arranged at the upper end of the drum 12.
- the reservoir may also feed the feeder 15, which may then be configured similar to the chute 32.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Messsystem zur optischen Beurteilung eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend eine Handhabungsvorrichtung, die zur queraxialen Förderung eines in mindestens einer Aufnahme aufgenommenen stabförmigen Artikels eingerichtet ist, und eine Kamera zur stirnseitigen Inspektion eines in der Handhabungsvorrichtung aufgenommenen stabförmigen Artikels.
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EP 1 099 388 A2 offenbart eine Vorrichtung zur offline-Prüfung von Zigaretten mit einer rotierbaren Trommel, die umfangsseitig Mulden zur Aufnahme und queraxialen Förderung von Zigarette aufweist. An einer Stirnseite der Trommel ist eine Tabakdetektionsvorrichtung für das Brandende der Zigaretten mit einer IR-Strahlungsquelle und vier um 90° versetzten IR-Detektoren vorgesehen. -
EP 0 704 172 B1 offenbart eine optische Messvorrichtung mit einer Kamera zur Prüfung des stirnseitigen Filterendes einer Filterzigarette insbesondere während des Transports auf einer Muldentrommel einer Filteransetzmaschine. - Bei der Qualitätsbeurteilung von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie bestehen ständige Anforderungen dahingehend, eine objektive, reproduzierbare Messung mit einer möglichst hohen Messgenauigkeit zu erreichen, um eine möglichst zuverlässige und aussagekräftige Beurteilung der Qualität der stabförmigen Artikel zu ermöglichen.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Messsystem bereitzustellen, das eine objektive, reproduzierbare und genaue Beurteilung der Produktqualität ermöglicht.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Mittels der erfindungsgemäßen Schneideinrichtung kann eine zu inspizierende Schnittfläche des stabförmigen Artikels mit hoher Qualität erzeugt werden, was eine hohe Beurteilungsgenauigkeit ermöglicht. Die Qualität der erfindungsgemäß erzeugten Schnittfläche ist unabhängig von einer vorhergehenden Bearbeitung des Artikels, beispielsweise unabhängig vom Verschleißzustand eines Messers in einer vorgeordneten Filterstabherstellmaschine, was eine objektive und reproduzierbare Beurteilung ermöglicht. Die Erzeugung der Schnittfläche erfolgt erfindungsgemäß infolge der Förderung in der Handhabungsvorrichtung. Die Handhabungsvorrichtung wird somit sowohl zur Präsentation der zu untersuchenden Stirnfläche des stabförmigen Artikels vor der Kamera, als auch zur Erzeugung der zu inspizierenden Schnittfläche verwendet. Zusätzliche Handhabungsmittel für den stabförmigen Artikel sind daher entbehrlich.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Handhabungsvorrichtung eine rotierbare Trommel. Andere Handhabungsvorrichtungen sind aber nicht ausgeschlossen, beispielsweise Linearförderer mit einem endlos umlaufenden oder sich hin und her bewegenden Fördermittel.
- Vorzugsweise weist die Handhabungsvorrichtung eine Mehrzahl von Aufnahmen mit unterschiedlichen Querschnittsabmessungen auf. Auf diese Weise können unterschiedliche Produktformate ohne weitere Maßnahmen, insbesondere ohne den aufwändigen Austausch von Formatteilen, gehandhabt werden, indem die Handhabungsvorrichtung für jedes zu untersuchende Format auf die jeweils geeignete Aufnahme eingestellt wird.
- Bevorzugt ist die Handhabungsvorrichtung geneigt angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der stabförmige Artikel mit seiner von der zu untersuchenden Seite abgewandten Stirnseite an einem Anschlag schwerkraftbedingt anliegen kann, wodurch die axiale Position des stabförmigen Artikels während des Schnitts und während der Messung genau definiert ist.
- Vorzugsweise umfasst die Schneideinrichtung ein Kreismesser, womit eine besonders hohe Qualität der Schnittfläche erreicht werden kann.
- Zweckmäßigerweise ist das Messsystem ein offline-Messsystem, da die untersuchten Artikel aufgrund des erfindungsgemäß erzeugten Schnitts ohnehin nicht weiterverarbeitet werden können.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Messsystem an einer Förderstrecke für stabförmige Artikel angeordnet und weist vorzugsweise ein Transportmittel zum Transportieren eines aus einer Förderstrecke entnommenen stabförmigen Artikels zu der Handhabungsvorrichtung auf. In dieser Ausführungsform kann die Qualität stabförmiger Artikel in oder nach der Produktion bestimmt werden, um beispielsweise Qualitätsmängel anzeigen zu können und/oder es einem Bediener zu ermöglichen, in den Produktionsprozess einzugreifen. In einer anderen Ausführungsform kann das Messsystem als separate, nicht mit einem Förderstrom verbundene Einheit, beispielsweise als eigenständiges Messgerät bzw. als Laborgerät, ausgeführt sein. In dieser Ausführungsform umfasst das Messsystem vorteilhaft ein Reservoir, aus dem die stabförmigen Artikel der Trommel beispielsweise schwerkraftbedingt zugeführt werden.
- Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung betrifft die stirnseitige Untersuchung von Channel Ventilated bzw. CV-Filtern, die an ihrem Umfang zwischen dem Filtermaterial und dem Umhüllungsstreifen sich axial erstreckende Belüftungskanäle aufweisen. Eine Vielzahl weiterer Anwendungen ist denkbar, beispielsweise die Auswertung der Lage eines Fadens in einem Filterstab, der Lage oder Form eines koaxialen Filters oder die Form des Hohlraums eines Hollow-Filters. Alternativ oder zusätzlich können Filterparameter wie Durchmesser oder Ovalität gemessen werden.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- ein an einem Filterstab-Massenstrom angeordnetes Messsystem in einer perspektivischen Ansicht;
- Fig. 2
- eine weitere perspektivische Ansicht eines an einem Filterstab-Massenstrom angeordneten Messsystems;
- Fig. 3 bis 12:
- weitere Ansichten des Messsystems aus unterschiedlichen Perspektiven.
- Das Messsystem 10 umfasst eine mittels eines Antriebs 11, insbesondere eines Elektromotors, angetriebene Handhabungsvorrichtung, nämlich eine rotierbare Trommel 12 zur Förderung und Handhabung stabförmiger Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstäbe, Multisegmentfilterstäbe, Filterzigaretten oder Teile davon. Die Trommel 12 ist vorzugsweise zylindrisch geformt und weist an ihrem Außenumfang bzw. ihrer Mantelseite mindestens eine, vorteilhaft eine Mehrzahl, hier beispielsweise neun Aufnahmen, insbesondere Mulden 14 auf, siehe insbesondere
Figuren 6 ,7 . Die Mulden 14 sind vorzugsweise parallel zur Drehachse orientiert. Jede Mulde 14 ist zur Aufnahme jeweils eines stabförmigen, zu untersuchenden Artikels entlang seiner Längsrichtung eingerichtet. - Die Mulden 14 weisen vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser auf, die an eine entsprechende Mehrzahl unterschiedlicher Formate bzw. Formatbereiche des stabförmigen Artikels angepasst sind. Im vorliegenden Beispiel ist, siehe
Figur 7 , die mit "1" bezeichnete Mulde für Artikeldurchmesser im Bereich 6,6 mm bis 6,8 mm, die mit "2" bezeichnete Mulde für Artikeldurchmesser im Bereich >6,8 mm bis 7,0 mm, usw., schließlich die mit "9" bezeichnete Mulde für Artikeldurchmesser im Bereich >8,7 mm bis 9,1 mm vorgesehen. Selbstverständlich können alternativ weniger oder mehr als neun Mulden 14 vorgesehen und/oder den Mulden 14 andere Durchmesserbereiche zugeordnet sein. - In einer rotationsfesten Zuführposition Z in Bezug auf die Trommel 12, hier am unteren Ende der Trommel 12 bzw. bei 6 Uhr (siehe
Figur 7 ), wird ein zu untersuchender Artikel über eine Zuführeinrichtung 15 in die entsprechende Mulde 14 der Trommel 12 eingeführt. Die Trommel 12 wird zuvor gedreht, bis sich die passende Mulde 14 in der Zuführposition Z befindet. Im Beispiel derFigur 3 wird etwa die Mulde 14 Nummer 5 in die Zuführposition Z gedreht, wenn ein Filterstab mit einem Durchmesser im Bereich >7,4 mm bis 7,7 mm inspiziert werden soll. Die Zuführeinrichtung 15 wird später noch genauer erläutert. - Die Rotationsachse der Trommel 12 ist vorteilhaft um einen geeigneten Winkel von vorzugsweise mindestens 30°, beispielsweise 45° geneigt angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der stabförmige Artikel mit seiner von der zu untersuchenden Seite abgewandten Stirnseite an einem Anschlag 16 schwerkraftbedingt anliegen kann, wodurch die axiale Position des stabförmigen Artikels während des Schnitts und während der Messung genau definiert ist. Der Anschlag 16, der am besten in
Figur 9 zu sehen ist, ist vorzugsweise mindestens teilringförmig und erstreckt sich um den Umfang der Trommel 12 vorteilhaft mindestens von der Zuführposition Z bis zu der durch die Kamera 13 definierten Messposition M (sieheFigur 7 ), so dass die axiale Position des stabförmigen Artikels während des Schnitts und der Messung exakt definiert ist. Das den Anschlag 16 ausbildende Anschlagbauteil 17 ist rotationsfest montiert und vorteilhaft vollständig ringförmig. - Das Anschlagbauteil 17 und somit der Anschlag 16 sind vorzugsweise in Axialrichtung der Trommel 12 verschiebbar, um eine Anpassung an unterschiedliche Längen der zu untersuchenden stabförmigen Artikel zu ermöglichen und/oder um die axiale Schnittposition einstellen zu können. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Anschlagbauteil 17 manuell entlang einer axialen Führung 19 verschiebbar und weist zu diesem Zweck ein manuelles Verstellmittel 18 auf. Die axiale Verschiebung des Anschlagbauteils 17 kann alternativ beispielsweise elektrisch gesteuert erfolgen. Andere Arten der axialen Anpassung sind denkbar, beispielsweise mittels eines Satzes auswechselbarer Anschlagbauteile mit unterschiedlichen Axialabmessungen.
- Das Messsystem 10 umfasst eine insbesondere mittels eines Elektromotors 22 angetriebene Schneideinrichtung 21, die am besten in
Figur 7 zu sehen ist, wo ein die Schneideinrichtung 21 verdeckendes Gehäuseteil abgenommen ist. Die Schneideinrichtung 21 umfasst ein Messer, das vorteilhaft als Kreismesser 23 ausgebildet ist. Die Schneideinrichtung 21 ist der Trommel 12 zugeordnet, d.h. rotationsfest in einer Wirkbeziehung zu der Trommel 12 angeordnet, so dass das rotierende Messer 23 einen stirnseitigen Abschnitt eines zu untersuchenden stabförmigen Artikels abschneidet, der in einer Mulde 14 der Trommel 12 aufgenommen ist, wenn die Mulde 14 mit dem stabförmigen Artikel infolge Rotation der Trommel 12 eine rotationsfeste Schnittposition S überstreicht, die hier beispielsweise bei 3 Uhr aus der Richtung der Kamera betrachtet angeordnet ist. Durch das Abschneiden des stirnseitigen Abschnitts des zu untersuchenden stabförmigen Artikels wird eine hochqualitative zu inspizierende Schnittfläche des stabförmigen Artikels erzeugt. - Das Messer 23 greift vorteilhaft in einen umfangsseitig an der Trommel 12 vorgesehenen, umlaufenden Schlitz 24 ein (siehe Figur 6), der in geringem axialem Abstand zu einer messseitigen Stirnfläche der Trommel 12 angeordnet ist. Auf diese Weise ist die axiale Schnittposition exakt definiert und es wird eine hohe Schnittqualität erreicht, da der zu schneidende Filterstab während des Schnitts auf beiden Seiten der Schnittebene abgestützt wird.
- Das Messsystem 10 umfasst eine Kamera 13, die der Trommel 12 zugeordnet, d.h. rotationsfest in einer Messbeziehung zu der Trommel 12 angeordnet ist, so dass die Kamera 13 ein Bild von der mittels der Schneideinrichtung 21 erzeugten Schnittfläche eines stabförmigen Artikels, der in einer Mulde 14 der Trommel 12 aufgenommen ist, aufnehmen kann, wenn diese Mulde 14 mit dem stabförmigen Artikel sich in einer rotationsfesten Messposition M befindet, hier beispielsweise auf 10 Uhr. In der Messposition befindet sich die Stirnseite des zu untersuchenden Artikels demnach im Blickfeld der Kamera 13. Dies ist in
Figur 8 dargestellt. - Der Anschlag 16 erhebt sich kontinuierlich von der Schnittposition S zu der Messposition M hin in Richtung zu der Kamera 13, wodurch ein schraubenförmiger Anschlagbereich 33 zwischen der Schnittposition S und der Messposition M gebildet wird. Die Bedeutung des schraubenförmigen Anschlagbereichs 33 wird später erläutert.
- Um ein Herausfallen des stabförmigen Artikels aus der Trommel 12 bzw. der Mulde 14 zu verhindern, sind vorteilhaft Führungsmittel 25, 26 vorgesehen, die die Trommel 12 an ihrer Mantelseite kreisbogenförmig umgeben. Die Führungsmittel 25, 26 bestehen beispielsweise jeweils aus einem Paar von axial beabstandeten, kreisbogenförmigen Platten. Andere Ausführungen sind möglich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein die Schnittposition S überdeckendes Führungsmittel 25 und ein die Messposition M überdeckendes Führungsmittel 26 vorgesehen. Der Abstand des Führungsmittels 25 von der Trommel 12 verringert sich von beiden Seiten zu der Schnittposition S hin, d.h. der Abstand des Führungsmittels 25 von der Trommel 12 ist in der Schnittposition S am geringsten. Dieser Abstand ist so bemessen, dass der stabförmige Artikel in der Schnittposition S leicht in die Mulde 14 gedrückt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der stabförmige Artikel beim Schnitt exakt positioniert und sicher gehalten ist. Das Gleiche gilt für den Abstand des Führungsmittels 26 von der Trommel 12 hinsichtlich der Messposition M. Im oberen Bereich, d.h. im Bereich um 12 Uhr, muss kein Führungsmittel vorgesehen sein, weil hier der Artikel schwerkraftbedingt in der Mulde 14 gehalten wird. Es ist aber nicht ausgeschlossen, dass auch in diesem Bereich ein Führungsmittel vorgesehen ist. Insbesondere kann ein einheitliches Führungsmittel vorgesehen sein, das sich durchgehend über die Schnittposition S und die Messposition M, hier also beispielsweise durchgehend von etwa 6 Uhr bis etwa 9 Uhr, erstreckt.
- Die Trommel 12 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zum Betrieb im Gegenuhrzeigersinn, aus der Richtung der Kamera betrachtet, eingerichtet. Selbstverständlich kann die Trommel 12 alternativ zum Betrieb im Uhrzeigersinn eingerichtet sein. In diesem Fall kann beispielsweise die Schnittposition bei 9 Uhr und die Messposition bei 2 Uhr liegen. Es sind auch Ausführungsformen mit einem kombinierten Betrieb in beiden Rotationsrichtungen der Trommel 12 denkbar.
- In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform ist das Messsystem 10 zur offline-Prüfung an einer kontinuierlichen Förderstrecke 20 für stabförmige Artikel angeordnet. Die Förderstrecke 20 kann beispielsweise nachfolgend einer Filterstabherstellmaschine oder Multisegmentfilterherstellmaschine angeordnet sein und umfasst ein Fördermittel 27, beispielsweise ein Förderband, auf dem ein Filterstab-Massenstrom queraxial gefördert wird. An einer Abzweigungsposition ist vorzugsweise eine beidseitig geneigte, sich quer über das Fördermittel 27 erstreckende Rampe 28 vorgesehen, über die der mit dem Fördermittel 27 geförderte Artikel-Massenstrom läuft und die daher auch als Brücke bezeichnet werden kann. Entlang des Firstes der Rampe 28 verläuft eine Quernut 29, die zur Aufnahme eines stabförmigen Artikels bemessen ist.
- Das Messsystem 10 umfasst in dieser Ausführungsform ein Transportmittel 31, mittels dessen ein aus der Förderstrecke 20 entnommener stabförmiger Artikel zu der Trommel 12 versendet und dieser zugeführt wird. Das Transportmittel 31 verbindet somit die Förderstrecke 20 mit der Trommel 12. Das Transportmittel 31 bildet vorteilhaft einen im Wesentlichen geschlossenen, von der Förderstrecke 20 bis zu der Trommel 12 verlaufenden Transportkanal aus. Der Transport kann beispielsweise mittels Druckluft erfolgen. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Transportmittel 31 beispielsweise ein Transportrohr 30 (siehe
Figur 2 ) und eine abwärts geneigte Rutsche 32 (sieheFigur 3 ), wobei die Neigung der Rutsche 32 vorteilhaft der Neigung der Trommel 12 entspricht. Die Rutsche 32 weist eine Längsnut 34 auf (sieheFigur 3 ), in der ein stabförmiger Artikel in Längsrichtung hinabrutschen kann. Das Transportrohr 30 kommuniziert an einem Ende mit der Quernut 29 der Rampe 28 und mündet an ihrem anderen Ende in das obere Ende der Rutsche 32. Die Rutsche 32 erstreckt sich an ihrem unteren Ende vorteilhaft über mindestens einen Teil der axialen Länge der Trommel 12, was am besten ausFigur 11 ersichtlich ist. - Druckluft aus einer für das Transportmittel 31 vorgesehenen Druckluftquelle kann vorteilhaft zum Spülen eines optischen Elements, insbesondere eines Objektivs oder Fensters, der Kamera 13 über eine entsprechende Druckluftleitung 36 verwendet werden.
- Das Messsystem 10 kann einen Sensor 35, insbesondere einen optischen Sensor, aufweisen (siehe
Figuren 11 ,12 ), der beispielsweise mittels eines Laserstrahls detektiert, ob sich ein stabförmiger Artikel in einer Mulde 14 der Trommel 12 befindet. Das Detektionsmittel 35 kann beispielsweise am unteren Ende der Rutsche 32 angeordnet sein, wobei der Laserstrahl vorteilhaft antiparallel zu der Rutsche 32 gerichtet ist. - Im Folgenden wird der Ablauf des Messverfahrens beschrieben.
- Zunächst wird ein in der Quernut 29 der Rampe 28 liegender stabförmiger Artikel in das Transportrohr 30 eingestoßen, beispielsweise per Druckluft oder mittels eines Aktuators, und vorzugsweise mittels Druckluft durch das Transportrohr 30 bis zu der Rutsche 32 transportiert, auf der der Artikel schwerkraftbedingt und gegebenenfalls druckluftunterstützt hinunter- und in die aufnahmebereite Mulde 14 der Trommel 12 hineinrutscht. Die weiter oben beschriebene Zuführeinrichtung 15 wird in dieser Ausführungsform daher durch die Rutsche 32 gebildet.
- Wenn der zu untersuchende Artikel vollständig in der entsprechenden Mulde 14 der Trommel 12 aufgenommen ist und insbesondere mit seiner messabgewandten Stirnseite an dem Anschlag 16 anschlägt, wird die Trommel 12 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Während der Artikel die Schnittposition S überstreicht, wird er mittels der Schneideinrichtung 21 bzw. dem rotierenden Kreismesser 23 abgeschnitten, um eine zu untersuchende Schnittfläche zu erzeugen. Das abgeschnittene Stück fällt beispielsweise in einen unterhalb der Trommel 12 angeordneten Auffangbehälter. Der restliche Artikel verbleibt in der Mulde 14.
- Anschließend wird die Trommel 12 im Gegenuhrzeigersinn weitergedreht. Dabei wird die messabgewandte Stirnseite des Artikels über den schraubenförmigen Anschlagbereich 33 zwischen der Schnittposition S und der Messposition M geführt, wodurch der Artikel infolge Rotation der Trommel 12 in Richtung zu der Kamera hin axial vorgeschoben wird. Der Vorschub erfolgt dabei zweckmäßigerweise mindestens so weit, dass die abgeschnittene und zu inspizierende Schnittfläche mit der Stirnseite der Trommel 12 fluchtet, vorzugsweise über diese hinaus, so dass eine möglichst störungsfreie Bildnahme der zu inspizierenden Schnittfläche mittels der Kamera 13 erfolgen kann. Der schraubenförmige Anschlagbereich 33 kann nach dem zuvor Gesagten auch als Vorschubmittel bezeichnet werden.
- Wenn der Artikel die Messposition S erreicht hat, wird die Kamera 13 angesteuert, um ein hochaufgelöstes Bild von der abgeschnittenen Stirnfläche des Artikels aufzunehmen. Das aufgenommene Bild wird aus der Kamera 13 von einer nicht gezeigten elektronischen Auswerteeinrichtung, insbesondere einem Computer ausgelesen, wo mittels Bildverarbeitungssoftware in geeigneter Weise eine Qualitätsbeurteilung der untersuchten Schnittfläche des stabförmigen Artikels ermittelt bzw. durchgeführt wird. Die elektronische Auswerteeinrichtung kann auch zur Steuerung des Messsystems 10, insbesondere der Trommel 12, der Kamera 13, der Schneideinrichtung 21, des Transportmittels 31 und des Sensors 35, dienen.
- Der inspizierte Artikel fällt nach Verlassen des Führungsmittels 26 schwerkraftbedingt beispielsweise in einen unterhalb der Trommel 12 angeordneten Auffangbehälter. Um beispielsweise an der Trommel 12 haftende Artikel sicher zu entsorgen, kann vorteilhaft ein beispielsweise fingerförmiger Mitnehmer 37 vorgesehen sein, siehe
Figur 11 , der zweckmäßigerweise zwischen der Messposition M bzw. dem Führungsmittel 26 und der Zuführposition Z angeordnet ist. Der rotationsfeste Mitnehmer 37 greift vorteilhaft in eine umlaufende Nut 38 der Trommel 12 ein, in die sich der stabförmige Artikel erstreckt. - In einer in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform kann das Messsystem 10 ein Laborgerät sein. In diesem Fall umfasst das Messsystem 10 zweckmäßigerweise anstelle des Transportmittels 31 ein Artikelreservoir, beispielsweise einen Trichter, in den die Filterstäbe von Hand eingelegt werden können. Das Reservoir kann dann beispielsweise die Zuführeinrichtung 15 bilden, wobei in diesem Fall die Zuführposition Z zweckmäßigerweise am oberen Ende der Trommel 12 angeordnet wäre. Das Reservoir kann beispielsweise auch die Zuführeinrichtung 15 speisen, die dann ähnlich wie die Rutsche 32 ausgestaltet sein kann.
Claims (15)
- Messsystem (10) zur optischen Beurteilung eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend eine Handhabungsvorrichtung (12), die zur queraxialen Förderung eines in mindestens einer Aufnahme (14) aufgenommenen stabförmigen Artikels eingerichtet ist, und eine Kamera (13) zur stirnseitigen Inspektion eines in der Handhabungsvorrichtung (12) aufgenommenen stabförmigen Artikels, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (10) eine Schneideinrichtung (21) umfasst, die so angeordnet ist, dass ein stabförmiger Artikel infolge der Förderung in der Handhabungsvorrichtung (12) abgeschnitten wird, um eine zu inspizierende Schnittfläche des stabförmigen Artikels zu erzeugen.
- Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (12) eine rotierbare Trommel ist.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (12) eine Mehrzahl von Aufnahmen (14) mit unterschiedlichen Querschnittsabmessungen aufweist.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (12) geneigt angeordnet ist.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung (21) ein Kreismesser (23) umfasst.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (10) ein Vorschubmittel (33) umfasst, das einen axialen Vorschub eines in der Trommel (12) aufgenommenen stabförmigen Artikels in Richtung zu der Kamera (13) hin infolge Förderung des Artikels von einer Schnittposition S zu einer Messposition M umfasst.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (10) einen Anschlag (16) aufweist, der so angeordnet ist, dass ein in der Aufnahme (14) der Handhabungsvorrichtung (12) aufgenommener stabförmiger Artikel mit seiner messabgewandten Stirnseite daran zur Anlage kommt.
- Messsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anschlag (16) mindestens von einer Zuführposition Z zu einer Messposition M entlang des Umfangs der Handhabungsvorrichtung (12) erstreckt.
- Messsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anschlag (16) von der Schnittposition S zu der Messposition M hin in Richtung zu der Kamera (13) kontinuierlich erhebt.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (12) einen umfangsseitigen Schlitz (24) aufweist, in den ein Messer (23) der Schneideinrichtung (21) eingreift.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (10) ein Transportmittel (31) zum Transportieren eines aus einer Förderstrecke (20) entnommenen stabförmigen Artikels zu der Handhabungsvorrichtung (12) umfasst.
- Messsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport des stabförmigen Artikels in dem als Kanal ausgebildeten Transportmittel (31) mittels Druckluft erfolgt.
- Messsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Druckluft aus einer für das Transportmittel (31) vorgesehenen Druckluftquelle zum Spülen eines optischen Elements der Kamera (13) verwendet wird.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (10) ein offline-Messsystem ist.
- Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem einen insbesondere optischen Sensor (35) zum Detektieren eines in einer Aufnahme (14) der Trommel (12) befindlichen stabförmigen Artikels umfasst.
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