JP2020522231A - たばこ産業における棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する装置および方法 - Google Patents

Abstract

棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する、たばこ産業における装置は、棒状物品（Ｒ）の幾何学的パラメータを光学的に測定するようになっている、監視ユニット（１００）と、棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）から棒状物品を取り除くようになっている、少なくとも１つの排除ユニット（２００）と、を備え、マスフロー（Ｍ）はコンベア（１０）で搬送され、排除ユニット（２００）は、棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）の方向（Ｔ）に対して、監視ユニット（１００）の後ろに配置されている。この装置は、監視ユニット（１００）が、コンベア（１０）上の棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）の両側面の画像を記録する光学レコーダを有し、当該側面は、棒状物品（Ｒ）の先端表面により形成されている。この装置は、記録された画像に基づいて、棒状物品（Ｒ）の両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して、マスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）を識別し、マスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）の位置を測定し、マスフロー（Ｍ）の速度を測定するようになっているコントローラ（３００）を備え、排除ユニット（２００）が、不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除するようになっている、少なくとも１つの排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）を備え、当該排除ユニット（２００）が、不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除することができる位置に、マスフロー（Ｍ）とともに移動するように取り付けられていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明の目的は、たばこ産業における棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する装置および方法である。

特許文献１および特許文献２により、充填が不適切なたばこ（紙巻たばこ）を排除する装置が知られている。これらの解決策では、たばこを重力フィーダに入れ、たばこの充填の正確さをチェックする、たばこ側に配置された充填センサの前にたばこを１つずつ供給する。センサからの信号に基づいて、コントローラは、フィーダの別の部分にある排除ユニットによって、選択されたたばこを取り除くことを決定する。開示された解決策では、選択されたたばこは、空気圧装置によって取り除かれる。排除されなかったたばこは、フィーダの端で１つずつ押し出され、これにより、重力フィーダ内におけるたばこの流れの段階的な性質が保証される。

特許文献３により、たばこ産業における棒状物品をマスフローから取り除く方法および装置が知られている。この装置は、可変容積チャンバを使用している。棒状物品を除去する前に、チャンバが拡大されて、チャンバ内の棒状物品群がマスフローを離れる領域が形成される。ランダムに選択された個々の棒状物品を、ロボットアームによって、そのような群から取り除くことができる。

特許文献４により、たばこのパッケージコーディングシステムが知られている。印刷装置は、該印刷装置のヘッド前にコンベアで運ばれるたばこのパッケージに刻印する。さらにコンベア上には、刻印の正確性をチェックする装置があり、その背後には、選択されたたばこのパッケージを排除する装置がある。排除されるたばこのパッケージの選択は、刻印のエラーが検出された場合に送信される、刻印の正確性をチェックする装置からの信号に基づいている。

特許文献５により、個々の棒状物品をマスフローから受け取りかつ取り除く装置が知られている。棒状物品は、品質をチェックするためにランダムに取り除かれる。この装置は、マスフローに沈められ、クレードル形状のケーシングを有する、半円筒形要素で構成されている。ケーシングが引っ込められると、棒状物品は半円筒形要素を通るマスフローで流れる。ケーシングを引き出すと、装置内の棒状物品が分離されて、マスフローからそれを取り出すことができる。

特許文献６により、不良のたばこを排除する装置が知られている。この装置は、その底部にたばこが列に配置された中間貯蔵庫の形態を有し得る。列内のたばこの動きは、段階的である。たばこの生産品質をチェックするセンサは、マウスピース側とフィルタ側の両方で１本のたばこを試験するようになっている。不良のたばこの排除は特別な抽出針によって行われ、該抽出針は、最初のステップで不良のたばこ内に挿入されて、次のステップで該不良のたばこを抽出する。不良のたばこの完全な抽出サイクルは、列の端でたばこを取り除く要素と組み合わされている。

特許文献７により、トレイ内にあるたばこの端部をチェックして不良のたばこを抽出する装置が知られている。この装置は、トレイ内のたばこ群の一方側の画像を記録するカメラを備えている。この装置は、選択されたたばこをトレイから排除するユニットをさらに備えている。

欧州特許出願公開第０８５３０４５（Ａ１）号 英国特許出願公開第２２２８１７６（Ａ）号 欧州特許出願公開第２３９９４６５（Ａ１）号 欧州特許第２７６８７３４（Ｂ１）号 英国特許出願公開第２２４１８６５（Ａ）号 米国特許第４６９３３７４（Ａ）号 米国特許第４９７６５４４（Ａ）号

本発明の目的は、棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する、たばこ産業における装置であり、棒状物品の幾何学的パラメータを光学的に測定するようになっている、監視ユニットと、棒状物品のマスフローから棒状物品を取り除くようになっている、少なくとも１つの排除ユニットと、を備え、排除ユニットは、棒状物品のマスフローの方向を基準にして監視ユニットの後ろに配置されている。本発明による装置は、監視ユニットが、コンベア上の棒状物品のマスフローの両側面の画像を記録する光学レコーダを有し、当該側面が、棒状物品の先端表面により形成されていることを特徴とする。この装置は、記録された画像に基づいて、棒状物品（Ｒ）の両側面の幾何学的形状に関する基準を使用して、マスフローにおける不良の棒状物品（Ｒｄ）を識別し、マスフローにおける不良の棒状物品（Ｒｄ）の位置を測定する、コントローラを備える。排除ユニットは、不良の棒状物品を排除するようになっている、少なくとも１つの排除要素を備え、該排除ユニットは、不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除することができる位置に、マスフローとともに移動するように取り付けられている。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、マスフローにおける不良の棒状物品と同じ速度で、マスフローとともに移動するように取り付けられていることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、コンベア上の棒状物品のマスフローが停止している一方で、移動するように取り付けられていることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、コンベア上の棒状物品のマスフローが不良の棒状物品とともに移動する一方で、停止するように取り付けられていることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、コンベア上の棒状物品のマスフローとともに停止するように取り付けられていることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、マスフローにおける不良の棒状物品と同じ速度で該マスフローとともに移動するが、該マスフローにおける不良の棒状物品（Ｒｄ）の速度が一定および／または可変であることを特徴とする。

本発明による装置は、排除ユニットが、排除要素に対してマスフローの反対側に配置された、少なくとも１つの抑制要素をさらに備え、抑制要素は、任意の不良の棒状物品を排除し、かつ排除される当該不良の棒状物品の周囲に位置する棒状物品を抑制するようになっていることを特徴とする。

本発明による装置は、監視ユニットが、棒状物品の先端表面の幾何学的パラメータ、特に、対称性、棒状物品の先端表面の形状の規則性、ラッパーの連続性、ラッパーのラッピング、および物品の先端側から見える挿入要素の対称性を、光学的に測定するようになっていることを特徴とする。

本発明による装置は、監視ユニットが、棒状物品のマスフローの両側に位置する、少なくとも２つのカメラを含むことを特徴とする。

本発明による装置は、マスフローの両側に位置する２つの排除ユニットを備えることを特徴とする。

本発明による装置は、排除ユニットが、マスフローの両側またはマスフローの同じ側に位置する、少なくとも２つの排除要素を備えることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、プッシャ、圧縮空気、ゲージ圧、ペンチなどの引っ張り要素、またはフック付きの端部を備えた抽出ニードルであることを特徴とする。

コンベア上の棒状物品のフローから不良の棒状物品を排除する方法は：光学レコーダにより、棒状物品のマスフローの両側面の画像を記録するステップと；コントローラ（３００）により、マスフロー（Ｍ）の側面の画像に基づいて、棒状物品の両先端表面の幾何学的パラメータに関連する基準を使用して、マスフローにおける不良の棒状物品を識別し、コンベア上のマスフローにおける不良の棒状物品の位置を測定し；次いで、排除ユニットにより、棒状物品のマスフローから、選択された不良の棒状物品を排除するステップと、を含む。

本発明による方法は、コントローラにより、棒状物品のマスフローにおける選択された不良の棒状物品の相対位置に基づいて、マスフローから不良の棒状物品を排除する順序が決定されることを特徴とする。

本発明による方法は、マスフローから棒状物品を排除する順序が、棒状物品のマスフローにおける、連続する不良の棒状物品の位置に対する作用が最小であることに基づいて決定され、特に、不良の棒状物品は、最上層から排除されることを特徴とする。

本発明による方法は、不良の棒状物品の排除時に、マスフローにおける棒状物品の速度を減速することを特徴とする。

本発明による方法は、不良の棒状物品の排除時に、マスフローにおける棒状物品の搬送を停止することを特徴とする。

本発明による方法は、不良の棒状物品の排除時に、排除ユニットの速度を減速することを特徴とする。

本発明による方法は、不良の棒状物品の排除時に、排除ユニットを停止することを特徴とする。

たばこ産業における品質を判定するシステムは、コンベア上の棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する、本発明による第１の装置と、特には搬送チェーン装置である、少なくとも１つの中間装置と、コンベア上の棒状物品のマスフローの両側面の画像を記録する光学レコーダを有する、監視ユニット、および記録された画像に基づいて、棒状物品の両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して、マスフローにおける不良の棒状物品を識別する、コントローラを備える、監視装置と、を含む。

本発明によるシステムは、監視装置のコントローラがさらに、コンベア上のマスフローにおける不良の棒状物品の位置を測定し、当該システムがさらに、排除ユニットを備え、該排除ユニットは、不良の棒状物品を排除するようになっている排除要素を含み、不良の棒状物品を排除できる位置に、マスフローとともに移動することができるように取り付けられていることを特徴とする。

本発明によるシステムは、本発明による、コンベア上の棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する、第２の装置を構成することを特徴とする。

本発明によるシステムは、搬送チェーン装置が、特には、ローダ、トレイ、アンローダ、バンドコンベア、およびバッファストアを含むことを特徴とする。

本発明による不良の棒状物品を排除するこの装置の主な利点は、マスフローを乱すことなく、該マスフローから棒状物品を直接取り除くことである。本発明による装置は、生産品質を向上させるだけでなく、生産ラインのデバイスが生産品質に与える影響をテストするために、棒状物品のマスフローを使用する既存のシステムに配置することができる。

本発明の目的は、図面の好適な実施形態に詳細に示されている。

本発明の第１の実施形態による装置を示す図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、不良の棒状物品の押し出しを開始し得る位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、不良の棒状物品の押し出しを終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、不良の棒状物品の吹き飛ばしを終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、不良の棒状物品の吸引を終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、プライヤによる不良の棒状物品の引き抜きを終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、抽出ニードルによる不良の棒状物品の引き抜きを終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第２の実施形態による装置を示す図である。 本発明の第３の実施形態による装置を示す図である。 本発明による装置の排除ユニットの上面図である。 マスフロー中の不良の棒状物品の位置を決定する方法を示す図である。 本発明の好適な実施形態によるシステムのブロック図である。 棒状物品の様々な不良を表す、不良の棒状物品を含むマスフローの側面図である。 棒状物品の様々な不良を表す、不良の棒状物品を含むマスフローの側面図である。

図１は、不良の棒状物品を排除する装置１を示す。装置１は、棒状物品Ｒのマスフローの周りにともに配置された、監視ユニット１００と、排除ユニット２００と、を備える。棒状物品ＲのマスフローＭは、コンベア１０上を方向Ｔに移動する。

監視ユニット１００は、棒状物品Ｒのマスフローの両側に位置する光学レコーダ１０１を備える。光学レコーダ１０１は、ビデオカメラ、写真カメラ、または棒状物品Ｒのマスフローの側面を表す画像を記録することができる他のデバイスとすることができる。監視ユニット１００は、棒状物品Ｒの幾何学的パラメータを光学的に測定するようになっており、特にはコンベア１０上にマスフローＭを形成する棒状物品Ｒの先端表面の幾何学的パラメータを測定するようになっているコントローラを有する。

排除ユニット２００は、押し要素２０１と、抑制要素２０２と、を備える。押し要素２０１および抑制要素２０２はともにアクチュエータによって移動するが、押し要素２０１を移動させるアクチュエータは、棒状物品Ｒが押し出されて該棒状物品のマスフローＭを離れるように、棒状物品Ｒの長さよりも長い距離を移動するようになっている。抑制要素２０２は、棒状物品Ｒの軸に沿って比較的小さな距離を移動する。抑制要素２０２の機能は、不良の棒状物品Ｒｄの周囲に直接位置する棒状物品Ｒが押し出されるのを抑制することである。マスフローＭ中の個々の物品Ｒ間の摩擦により、不良の物品Ｒｄを押し出すと、正しいパラメータを有する棒状物品Ｒが滑り落ちる可能性がある。これが、抑制要素２０２が適用されている理由である。

押し要素２０１は、棒状物品Ｒの直径と等しいか、もしくはそれ以下の直径を有する棒状の形態であること、または棒状物品Ｒの直径と等しいか、もしくはそれ以下の対応する直径を有する押し先端を備える棒状の形態であることが好ましい。抑制要素２０２は、好ましくは、棒状物品Ｒの直径を超える直径の孔２０８を有するプレートの形態であることが好ましい。任意に、抑制要素２０２は、不良の棒状物品Ｒｄに隣接する棒状物品Ｒが滑り落ち得ないようにする、リングまたは一連の抑制ロッドの形態であってもよい。第１の実施形態の他の変形例（図３ｂ、３ｃ、３ｄ）では、抑制要素２０２は、孔無しのプレート、またはマスフローＭからの棒状物品の引き抜きまたは吸引中に不良の棒状物品Ｒｄを抑制する他の要素の形態であってもよい。

排除ユニット２００の重要な特徴は、棒状物品ＲのマスフローＭとともに移動するように取り付けられることである。排除ユニット２００は、個別に駆動される可動アーム２０９、２０９’に取り付けることができ、レール２１０、２０１’上を、コンベア１０上の棒状物品のマスフローと水平な方向（Ｘ軸と一致する）に移動する。モータ２１１、２１１’により駆動されるアーム２０９、２０９’の第１の端部は、レース２１０、２１０’上を移動し、アームの他方の端部は、ピボットで接続されている。アーム２０９、２０９’間の間隔を変えることによって、押し要素２０１および抑制要素２０２の高さが変わる。押し要素２０１を抑制要素２０２内の排除孔２０８に位置合わせするために、アーム２０９間の間隔と、アーム２０９’間の間隔と、は同じ値を有するべきである。排除ユニットの別の実施形態では、排除ユニット２００の押し要素２０１および抑制要素２０２は、マニピュレータアームに取り付けられ得る。排除ユニット２００が可動に取り付けられていることにより、マスフローを専用に停止する必要なく、不良の棒状物品Ｒｄをマスフローから押し出すプロセスが行われる。マスフローが停止した状況では、排除ユニット２００も（移動を）停止し、停止したマスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを押し出す手順を実行してもよい。任意に、排除ユニット２００を移動可能にすることにより、不良の棒状物品Ｒｄを押し出す動作の実行時に、棒状物品Ｒのマスフローを停止させることができる。移動するマスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを押し出す動作の実行時に、排除ユニット２００を停止させることが可能である。好ましくは、排除ユニット２００の可動取り付けは、不良の棒状物品Ｒｄを押し出す動作の実行時に、マスフローＭがコンベアとともに停止している間に、排除ユニットが移動するようになっている。他の実施形態では、排除ユニット２００の取り付けは、不良の棒状物品Ｒｄを押し出す動作の実行時に、コンベア上の棒状物品ＲのマスフローＭが不良の棒状物品Ｒｄとともに移動するようになっている。この実施形態では、排除ユニット２００の動作速度は十分に速く、排除に要する時間は十分に短いため、マスフローＭは妨げられない。さらに、他の実施形態では、排除ユニット２００の取り付けは、不良の棒状物品Ｒｄの排除の実行時に、排除ユニット２００がマスフローＭとともに停止されるようになっている。

図１は、装置１の一体部分を構成するコントローラ３００も示している。その機能は、監視ユニット１００から受信したデータに基づいて不良の棒状物品Ｒｄを識別し、排除ユニット２００が棒状物品Ｒのマスフローから適当な棒状物品Ｒｄを押し出すことができるようにその正確な位置を特定することである。コントローラ３００は、棒状物品Ｒの両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して記録された画像に基づいて、マスフローＭ内の不良の棒状物品Ｒｄを識別し、該不良の棒状物品Ｒｄのマスフロー内における位置を特定する。棒状物品ＲのマスフローＭの両側にレコーダ１０１を配置することにより、一方の先端表面に不良のある物品を検出することが可能になる。２つの画像の記録を使用して、マスフローＭ内の斜めの棒状物品Ｒによって引き起こされる、不良の棒状物品の位置のエラーを排除することも可能である。

図示の実施形態では、少なくとも１つのカメラ１０１によって、棒状物品Ｒのマスフローの各側の画像が記録されている。マスフローの各側に２つのカメラを使用することも可能である。２つのカメラを光源に対して異なる角度で配置してもよい。このような解決策により、反射光と散乱光の両方を記録することができる。２つのカメラは、異なるタイプのカメラであってもよい。カラーカメラを使用すると、棒状物品の形状および色に関するより詳細な情報を取得できるが、モノクロカメラは速度がかなり早く、棒状物品が流れているときの変化をより正確に追跡することができる。

図２は、動作中の装置１を示す。監視ユニット１００は、コンベア１０上の棒状物品ＲのマスフローＭにおいて、不良の棒状物品Ｒｄを識別した。コントローラ３００は、監視ユニット１００からのデータに基づいて、マスフローＭにおける不良の棒状物品Ｒｄの位置を特定し、制御信号を排除ユニット２００に送信した。排除ユニット２００は、押し要素２０１および抑制要素２０２を、それらがマスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを押し出すことができる位置に移動した。図示の実施形態では、排除ユニット２００は、棒状物品ＲのマスフローＭとともに方向Ｔに沿って移動する。排除ユニット２００の移動は、マスフローＭの速度に対して調整される。不良の棒状物品Ｒｄの押し出し動作中に、押し要素２０１、抑制要素２０２、および不良の棒状物品ＲｄがＸＹ平面内で互いに対して移動しないようにするためである。排除ユニット２００とマスフローＭ中の不良の棒状物品Ｒｄとの間の一定の相互位置は、マスフローＭが一定速度で移動するか、あるいはその速度が変化するか、あるいはマスフローＭが停止しているかに関係なく、フォローアップモードで維持される。

さらに、押し要素２０１および抑制要素２０２は、マスフローＭにおいて、棒状物品Ｒの先端表面に対して垂直な方向に、独立して動くことができる。軸Ｚに向かう抑制要素２０２の独立した動きは、不良の棒状物品Ｒｄの押し出し前に、排除されることになる不良の棒状物品Ｒｄの周囲に位置する棒状物品Ｒの先端表面が抑制要素２０２によって押さえられる位置に到達するまで行われる。抑制要素２０２のそのような位置は、マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを押し出す瞬間まで、棒状物品Ｒに対して維持される。押し要素２０１の独立した動きは、不良の棒状物品Ｒｄが押し出され、不良の棒状物品Ｒｄを抑制要素２０２の排除孔２０８を通して押すときに行われる。押し要素２０１の機能は、マスフローＭから個々の不良の棒状物品Ｒｄを押し出すことである。

図３は、排除ユニット２００が不良の棒状物品Ｒｄを排除したときの、本発明による装置１を示す図である。排除ユニット２００の押し要素２０１は、不良の棒状物品Ｒｄを、方向Ｚに、マスフローＭの外に押し出した。一方、抑制要素２０２は、不良の棒状物品Ｒｄの押し出し中に、該不良の棒状物品Ｒｄに隣接する棒状物品Ｒを抑制する。不良の棒状物品Ｒｄが押し出された後、抑制要素２０２は元の位置に戻るか、あるいは排除される別の不良の棒状物品Ｒｄが位置する地点に移動することができる。

図３ａは、排除ユニット２００が不良の棒状物品Ｒｄを排除したときの、本発明による装置１を示す図である。図示の実施形態では、排除要素２０３は、ポンプ２０６の圧縮空気供給部に接続された圧縮空気ノズルである。排除要素２０３の圧縮空気流２０７は、対応する直径、吹込み時間および力を有し、不良の棒状物品Ｒｄを、隣接する棒状物品Ｒを損傷させることなく吹き飛ばす。排除ユニット２００の排除要素２０３は、不良の棒状物品Ｒｄを、方向Ｅに、マスフローＭの外に吹き飛ばした。一方、抑制要素２０２は、不良の棒状物品Ｒｄの吹き飛ばし中に、該不良の棒状物品Ｒｄに隣接する棒状物品Ｒを抑制する。マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄが吹き飛ばされた後、抑制要素２０２は、排除要素２０３とともにその元も位置に戻るか、あるいは排除される別の不良の棒状物品Ｒｄが位置する地点に移動することができる。

図３ｂは、排除ユニット２００が不良の棒状物品Ｒｄを排除したときの、本発明による装置１を示す図である。図示の実施形態では、排除要素２０４は、マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを吸い出す吸引ノズルである。吸引ノズルの直径は、不良の棒状物品Ｒｄの直径よりもはるかに大きい。排除要素２０４は、ゲージ圧力供給部２０６に接続されており、不良の棒状物品Ｒｄを、方向Ｅに、マスフローＭを乱すことなく、該マスフローＭの外に吸い出す。マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄが吸い出された後、抑制要素２０２は、排除要素２０４とともに元の位置に戻るか、あるいは排除される別の不良の棒状物品Ｒｄが位置する地点に移動することができる。

図３ｃは、排除ユニット２００が不良の棒状物品Ｒｄを排除したときの、本発明による装置１を示す図である。図示の実施形態では、排除要素２０５は、マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを引き抜くためのペンチの形態の引っ張り要素である。マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄが引き抜かれた後、抑制要素２０２は、排除要素２０５とともにその元の位置に戻るか、あるいは排除される別の不良の棒状物品Ｒｄが位置する地点に移動することができる。

マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを引き抜く排除要素２０５は、図３ｄの断面Ａに示される、フック端を有する抽出ニードル２０５’の形態を有していてもよい。不良の棒状要素Ｒｄは、排除要素２０５’によって十分に深く突き刺されて、該不良の棒状物品Ｒｄを引っ掛け、かつ該不良の棒状物品Ｒｄを、該マスフローＭを乱すことなくマスフローＭから引き抜くようになっている。

図４は、二重構成の排除ユニット２００が使用された、本発明による装置１の第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態による排除ユニット２００は、第１の排除要素２０１および第２の排除要素２０１’、ならびに第１の抑制要素２０２および第２の抑制要素２０２’を備える。本発明のこの実施形態では、コントローラ３００は、不良の棒状物品ＲｄおよびＲｄ’の位置を特定することにより、排除ユニット２００を制御して、第１の排除要素２０１が第１の不良の棒状物品Ｒｄを排除し、第２の排除要素２０１’が第２の不良の棒状物品Ｒｄ’を排除するようになっている。コントローラ３００は、棒状物品Ｒのマスフローからすべての不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’を取り除くために必要な時間を最短化することによって、不良の棒状物品の一連の排除を最適化するようになっている。

別の最適化技術を適用することも可能であり、これは、例えばすべての不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’を取り除くために必要な時間だけを考慮するのではなく、損傷の程度、不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’の数、それらの位置、および互いに対する距離も考慮する技術である。好ましくは、マスフローから不良の棒状物品を排除する順番は、棒状物品ＲのマスフローＭにおける次の不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’の位置への作用が最小であることに基づいて決定され、特に、不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’は、最上層から排除される。

図５は、本発明による装置１の別の実施形態を示す。この実施形態では、排除ユニット２００は、図４に示した実施形態の構成と同様の二重構成を有するが、不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’の排除が、マスフローＭの両側で可能であるように修正されている。この実施形態では、抑制要素２０２’は、押し要素２０１と同じ、棒状物品ＲのマスフローＭの側に位置している。同様に、押し要素２０１’は、抑制要素２０２と同じ、棒状物品ＲのマスフローＭの側に位置している。

排除ユニットの二重構成は、棒状物品ＲのマスフローＭ中の不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’の数が膨大であるか、あるいはマスフローの移動速度が速い場合、すなわち、機械的制約により単一の排除ユニットの使用では十分な効率性が確保できない場合に使用される。

図６は、本発明による装置１の排除ユニット２００の上面図である。抑制要素２０２は、排除孔２０８の中心に対応する高さ位置での断面で示されている。

押し要素２０１および抑制要素２０２は、不良の棒状物品Ｒｄとともに一軸に配置される。一軸に配置とは、要素２０１の軸と、要素２０２の排除孔２０８の中心と、が不良の棒状物品Ｅｄの軸と重複するように理解されるべきである。

図７は、不良の棒状物品Ｒｄの位置がマークされた、棒状物品ＲのマスフローＭの図式的な側面図である。監視ユニット１００に関連するローカル座標系の座標ｘおよびｙは、不良の棒状物品Ｒｄが位置する棒状物品Ｒの先端表面の図を含む、マスフローＭの側面の画像１１０に基づいて決定される。排除ユニット２００に関連するローカル座標系ｘ’、ｙ’は、監視ユニット１００に関連するローカル座標系から距離Ｌに位置している。好ましくは、監視ユニット１００と排除ユニット２００との間のマスフローＭは、一定速度で水平方向に移動するため、座標系間の距離およびマスフローＭの移動速度についての情報は、ローカル座標系を接続して、排除ユニットｘ’、ｙ’のローカル座標系における不良の棒状物品Ｒｄの位置を測定するのに十分である。しかしながら、監視ユニット１００に対する排除ユニット２００のそのような位置決めも可能であるが、ローカル座標系における不良の棒状物品Ｒｄの位置を測定するためには、グローバル座標系のすべての軸のすべての成分を含むベクトルＬによる変換と、時間および空間におけるマスフローＭの速度の変化の関数が必要になる。

好ましい実施形態では、不良の棒状物品Ｒｄのコンベア１０上の位置は、ローカル座標系の位置ｙおよび位置ｘによって定義することができるが、ローカル座標系は、軸ｙがコンベア１０上にある棒状物品Ｒの先端表面に重なるので、位置ｙが、不良の棒状物品Ｒｄの長手方向軸からコンベア１０のバンドによって形成されるマスフローＭの基部までの距離となるように配置されていることが好ましい。好ましい実施形態では、棒状物品ＲのマスフローＭは、水平なバンドコンベア１０上で行われるため、位置ｙは、監視ユニット１１０の領域から排除ユニット１２０の領域への搬送中に変化しない。位置ｘは、監視ユニット１１０の領域内の任意に選択された点であるローカル座標系の原点に対して決定される。排除ユニットに関連するローカル座標系は、同様の方法により空間内で決定される。ローカル座標系のそのような定義があれば、ローカル座標系の原点間の距離に関する情報は、不良の棒状物品Ｒｄの位置を測定するのに十分である。マスフローＭの移動中に不良の棒状物品Ｒｄが押し出される、装置１の好ましい実施形態では、ローカル座標系間の距離Ｌは、排除ユニット２００の移動とともに変化する。

マスフローＭの移動速度は、別個の速度センサ（不図示）によって、または監視ユニット１００によって収集された画像から得られるデータに基づいて測定され得る。

図８は、棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除するための本発明による第１の装置１と、特には搬送チェーン装置である少なくとも１つの中間装置３と、を含む、たばこ産業における棒状物品の品質を判定するためのシステムを示す。

このシステムは、第２の装置１’をさらに備え、該第２の装置１’は、監視ユニット１００のみを備えるか、あるいは第１の装置１と同様に排除ユニット２００も備える。したがって、好ましくは、システムには、搬送チェーンの始めと、搬送チェーンまたは搬送チェーン断片の終わりに棒状物品Ｒの品質を判定する、本発明による２つの装置１がある。

装置１’は、装置１の省略されたバージョンを構成することができ、監視装置が、監視ユニット１００’を備え、コンベア上の棒状物品ＲのマスフローＭの両側面の画像を記録する光学レコーダ１０１’と、記録画像に基づいて、棒状物品Ｒの両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して、マスフローＭ中の不良の棒状物品Ｒｄを識別するコントローラ３００と、を有する。第２の装置１’は、排除ユニット２００’をさらに備えることができる。

搬送チェーンの２地点における、マスフローＭ中の不良の棒状物品Ｒｄの数を比較することにより、装置１と装置１’との間にある装置３の、棒状物品の品質に及ぼす影響を測定することができる。棒状物品Ｒの品質への影響が特定される中間装置３には、例えば、ローダ、トレイ、アンローダ、バンドコンベア、およびバッファストアが含まれ得る。

システムは、該システムに棒状物品Ｒを送達するための送達ユニット２と、該システムから棒状物品Ｒを受け取るための受け取りユニット２’と、の間に位置する。

図９および１０は、１つの光学レコーダによって記録された、監視ユニット１１０の領域内の棒状物品ＲのマスフローＭの断片の一例を示している。図示の例の断片は、不良の棒状物品Ｒｄがある、棒状物品Ｒの群を含んでいる。図１０は、本発明による装置で検出することができる棒状物品Ｒの不良の例を示している。これらには、不良の棒状物品Ｒの先端表面のいずれかに見られる、周囲の変形Ｒｄ、裂け目Ｒｄ’、押し潰れＲｄ’’、バリＲｄ’’’などが含まれ、特には、対称性、棒状物品Ｒの先端表面の形状の規則性、ラッパーの連続性、ラッパーのラッピング、物品の正面から見える挿入要素の対称性が含まれる。

本発明による方法、装置およびシステムの利点は、既存の搬送システムに取り付け可能であること、マスフローＭおよび棒状物品Ｒの搬送のプロセスに影響を及ぼさないこと、さらには、マスフローＭを流れるすべての棒状物品Ｒを分析し、そのような不良が生じている側に関係なく、両側または片側で発生する不良を検出できることである。

本発明の目的は、たばこ産業における棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する装置および方法である。

特許文献１および特許文献２により、充填が不適切なたばこ（紙巻たばこ）を排除する装置が知られている。従来技術の解決策では、たばこを重力フィーダまたはコンベアベルトに配置して、たばこの充填の正確さをチェックする、たばこ側に配置された充填センサによってたばこをチェックする。センサからの信号に基づいて、コントローラは、センサと固定の位置関係にあるフィーダの別の部分にある排除ユニットによって、選択されたたばこを取り除くことを決定する。開示された解決策では、選択されたたばこは、空気圧装置によって取り除かれる。排除されなかったたばこは、フィーダの端で１つずつ押し出され、これにより、重力フィーダ内におけるたばこの流れの段階的な性質が保証される。

特許文献３により、たばこ産業における棒状物品をマスフローから取り除く方法および装置が知られている。この装置は、可変容積チャンバを使用している。棒状物品を除去する前に、チャンバが拡大されて、チャンバ内の棒状物品群がマスフローを離れる領域が形成される。ランダムに選択された個々の棒状物品を、ロボットアームによって、そのような群から取り除くことができる。

特許文献４により、たばこのパッケージコーディングシステムが知られている。印刷装置は、該印刷装置のヘッド前にコンベアで運ばれるたばこのパッケージに刻印する。さらにコンベア上には、刻印の正確性をチェックする装置があり、その背後には、選択されたたばこのパッケージを排除する装置がある。排除されるたばこのパッケージの選択は、刻印のエラーが検出された場合に送信される、刻印の正確性をチェックする装置からの信号に基づいている。

特許文献５により、個々の棒状物品をマスフローから受け取りかつ取り除く装置が知られている。棒状物品は、品質をチェックするためにランダムに取り除かれる。この装置は、マスフローに沈められ、クレードル形状のケーシングを有する、半円筒形要素で構成されている。ケーシングが引っ込められると、棒状物品は半円筒形要素を通るマスフローで流れる。ケーシングを引き出すと、装置内の棒状物品が分離されて、マスフローからそれを取り出すことができる。

特許文献６により、不良のたばこを排除する装置が知られている。この装置は、その底部にたばこが列に配置された中間貯蔵庫の形態を有し得る。列内のたばこの動きは、段階的である。たばこの生産品質をチェックするセンサは、マウスピース側とフィルタ側の両方で１本のたばこを試験するようになっている。不良のたばこの排除は特別な抽出針によって行われ、該抽出針は、最初のステップで不良のたばこ内に挿入されて、次のステップで該不良のたばこを抽出する。不良のたばこの完全な抽出サイクルは、列の端でたばこを取り除く要素と組み合わされている。

特許文献７により、トレイ内にあるたばこの端部をチェックして不良のたばこを抽出する装置が知られている。この装置は、トレイ内のたばこ群の一方側の画像を記録するカメラを備えている。この装置は、選択されたたばこをトレイから排除するユニットをさらに備えている。

欧州特許出願公開第０８５３０４５（Ａ１）号 英国特許出願公開第２２２８１７６（Ａ）号 欧州特許出願公開第２３９９４６５（Ａ１）号 欧州特許第２７６８７３４（Ｂ１）号 英国特許出願公開第２２４１８６５（Ａ）号 米国特許第４６９３３７４（Ａ）号 米国特許第４９７６５４４（Ａ）号

本発明の目的は、請求項１による、棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する、たばこ産業における装置である。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、マスフローにおける不良の棒状物品と同じ速度で、マスフローとともに移動するように取り付けられていることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、コントローラからの制御信号に対する応答として、コンベア上の棒状物品のマスフローが停止している一方で、移動するように取り付けられていることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、コントローラからの制御信号に対する応答として、コンベア上の棒状物品のマスフローが不良の棒状物品とともに移動する一方で、停止するように取り付けられていることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、コントローラからの制御信号に対する応答として、コンベア上の棒状物品のマスフローとともに停止するように取り付けられていることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、排除の過程で、マスフローにおける不良の棒状物品と同じ速度で該マスフローとともに移動するが、該マスフローにおける不良の棒状物品（Ｒｄ）の速度が一定および／または可変であることを特徴とする。

本発明による装置は、排除ユニットが、排除要素に対してマスフローの反対側に配置された、少なくとも１つの抑制要素をさらに備え、抑制要素は、任意の不良の棒状物品を排除し、かつ排除される当該不良の棒状物品の周囲に位置する棒状物品を抑制するようになっていることを特徴とする。

本発明による装置は、監視ユニットが、棒状物品の先端表面の幾何学的パラメータ、特に、対称性、棒状物品の先端表面の形状の規則性、ラッパーの連続性、ラッパーのラッピング、および物品の先端側から見える挿入要素の対称性を、光学的に測定するようになっていることを特徴とする。

本発明による装置は、監視ユニットが、棒状物品のマスフローの両側に位置する、少なくとも２つのカメラを含むことを特徴とする。

本発明による装置は、マスフローの両側に位置する２つの排除ユニットを備えることを特徴とする。

本発明による装置は、排除ユニットが、マスフローの両側またはマスフローの同じ側に位置する、少なくとも２つの排除要素を備えることを特徴とする。

本発明による装置は、排除要素が、プッシャ、圧縮空気、ゲージ圧、ペンチなどの引っ張り要素、またはフック付きの端部を備えた抽出ニードルであることを特徴とする。

コンベア上の棒状物品のフローから不良の棒状物品を排除する方法は：光学レコーダにより、棒状物品のマスフローの両側面の画像を記録するステップと；コントローラ（３００）により、マスフロー（Ｍ）の側面の画像に基づいて、棒状物品の両先端表面の幾何学的パラメータに関連する基準を使用して、マスフローにおける不良の棒状物品を識別し、コンベア上のマスフローにおける不良の棒状物品の位置を測定し；次いで、排除ユニットにより、棒状物品のマスフローから、選択された不良の棒状物品を排除するステップと、を含む。

本発明による方法は、コントローラにより、棒状物品のマスフローにおける選択された不良の棒状物品の相対位置に基づいて、マスフローから不良の棒状物品を排除する順序が決定されることを特徴とする。

本発明による方法は、マスフローから棒状物品を排除する順序が、棒状物品のマスフローにおける、連続する不良の棒状物品の位置に対する作用が最小であることに基づいて決定され、特に、不良の棒状物品は、最上層から排除されることを特徴とする。

本発明による方法は、不良の棒状物品の排除時に、マスフローにおける棒状物品の速度を減速することを特徴とする。

本発明による方法は、不良の棒状物品の排除時に、マスフローにおける棒状物品の搬送を停止することを特徴とする。

本発明による方法は、不良の棒状物品の排除時に、排除ユニットの速度を減速することを特徴とする。

本発明による方法は、不良の棒状物品の排除時に、排除ユニットを停止することを特徴とする。

たばこ産業における品質を判定するシステムは、コンベア上の棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する、本発明による第１の装置と、特には搬送チェーン装置である、少なくとも１つの中間装置と、コンベア上の棒状物品のマスフローの両側面の画像を記録する光学レコーダを有する、監視ユニット、および記録された画像に基づいて、棒状物品の両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して、マスフローにおける不良の棒状物品を識別する、コントローラを備える、監視装置と、を含む。

本発明によるシステムは、監視装置のコントローラがさらに、コンベア上のマスフローにおける不良の棒状物品の位置を測定し、当該システムがさらに、排除ユニットを備え、該排除ユニットは、不良の棒状物品を排除するようになっている排除要素を含み、不良の棒状物品を排除できる位置に、マスフローとともに移動することができるように取り付けられていることを特徴とする。

本発明によるシステムは、本発明による、コンベア上の棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する、第２の装置を構成することを特徴とする。

本発明によるシステムは、搬送チェーン装置が、特には、ローダ、トレイ、アンローダ、バンドコンベア、およびバッファストアを含むことを特徴とする。

本発明による不良の棒状物品を排除するこの装置の主な利点は、マスフローを乱すことなく、該マスフローから棒状物品を直接取り除くことである。本発明による装置は、生産品質を向上させるだけでなく、生産ラインのデバイスが生産品質に与える影響をテストするために、棒状物品のマスフローを使用する既存のシステムに配置することができる。

本発明の目的は、図面の好適な実施形態に詳細に示されている。

本発明の第１の実施形態による装置を示す図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、不良の棒状物品の押し出しを開始し得る位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、不良の棒状物品の押し出しを終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、不良の棒状物品の吹き飛ばしを終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、不良の棒状物品の吸引を終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、プライヤによる不良の棒状物品の引き抜きを終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第１の実施形態による装置を示す図であり、排除ユニットが、抽出ニードルによる不良の棒状物品の引き抜きを終了する位置に移動したときの図である。 本発明の第２の実施形態による装置を示す図である。 本発明の第３の実施形態による装置を示す図である。 本発明による装置の排除ユニットの上面図である。 マスフロー中の不良の棒状物品の位置を決定する方法を示す図である。 本発明の好適な実施形態によるシステムのブロック図である。 棒状物品の様々な不良を表す、不良の棒状物品を含むマスフローの側面図である。 棒状物品の様々な不良を表す、不良の棒状物品を含むマスフローの側面図である。

図１は、不良の棒状物品を排除する装置１を示す。装置１は、棒状物品Ｒのマスフローの周りにともに配置された、監視ユニット１００と、排除ユニット２００と、を備える。棒状物品ＲのマスフローＭは、コンベア１０上を方向Ｔに移動する。

監視ユニット１００は、棒状物品Ｒのマスフローの両側に位置する光学レコーダ１０１を備える。光学レコーダ１０１は、ビデオカメラ、写真カメラ、または棒状物品Ｒのマスフローの側面を表す画像を記録することができる他のデバイスとすることができる。監視ユニット１００は、棒状物品Ｒの幾何学的パラメータを光学的に測定するようになっており、特にはコンベア１０上にマスフローＭを形成する棒状物品Ｒの先端表面の幾何学的パラメータを測定するようになっているコントローラを有する。

排除ユニット２００は、押し要素２０１と、抑制要素２０２と、を備える。押し要素２０１および抑制要素２０２はともにアクチュエータによって移動するが、押し要素２０１を移動させるアクチュエータは、棒状物品Ｒが押し出されて該棒状物品のマスフローＭを離れるように、棒状物品Ｒの長さよりも長い距離を移動するようになっている。抑制要素２０２は、棒状物品Ｒの軸に沿って比較的小さな距離を移動する。抑制要素２０２の機能は、不良の棒状物品Ｒｄの周囲に直接位置する棒状物品Ｒが押し出されるのを抑制することである。マスフローＭ中の個々の物品Ｒ間の摩擦により、不良の物品Ｒｄを押し出すと、正しいパラメータを有する棒状物品Ｒが滑り落ちる可能性がある。これが、抑制要素２０２が適用されている理由である。

押し要素２０１は、棒状物品Ｒの直径と等しいか、もしくはそれ以下の直径を有する棒状の形態であること、または棒状物品Ｒの直径と等しいか、もしくはそれ以下の対応する直径を有する押し先端を備える棒状の形態であることが好ましい。抑制要素２０２は、好ましくは、棒状物品Ｒの直径を超える直径の孔２０８を有するプレートの形態であることが好ましい。任意に、抑制要素２０２は、不良の棒状物品Ｒｄに隣接する棒状物品Ｒが滑り落ち得ないようにする、リングまたは一連の抑制ロッドの形態であってもよい。第１の実施形態の他の変形例（図３ｂ、３ｃ、３ｄ）では、抑制要素２０２は、孔無しのプレート、またはマスフローＭからの棒状物品の引き抜きまたは吸引中に不良の棒状物品Ｒｄを抑制する他の要素の形態であってもよい。

排除ユニット２００の重要な特徴は、棒状物品ＲのマスフローＭとともに移動するように取り付けられることである。排除ユニット２００は、個別に駆動される可動アーム２０９、２０９’に取り付けることができ、レール２１０、２０１’上を、コンベア１０上の棒状物品のマスフローと水平な方向（Ｘ軸と一致する）に移動する。モータ２１１、２１１’により駆動されるアーム２０９、２０９’の第１の端部は、レース２１０、２１０’上を移動し、アームの他方の端部は、ピボットで接続されている。アーム２０９、２０９’間の間隔を変えることによって、押し要素２０１および抑制要素２０２の高さが変わる。押し要素２０１を抑制要素２０２内の排除孔２０８に位置合わせするために、アーム２０９間の間隔と、アーム２０９’間の間隔と、は同じ値を有するべきである。排除ユニットの別の実施形態では、排除ユニット２００の押し要素２０１および抑制要素２０２は、マニピュレータアームに取り付けられ得る。排除ユニット２００が可動に取り付けられていることにより、マスフローを専用に停止する必要なく、不良の棒状物品Ｒｄをマスフローから押し出すプロセスが行われる。マスフローが停止した状況では、排除ユニット２００も（移動を）停止し、停止したマスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを押し出す手順を実行してもよい。任意に、排除ユニット２００を移動可能にすることにより、不良の棒状物品Ｒｄを押し出す動作の実行時に、棒状物品Ｒのマスフローを停止させることができる。移動するマスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを押し出す動作の実行時に、排除ユニット２００を停止させることが可能である。好ましくは、排除ユニット２００の可動取り付けは、不良の棒状物品Ｒｄを押し出す動作の実行時に、マスフローＭがコンベアとともに停止している間に、排除ユニットが移動するようになっている。他の実施形態では、排除ユニット２００の取り付けは、不良の棒状物品Ｒｄを押し出す動作の実行時に、コンベア上の棒状物品ＲのマスフローＭが不良の棒状物品Ｒｄとともに移動するようになっている。この実施形態では、排除ユニット２００の動作速度は十分に速く、排除に要する時間は十分に短いため、マスフローＭは妨げられない。さらに、他の実施形態では、排除ユニット２００の取り付けは、不良の棒状物品Ｒｄの排除の実行時に、排除ユニット２００がマスフローＭとともに停止されるようになっている。

図１は、装置１の一体部分を構成するコントローラ３００も示している。その機能は、監視ユニット１００から受信したデータに基づいて不良の棒状物品Ｒｄを識別し、排除ユニット２００が棒状物品Ｒのマスフローから適当な棒状物品Ｒｄを押し出すことができるようにその正確な位置を特定することである。コントローラ３００は、棒状物品Ｒの両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して記録された画像に基づいて、マスフローＭ内の不良の棒状物品Ｒｄを識別し、該不良の棒状物品Ｒｄのマスフロー内における位置を特定する。棒状物品ＲのマスフローＭの両側にレコーダ１０１を配置することにより、一方の先端表面に不良のある物品を検出することが可能になる。２つの画像の記録を使用して、マスフローＭ内の斜めの棒状物品Ｒによって引き起こされる、不良の棒状物品の位置のエラーを排除することも可能である。

図示の実施形態では、少なくとも１つのカメラ１０１によって、棒状物品Ｒのマスフローの各側の画像が記録されている。マスフローの各側に２つのカメラを使用することも可能である。２つのカメラを光源に対して異なる角度で配置してもよい。このような解決策により、反射光と散乱光の両方を記録することができる。２つのカメラは、異なるタイプのカメラであってもよい。カラーカメラを使用すると、棒状物品の形状および色に関するより詳細な情報を取得できるが、モノクロカメラは速度がかなり早く、棒状物品が流れているときの変化をより正確に追跡することができる。

図２は、動作中の装置１を示す。監視ユニット１００は、コンベア１０上の棒状物品ＲのマスフローＭにおいて、不良の棒状物品Ｒｄを識別した。コントローラ３００は、監視ユニット１００からのデータに基づいて、マスフローＭにおける不良の棒状物品Ｒｄの位置を特定し、制御信号を排除ユニット２００に送信した。排除ユニット２００は、押し要素２０１および抑制要素２０２を、それらがマスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを押し出すことができる位置に移動した。図示の実施形態では、排除ユニット２００は、棒状物品ＲのマスフローＭとともに方向Ｔに沿って移動する。排除ユニット２００の移動は、マスフローＭの速度に対して調整される。不良の棒状物品Ｒｄの押し出し動作中に、押し要素２０１、抑制要素２０２、および不良の棒状物品ＲｄがＸＹ平面内で互いに対して移動しないようにするためである。排除ユニット２００とマスフローＭ中の不良の棒状物品Ｒｄとの間の一定の相互位置は、マスフローＭが一定速度で移動するか、あるいはその速度が変化するか、あるいはマスフローＭが停止しているかに関係なく、フォローアップモードで維持される。

さらに、押し要素２０１および抑制要素２０２は、マスフローＭにおいて、棒状物品Ｒの先端表面に対して垂直な方向に、独立して動くことができる。軸Ｚに向かう抑制要素２０２の独立した動きは、不良の棒状物品Ｒｄの押し出し前に、排除されることになる不良の棒状物品Ｒｄの周囲に位置する棒状物品Ｒの先端表面が抑制要素２０２によって押さえられる位置に到達するまで行われる。抑制要素２０２のそのような位置は、マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを押し出す瞬間まで、棒状物品Ｒに対して維持される。押し要素２０１の独立した動きは、不良の棒状物品Ｒｄが押し出され、不良の棒状物品Ｒｄを抑制要素２０２の排除孔２０８を通して押すときに行われる。押し要素２０１の機能は、マスフローＭから個々の不良の棒状物品Ｒｄを押し出すことである。

図３は、排除ユニット２００が不良の棒状物品Ｒｄを排除したときの、本発明による装置１を示す図である。排除ユニット２００の押し要素２０１は、不良の棒状物品Ｒｄを、方向Ｚに、マスフローＭの外に押し出した。一方、抑制要素２０２は、不良の棒状物品Ｒｄの押し出し中に、該不良の棒状物品Ｒｄに隣接する棒状物品Ｒを抑制する。不良の棒状物品Ｒｄが押し出された後、抑制要素２０２は元の位置に戻るか、あるいは排除される別の不良の棒状物品Ｒｄが位置する地点に移動することができる。

図３ａは、排除ユニット２００が不良の棒状物品Ｒｄを排除したときの、本発明による装置１を示す図である。図示の実施形態では、排除要素２０３は、ポンプ２０６の圧縮空気供給部に接続された圧縮空気ノズルである。排除要素２０３の圧縮空気流２０７は、対応する直径、吹込み時間および力を有し、不良の棒状物品Ｒｄを、隣接する棒状物品Ｒを損傷させることなく吹き飛ばす。排除ユニット２００の排除要素２０３は、不良の棒状物品Ｒｄを、方向Ｅに、マスフローＭの外に吹き飛ばした。一方、抑制要素２０２は、不良の棒状物品Ｒｄの吹き飛ばし中に、該不良の棒状物品Ｒｄに隣接する棒状物品Ｒを抑制する。マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄが吹き飛ばされた後、抑制要素２０２は、排除要素２０３とともにその元も位置に戻るか、あるいは排除される別の不良の棒状物品Ｒｄが位置する地点に移動することができる。

図３ｂは、排除ユニット２００が不良の棒状物品Ｒｄを排除したときの、本発明による装置１を示す図である。図示の実施形態では、排除要素２０４は、マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを吸い出す吸引ノズルである。吸引ノズルの直径は、不良の棒状物品Ｒｄの直径よりもはるかに大きい。排除要素２０４は、ゲージ圧力供給部２０６に接続されており、不良の棒状物品Ｒｄを、方向Ｅに、マスフローＭを乱すことなく、該マスフローＭの外に吸い出す。マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄが吸い出された後、抑制要素２０２は、排除要素２０４とともに元の位置に戻るか、あるいは排除される別の不良の棒状物品Ｒｄが位置する地点に移動することができる。

図３ｃは、排除ユニット２００が不良の棒状物品Ｒｄを排除したときの、本発明による装置１を示す図である。図示の実施形態では、排除要素２０５は、マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを引き抜くためのペンチの形態の引っ張り要素である。マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄが引き抜かれた後、抑制要素２０２は、排除要素２０５とともにその元の位置に戻るか、あるいは排除される別の不良の棒状物品Ｒｄが位置する地点に移動することができる。

マスフローＭから不良の棒状物品Ｒｄを引き抜く排除要素２０５は、図３ｄの断面Ａに示される、フック端を有する抽出ニードル２０５’の形態を有していてもよい。不良の棒状要素Ｒｄは、排除要素２０５’によって十分に深く突き刺されて、該不良の棒状物品Ｒｄを引っ掛け、かつ該不良の棒状物品Ｒｄを、該マスフローＭを乱すことなくマスフローＭから引き抜くようになっている。

図４は、二重構成の排除ユニット２００が使用された、本発明による装置１の第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態による排除ユニット２００は、第１の排除要素２０１および第２の排除要素２０１’、ならびに第１の抑制要素２０２および第２の抑制要素２０２’を備える。本発明のこの実施形態では、コントローラ３００は、不良の棒状物品ＲｄおよびＲｄ’の位置を特定することにより、排除ユニット２００を制御して、第１の排除要素２０１が第１の不良の棒状物品Ｒｄを排除し、第２の排除要素２０１’が第２の不良の棒状物品Ｒｄ’を排除するようになっている。コントローラ３００は、棒状物品Ｒのマスフローからすべての不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’を取り除くために必要な時間を最短化することによって、不良の棒状物品の一連の排除を最適化するようになっている。

別の最適化技術を適用することも可能であり、これは、例えばすべての不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’を取り除くために必要な時間だけを考慮するのではなく、損傷の程度、不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’の数、それらの位置、および互いに対する距離も考慮する技術である。好ましくは、マスフローから不良の棒状物品を排除する順番は、棒状物品ＲのマスフローＭにおける次の不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’の位置への作用が最小であることに基づいて決定され、特に、不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’は、最上層から排除される。

図５は、本発明による装置１の別の実施形態を示す。この実施形態では、排除ユニット２００は、図４に示した実施形態の構成と同様の二重構成を有するが、不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’の排除が、マスフローＭの両側で可能であるように修正されている。この実施形態では、抑制要素２０２’は、押し要素２０１と同じ、棒状物品ＲのマスフローＭの側に位置している。同様に、押し要素２０１’は、抑制要素２０２と同じ、棒状物品ＲのマスフローＭの側に位置している。

排除ユニットの二重構成は、棒状物品ＲのマスフローＭ中の不良の棒状物品Ｒｄ、Ｒｄ’の数が膨大であるか、あるいはマスフローの移動速度が速い場合、すなわち、機械的制約により単一の排除ユニットの使用では十分な効率性が確保できない場合に使用される。

図６は、本発明による装置１の排除ユニット２００の上面図である。抑制要素２０２は、排除孔２０８の中心に対応する高さ位置での断面で示されている。

押し要素２０１および抑制要素２０２は、不良の棒状物品Ｒｄとともに一軸に配置される。一軸に配置とは、要素２０１の軸と、要素２０２の排除孔２０８の中心と、が不良の棒状物品Ｅｄの軸と重複するように理解されるべきである。

図７は、不良の棒状物品Ｒｄの位置がマークされた、棒状物品ＲのマスフローＭの図式的な側面図である。監視ユニット１００に関連するローカル座標系の座標ｘおよびｙは、不良の棒状物品Ｒｄが位置する棒状物品Ｒの先端表面の図を含む、マスフローＭの側面の画像１１０に基づいて決定される。排除ユニット２００に関連するローカル座標系ｘ’、ｙ’は、監視ユニット１００に関連するローカル座標系から距離Ｌに位置している。好ましくは、監視ユニット１００と排除ユニット２００との間のマスフローＭは、一定速度で水平方向に移動するため、座標系間の距離およびマスフローＭの移動速度についての情報は、ローカル座標系を接続して、排除ユニットｘ’、ｙ’のローカル座標系における不良の棒状物品Ｒｄの位置を測定するのに十分である。しかしながら、監視ユニット１００に対する排除ユニット２００のそのような位置決めも可能であるが、ローカル座標系における不良の棒状物品Ｒｄの位置を測定するためには、グローバル座標系のすべての軸のすべての成分を含むベクトルＬによる変換と、時間および空間におけるマスフローＭの速度の変化の関数が必要になる。

好ましい実施形態では、不良の棒状物品Ｒｄのコンベア１０上の位置は、ローカル座標系の位置ｙおよび位置ｘによって定義することができるが、ローカル座標系は、軸ｙがコンベア１０上にある棒状物品Ｒの先端表面に重なるので、位置ｙが、不良の棒状物品Ｒｄの長手方向軸からコンベア１０のバンドによって形成されるマスフローＭの基部までの距離となるように配置されていることが好ましい。好ましい実施形態では、棒状物品ＲのマスフローＭは、水平なバンドコンベア１０上で行われるため、位置ｙは、監視ユニット１１０の領域から排除ユニット１２０の領域への搬送中に変化しない。位置ｘは、監視ユニット１１０の領域内の任意に選択された点であるローカル座標系の原点に対して決定される。排除ユニットに関連するローカル座標系は、同様の方法により空間内で決定される。ローカル座標系のそのような定義があれば、ローカル座標系の原点間の距離に関する情報は、不良の棒状物品Ｒｄの位置を測定するのに十分である。マスフローＭの移動中に不良の棒状物品Ｒｄが押し出される、装置１の好ましい実施形態では、ローカル座標系間の距離Ｌは、排除ユニット２００の移動とともに変化する。

マスフローＭの移動速度は、別個の速度センサ（不図示）によって、または監視ユニット１００によって収集された画像から得られるデータに基づいて測定され得る。

図８は、棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除するための本発明による第１の装置１と、特には搬送チェーン装置である少なくとも１つの中間装置３と、を含む、たばこ産業における棒状物品の品質を判定するためのシステムを示す。

このシステムは、第２の装置１’をさらに備え、該第２の装置１’は、監視ユニット１００のみを備えるか、あるいは第１の装置１と同様に排除ユニット２００も備える。したがって、好ましくは、システムには、搬送チェーンの始めと、搬送チェーンまたは搬送チェーン断片の終わりに棒状物品Ｒの品質を判定する、本発明による２つの装置１がある。

装置１’は、装置１の省略されたバージョンを構成することができ、監視装置が、監視ユニット１００’を備え、コンベア上の棒状物品ＲのマスフローＭの両側面の画像を記録する光学レコーダ１０１’と、記録画像に基づいて、棒状物品Ｒの両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して、マスフローＭ中の不良の棒状物品Ｒｄを識別するコントローラ３００と、を有する。第２の装置１’は、排除ユニット２００’をさらに備えることができる。

搬送チェーンの２地点における、マスフローＭ中の不良の棒状物品Ｒｄの数を比較することにより、装置１と装置１’との間にある装置３の、棒状物品の品質に及ぼす影響を測定することができる。棒状物品Ｒの品質への影響が特定される中間装置３には、例えば、ローダ、トレイ、アンローダ、バンドコンベア、およびバッファストアが含まれ得る。

システムは、該システムに棒状物品Ｒを送達するための送達ユニット２と、該システムから棒状物品Ｒを受け取るための受け取りユニット２’と、の間に位置する。

図９および１０は、１つの光学レコーダによって記録された、監視ユニット１１０の領域内の棒状物品ＲのマスフローＭの断片の一例を示している。図示の例の断片は、不良の棒状物品Ｒｄがある、棒状物品Ｒの群を含んでいる。図１０は、本発明による装置で検出することができる棒状物品Ｒの不良の例を示している。これらには、不良の棒状物品Ｒの先端表面のいずれかに見られる、周囲の変形Ｒｄ、裂け目Ｒｄ’、押し潰れＲｄ’’、バリＲｄ’’’などが含まれ、特には、対称性、棒状物品Ｒの先端表面の形状の規則性、ラッパーの連続性、ラッパーのラッピング、物品の正面から見える挿入要素の対称性が含まれる。

本発明による方法、装置およびシステムの利点は、既存の搬送システムに取り付け可能であること、マスフローＭおよび棒状物品Ｒの搬送のプロセスに影響を及ぼさないこと、さらには、マスフローＭを流れるすべての棒状物品Ｒを分析し、そのような不良が生じている側に関係なく、両側または片側で発生する不良を検出できることである。

Claims (23)

1. 棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除するための、たばこ産業の装置は、
   棒状物品（Ｒ）の幾何学的パラメータを光学的に測定するようになっている、監視ユニット（１００）と、
   棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）から棒状物品を取り除くようになっている、少なくとも１つの排除ユニット（２００）と、を備え、
   マスフロー（Ｍ）がコンベア（１０）で搬送され、さらに排除ユニット（２００）が、棒状物品（Ｒ）のマスフローの方向（Ｔ）を基準にして監視ユニット（１００）の後ろに配置されている装置であって、
   監視ユニット（１００）が、コンベア（１０）上の棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）の両側面の画像を記録するようになっている光学レコーダ（１０１）を有し、当該側面が、先端表面または棒状物品により形成されており、
   当該装置は、記録された画像に基づいて、棒状物品（Ｒ）の両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して、マスフローにおける不良の棒状物品（Ｒｄ）を識別し、マスフローにおける不良の棒状物品（Ｒｄ）の位置を測定し、マスフロー（Ｍ）の速度を測定するようになっているコントローラ（３００）を備え、さらに、コントローラ（３００）が、排除ユニット（２００）制御信号を生成するようになっており、排除ユニット（２００）が、不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除するようになっている、少なくとも１つの排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）を備え、当該排除ユニットが、不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除することができる位置に、マスフロー（Ｍ）とともに同期して移動するように取り付けられて、コントローラ（３００）からの制御信号に対する応答として不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除することを特徴とする、装置。
2. 排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）は、排除の過程で、コントローラ（３００）からの制御信号に対する応答として、マスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）と同じ速度で、当該マスフロー（Ｍ）とともに移動するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）は、排除の過程で、コントローラ（３００）からの制御信号に対する応答として、コンベア（１０）上の棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）が停止する一方で、移動するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）は、排除の過程で、コントローラ（３００）からの制御信号に対する応答として、コンベア（１０）上の棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）が不良の棒状物品（Ｒｄ）とともに移動する一方で、停止するように取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）は、排除の過程で、コントローラ（３００）からの制御信号に対する応答として、コンベア（１０）上の棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）とともに停止するように取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
6. 排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）は、排除の過程で、マスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）の速度は一定および／または可変であるが、該マスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）と同じ速度で該マスフロー（Ｍ）とともに移動するように取り付けられていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
7. 排除ユニット（２００）が、排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）に対してマスフロー（Ｍ）の反対側に配置された、少なくとも１つの抑制要素（２０２、２０２’）をさらに備え、抑制要素（２０２、２０２’）は、不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除し、かつ排除される当該不良の棒状物品（Ｒｄ）の周囲に位置する棒状物品（Ｒ）を抑制するようになっていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 監視ユニット（１００）が、棒状物品（Ｒ）の先端表面の幾何学的パラメータ、特に、対称性、棒状物品の先端表面の形状の規則性、ラッパーの連続性、ラッパーのラッピング、および棒状物品（Ｒ）の先端側から見える挿入要素の対称性を、光学的に測定するようになっていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 監視ユニット（１００）が、棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）の両側に位置する、少なくとも２つのカメラ（１０１）を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. マスフロー（Ｍ）の両側に位置する２つの排除ユニット（２００）を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 排除ユニット（２００）が、マスフロー（Ｍ）の両側またはマスフロー（Ｍ）の同じ側に位置する、少なくとも２つの排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 排除要素（２０１、２０３、２０４、２０５、２０５’）が、プッシャ、圧縮空気、ゲージ圧、ペンチなどの引っ張り要素、またはフック付きの端部を備えた抽出ニードルであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. コンベア上の棒状物品のマスフローから不良の棒状物品を排除する方法であって：
    光学レコーダ（１０１）により、棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）の両先端表面の画像を記録するステップと；
    コントローラ（３００）により、マスフロー（Ｍ）の側面の画像に基づいて、棒状物品（Ｒ）の両先端表面の幾何学的パラメータに関連する基準を使用して、マスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）を識別し、コンベア（１０）上のマスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）の位置を測定し；次いで、マスフロー（Ｍ）の速度を測定し、さらに排除ユニット（２００）制御信号を生成するステップと；
    排除ユニット（２００）により、コントローラ（３００）からの制御信号に対する応答として、棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）から、選択された不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除するステップと、を含む方法。
14. コントローラ（３００）により、棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）における選択された不良の棒状物品（Ｒｄ）の相対位置に基づいて、マスフロー（Ｍ）から不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除する順序が決定されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. マスフロー（Ｍ）から不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除する順序が、棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）における、連続する不良の棒状物品（Ｒｄ）の位置に対する作用が最小であることに基づいて決定され、特に、不良の棒状物品（Ｒｄ）は、最上層から排除されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 不良の棒状物品（Ｒｄ）の排除時に、マスフロー（Ｍ）における棒状物品（Ｒ）の速度を減速することを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 不良の棒状物品（Ｒｄ）の排除時に、マスフロー（Ｍ）における棒状物品（Ｒ）の搬送を停止することを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 不良の棒状物品（Ｒｄ）の排除時に、排除ユニット（２００）の速度を減速することを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
19. 不良の棒状物品（Ｒｄ）の排除時に、排除ユニット（２００）を停止することを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
20. たばこ産業における品質を判定するシステムであって、
    コンベア（１０）上の棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）から不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除する、請求項１〜９のいずれかのような、第１の装置（１）と、
    特には搬送チェーン装置である、少なくとも１つの中間装置（３）と、
    コンベア（１０）上の棒状物品（Ｒ）のマスフロー（Ｍ）の両側面の画像を記録する光学レコーダ（１０１’）を有する、監視ユニット（１００）、および記録された画像に基づいて、棒状物品（Ｒ）の両先端表面の幾何学的パラメータに関する基準を使用して、マスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）を識別する、コントローラ（３００）を備える、監視装置と、を含むシステム。
21. 監視装置（３００’）のコントローラがさらに、コンベア（１０）上のマスフロー（Ｍ）における不良の棒状物品（Ｒｄ）の位置を測定し、マスフロー（Ｍ）の速度を測定し、次いで、排除ユニット（２００）制御信号を生成し、
    当該システムがさらに、排除ユニット（２００’）を備え、該排除ユニットは、不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除するようになっている排除要素および抑制要素を含み、コントローラ（３００’）からの制御信号に対する応答として不良の棒状物品（Ｒｄ）を押し出すことができる位置に、マスフロー（Ｍ）とともに移動することができるように取り付けられていることを特徴とする、請求項２０に記載のシステム。
22. システムは、コンベア（１０）上の棒状物品（Ｒ）のマスフローから不良の棒状物品（Ｒｄ）を排除する、第２の装置を構成することを特徴とする、請求項２０または２１に記載のシステム。
23. 中間装置（３）が、特には、ローダ、トレイ、アンローダ、バンドコンベア、およびバッファストアを含むことを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載のシステム。

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