KR102568342B1 - 검출 시스템 - Google Patents
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Abstract
필터링 재료의 길이방향으로 연장하는 코어를 포함하는 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 선정의된 경로를 따라서 이동할 때 허용가능성을 평가하는 시스템. 이 시스템은 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 이미징 영역(403)을 통과할 때 이것의 길이방향으로 연장하는 표면의 적어도 일부의 복수 개의 이미지를 캡쳐하도록 구성되는 이미지 캡쳐 디바이스(404)를 포함한다. 처리 유닛(408)이 이미지 캡쳐 디바이스로부터 이미지 데이터를 수신하기 위하여 제공되고 각각의 캡쳐된 이미지에 대하여 필터링 재료 내의 결함을 식별하도록 구성된다. 또한 롤링 매커니즘(rolling mechanism; 405)이 제공되며 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 이미징 영역을 통과할 때 이것이 롤링하게 하도록 구성된다. 필터봉이 이미징 영역을 통과할 때 이것을 롤링시킴으로써, 각각의 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 길이방향의 외부 표면을 자동적으로 검사하는 것이 가능하다.
Description
본 발명은, 예를 들어 필터 제조 프로세스의 일부로서 제품 필터 또는 필터 엘리먼트의 제품 필터 또는 필터 엘리먼트의 품질 및 허용가능성을 평가하는 시스템에 관련된다.
담배 필터 내에 사용되는 종래의 필터링 재료는 섬유성(filamentary) 셀룰로스 아세테이트의 연속적인 토우(tow)로서 형성되는데, 이것은 봉 내에 함께 모아져서 일반적으로 원통형 구조를 가지는 필터, 또는 필터 엘리먼트를 형성한다.
원통형 구조를 가지는 담배 필터, 또는 관련된 제품의 제조는 당업계에서 주지된다. 이러한 필터는 통상적으로 선택적으로 래퍼(wrapper)가 있는 담배 연기 필터링 재료의 길이방향으로 연장하는 일반적으로 원통형 코어를 포함한다. 이들은 자기-지지형일 수도 있고(예를 들어 비래핑형 아세테이트, 또는 NWA), 또는 래퍼 또는 플러그랩(plugwrap)을 요구할 수도 있다.
도 1 은 필터 엘리먼트의 일 예의 일단부(하류 또는 마우스 단(mouth end))를 도시한다. 필터 엘리먼트는 실질적으로 원형 단면의 필터링 재료의 열성형된 길이방향으로 연장하는 코어(1)를 포함한다; 통상적 필터 엘리먼트 또는 봉은 예를 들어 14 내지 28mm의 범위에 있는 둘레를 가질 수도 있다. 길이방향으로 연장하는 코어(1)는 가소성(plasticised) 셀룰로스 아세테이트 섬유성 토우를 열성형함으로써 제조된다. 종이와 같은 상이한 재료로 구성되는 필터가 사용될 수도 있다. 필터링 재료는 하나 이상의 상이한 세그먼트로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 엘리먼트는 자신의 업스트림단에서 다른 필터 엘리먼트(도 1 에는 미도시) 및 플러그랩으로써 래핑된 인접한 필터 엘리먼트에 결합되거나 인접됨으로써 이 기술분야에서 주지인 것과 같은 듀얼 필터를 형성할 수도 있다. 필터 엘리먼트를 포함하는 듀얼 필터는 자신의 업스트림단에서, 예를 들어 듀얼 필터의 전체 길이 및 오직 래핑된 담배 봉의 인접단을 감싸고 결속시키는 풀 티핑 오버랩(full tipping overwrap)을 사용하여 래핑된 담배 봉과 결합되어 필터 담배를 형성할 수도 있다.
불완전성 또는 결함이 필터 재료 내에, 그리고 특히 필터의 외부 표면 상에 포함되는 것이 가능하다. 이러한 결함이 있는 필터가 고객에게 공급되지 않으며, 또한 생산이 중단됨으로써 불완전성을 야기하는 생산에서의 임의의 오류가 신속하게 걸러질 수도 있게 하는 것이 유리하다.
현재까지, 필터의 외부 표면에 걸친 시각적 성질을 모니터링하기 위하여 이용가능한 간단한 자동화된 기법이 존재하지 않는다. 대신, 시각적 품질 체크가 필터 생산 이후에 숙련된 인력에 의하여 정해진 순서로 수행될 것이다. 명백하게, 이것은 시간 소모적이고 고비용이며 관련된 운영자에 의존하여 판단의 여지가 있다. 더 나아가, 만일 오류가 많은 수의 제품 필터에 공통적이라면, 이것은 제조 프로세스에서의 문제에 기인한 것일 수도 있다; 생산 이후에 제품 품질을 모니터링하는 것은 프로세스에 문제가 있다면 생산을 중단하는 것을 감안하지 않는다. 따라서 일반적으로 원통형으로 성형된 필터에 대한 신속하고 정확하며 신뢰성있고 고속 필터 생산 프로세스의 일부로서 "생산 라인 내에" 용이하게 통합될 수 있는 시각적 검사 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 독립항에서 정의되는데 이제 이에 대하여 참조가 이루어진다. 바람직한 피쳐는 종속항에서 진술된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터링 재료의 길이방향으로 연장하는 코어를 포함하는 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 선정의된 경로를 따라서 이동할 때 허용가능성을 평가하는 시스템이 제공된다. 이 시스템은 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 이미징 영역을 통과할 때 이것의 길이방향으로 연장하는 표면의 적어도 일부의 복수 개의 이미지를 캡쳐하도록 구성되는 이미지 캡쳐 디바이스를 포함한다. 처리 유닛이 이미지 캡쳐 디바이스로부터 이미지 데이터를 수신하기 위하여 제공되고 각각의 캡쳐된 이미지에 대하여 필터링 재료 내의 결함을 식별하도록 구성된다. 또한 롤링 매커니즘(rolling mechanism)이 제공되며 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 이미징 영역을 통과할 때 이것이 롤링하게 하도록 구성된다. 필터봉이 이미징 영역을 통과할 때 이것을 롤링시킴으로써, 각각의 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 길이방향의 외부 표면(longitudinal outer surface)을 자동적으로 검사하는 것이 가능하다.
롤링 매커니즘은 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 상기 이미징 영역을 통과할 때 적어도 하나의 완전한 회전을 수행하게 하여 봉, 필터, 또는 필터 엘리먼트의 전체 길이방향 표면이 검사될 수 있도록 선택적으로 구성된다. 상기 롤링 매커니즘은 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 실질적으로 일정한 레이트에서 롤링하게 하도록 선택적으로 구성되고, 상기 이미지 캡쳐 디바이스의 이미지 캡쳐 레이트는 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 롤링 레이트와 동기화되어 이미지 캡쳐 작업이 더 신뢰성 있도록 보장하며, 상기 이미지 캡쳐 디바이스의 이미지 캡쳐 레이트는 상기 이미징 영역을 통과하는 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 길이방향으로 연장하는 표면의 적어도 일부의 둘레의 전부를 커버하는 복수 개의 이미지를 캡쳐하기에 충분하다. 상기 이미지 캡쳐 디바이스는 필터봉, 필터 또는 필터 이미지가 상기 이미지 영역을 통과할 때 이것의 6 개의 이미지를 캡쳐하도록 구성되는데, 각각의 이미지는 둘레의 약 60o를 커버한다. 이것은 이미지 캡쳐 레이트, 이미징 영역 및 롤링 레이트를 고려할 때 양호한 절충인 것으로 밝혀진다.
이송기에 커플링되며 이송기에 의하여 이동된 거리를 표시하는 출력을 제공하도록 구성되는 검출기가 제공될 수도 있다. 상기 처리 유닛은 평가될 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 반경 또는 둘레 및 상기 검출기의 출력에 기초하여 상기 이미지 캡쳐 디바이스의 이미지 캡쳐 레이트를 결정하도록 구성될 수도 있다. 특히, 상기 검출기의 출력은 일련의 펄스 또는 이진 출력일 수도 있고, 각각의 펄스 또는 상태에서의 변동은 상기 이송기가 고정된 거리를 이동했다는 것을 표시하며, 상기 이미지 캡쳐 레이트는 상기 이송기가 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 둘레와 균등한 거리를 이동할 때에 발생하는 펄스들의 개수에 기초하여 설정될 수도 있다. 상기 이미지 캡쳐 레이트는 연속 이미지들을 분리하는 펄스들 또는 상태 변화의 개수에 기초하여 설정될 수도 있고, 이 개수는 상기 이송기가 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 둘레와 균등한 거리를 이동할 때에 발생하는 펄스들의 개수 나누기 상기 이미징 영역을 통과하는 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 길이방향으로 연장하는 표면의 적어도 일부의 둘레의 실질적으로 전체를 이미징하기 위하여 요구되는 이미지들의 개수이다. 검출기는 인코더, 특히 이송기를 구동하기 위하여 사용되는 샤프트에 커플링될 수도 있다는 로터리 인코더일 수도 있다.
다중 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트는 선택적으로 이미징 영역을 동시에 통과하여 시스템의 쓰루풋을 증가시킨다.
이 시스템은 선택적으로, 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트를 상기 이미징 영역을 통과하여 이송하기 위한 이송기를 더 포함할 수도 있고, 상기 롤링 매커니즘은 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 상기 이미징 영역을 통과할 때 이들과 접촉하고 이들이 롤링하도록 유도하도록 구성되는 롤러 유닛을 포함한다. 이러한 배치구성은 롤링 레이트 및 롤링이 발생하는 위치에 대한 제어를 허용한다. 상기 이송기는 선택적으로 제 1 벨트를 포함하고, 상기 롤러 유닛은 선택적으로 하나 이상의 제 2 벨트를 포함하며, 상기 제 1 벨트는 상기 제 1 및 제 2 벨트에 접촉하는 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트 내에 롤링을 유도하기 위하여 상기 제 2 벨트와는 상이한 속도를 가진다. 이러한 방식으로 벨트를 사용하면 봉의 롤링 속도의 더 정밀한 제어를 허용한다. 제 1 벨트는 선택적으로, 제 2 벨트의 반대 방향으로 이동할 수도 있다. 제 1 벨트는 선택적으로, 제 2 벨트로 더 빠른 속도로 이동할 수도 있다.
상기 롤러 유닛은 선택적으로, 상기 하나 이상의 제 2 벨트가 상기 이미징 영역에 걸쳐 상기 제 1 벨트에 실질적으로 평행하도록 상기 이송기에 상대적으로 지지된다. 하나 이상의 제 2 벨트는 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 상기 이미징 영역을 통과할 때 상기 제 1 벨트 및 하나 이상의 제 2 벨트 모두와 접촉하도록 소정 거리만큼 상기 제 1 벨트로부터 분리된다. 이것은 시스템이 걸리도록 야기할 수도 있는 봉 상의 과도한 압력을 회피하면서 봉의 롤링을 보장한다.
롤러 유닛은 선택적으로, 롤러 유닛의 이송기로부터의 분리를 조절하는 하나 이상의 조절기를 포함한다. 특히, 상기 롤러 유닛은 선택적으로 상기 롤러 유닛을 상기 이송기에 상대적으로 고정된 포지션에 탑재시키도록 사용되는 메인 서포트를 포함하고, 상기 메인 서포트는 상기 조절기에 의하여 결정된 바와 같은 상기 롤러 유닛 및 이송기 사이의 상이한 분리를 수용하기 위한 조절가능한 탑재 수단을 포함한다. 이러한 조절 매커니즘 허용은 봉이 롤링하도록 하기 위하여 롤링 유닛에 의하여 봉 상에 인가된 압력의 정밀 튜닝을 허용한다.
롤링 매커니즘은 선택적으로, 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 중력 하에 상기 이미징 영역을 통과하여 롤링하도록 하는 기울기 각도를 가지는 슬로프 또는 램프일 수도 있다. 기울기 각도는 5° 및 25° 사이일 수도 있고, 특히 10° 및 15°도 사이일 수도 있다. 이 시스템은 선택적으로, 자신의 둘레에서 복수 개의 홈 또는 플룻(flute)을 포함하는 플루티드 휠(fluted wheel)을 더 포함할 수도 있고, 이들 각각은 단일 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트와 결속(engage)하도록 치수결정되며, 상기 플루티드 휠은 상기 롤링 매커니즘 및 복수 개의 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트를 홀딩하는 컨테이너 사이에 포지셔닝된다. 이러한 배치구성은 더 적은 전력 입력 및 유지보수를 요구하는 단순화된 검사 방법을 허용한다.
상기 처리 유닛은 선택적으로, 하나 이상의 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 이미지를 하나 이상의 표준 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 이미지와 비교함에 의하여 상기 필터링 재료 내의 결함을 식별하도록 구성될 수도 있다. 상기 처리 유닛은 선택적으로, 상기 필터 재료의 길이방향의 표면의 적어도 일부에서 가시적인 결함의 양에 대한 값을 결정하고 이것을 선결정된 값과 비교할 수도 있다.
선택적으로, 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트를 이것이 하나 이상의 결함을 포함하고 있는 것으로 식별되면 선정의된 경로로부터 제거하는 제거 수단이 포함될 수도 있다. 상기 처리 유닛은 선택적으로 상기 제거 수단과 통신할 수도 있고, 상기 처리 유닛 및 제거 수단은 이미지가 캡쳐되고 상기 이미지가 캡쳐되며, 상기 이미지가 하나 이상의 결함을 포함하는 것으로 결정되면, 상기 이미징 영역 내에 포함된 모든 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트를 제거하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터링 재료의 길이방향으로 연장하는 코어를 포함하는 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 선정의된 경로를 따라서 이동할 때 허용가능성을 평가하는 대응하는 방법이 제공된다. 이 방법은:
a) 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 이미징 영역을 통과할 때 이들이 롤링하도록 유도하는 단계;
b) 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 상기 이미징 영역을 통과하여 롤링할 때에 이들의 길이방향으로 연장하는 표면의 복수 개의 이미지를 캡쳐하는 단계; 및
c) 상기 이미지를 처리하여 필터링 재료 내의 결함을 식별하는 단계를 포함한다.
또한, 컴퓨터 프로그램으로서, 실행되면, 이미지 캡쳐 디바이스가 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 이미징 영역을 통과할 때 이것의 길이방향으로 연장하는 표면의 적어도 일부의 복수 개의 이미지를 캡쳐하도록 제어하는 것, 및 상기 이미지를 처리하여 필터링 재료 내의 결함을 식별하는 것에 의하여, 본 명세서에서 설명되는 시스템이 본 명세서에서 설명되는 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램이 제공될 수도 있다.
본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다:
도 1 은 담배 연기 필터 엘리먼트의 단면도이다;
도 2 는 이미징 영역을 통과하는 선정의된 경로를 따르는 필터 엘리먼트를 포함하는 복수 개의 필터봉의 탑다운뷰이다;
도 3 은 본 발명의 실시예에 따르는, 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 검사에 수반되는 일반적 스테이지를 나타내는 다이어그램이다;
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 허용가능성을 평가하는 시스템을 나타내는 개략도이다;
도 5 는 어떻게 봉의 롤링이 상부 및 하부 이송기 벨트 배치구성을 사용하여 유도될 수도 있는지의 예를 나타내는 다이어그램이다;
도 6 은 단일 이미지를 캡쳐하는 길이방향의 영역(longitudinal area)의 둘레의 아크의 양을 나타내는 담배 연기 필터 엘리먼트의 단면도이다;
도 7 은 후속 이미지 캡쳐에 대한, 이미지 영역을 통과하는 봉의 이동을 나타내는 도해적 예시이다;
도 8 은 본 발명의 실시예에서 사용될 수도 있는 롤러 유닛의 사시도이다;
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 생산하기 위하여 현존 이송기 유닛에 장착할 필요가 있는 변경들을 도시하는 예시이다;
도 10 은 일 예시적인 이송기 유닛의 측면도 및 탑다운뷰를 나타내는 다이어그램이다;
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 허용가능성을 평가하기 위한 "오프라인" 유닛의 측면, 정면, 및 사시도를 도시한다; 그리고
도 12 는 대안적 담배 연기 필터 엘리먼트의 단면도이다.
도 1 은 담배 연기 필터 엘리먼트의 단면도이다;
도 2 는 이미징 영역을 통과하는 선정의된 경로를 따르는 필터 엘리먼트를 포함하는 복수 개의 필터봉의 탑다운뷰이다;
도 3 은 본 발명의 실시예에 따르는, 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 검사에 수반되는 일반적 스테이지를 나타내는 다이어그램이다;
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 허용가능성을 평가하는 시스템을 나타내는 개략도이다;
도 5 는 어떻게 봉의 롤링이 상부 및 하부 이송기 벨트 배치구성을 사용하여 유도될 수도 있는지의 예를 나타내는 다이어그램이다;
도 6 은 단일 이미지를 캡쳐하는 길이방향의 영역(longitudinal area)의 둘레의 아크의 양을 나타내는 담배 연기 필터 엘리먼트의 단면도이다;
도 7 은 후속 이미지 캡쳐에 대한, 이미지 영역을 통과하는 봉의 이동을 나타내는 도해적 예시이다;
도 8 은 본 발명의 실시예에서 사용될 수도 있는 롤러 유닛의 사시도이다;
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 생산하기 위하여 현존 이송기 유닛에 장착할 필요가 있는 변경들을 도시하는 예시이다;
도 10 은 일 예시적인 이송기 유닛의 측면도 및 탑다운뷰를 나타내는 다이어그램이다;
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 허용가능성을 평가하기 위한 "오프라인" 유닛의 측면, 정면, 및 사시도를 도시한다; 그리고
도 12 는 대안적 담배 연기 필터 엘리먼트의 단면도이다.
도 2 는 다수 개의 예시적인 필터봉(201)의 탑다운뷰를 도시한다. 각각의 봉(201)은 담배 내에 포함될 필터를 생산하는 제조 프로세스 도중에 절단될 수도 있는 성분 필터 엘리먼트로 구성된다. 도 2 의 예에서, 각각의 필터봉은 활성탄(203)과 같은 다른 재료를 포함하는 섹션에 의하여 분리되는 아세테이트 토우의 부분들로 구성된다. 플로그랩 또는 유사한 것이 구성 요소들을 래핑하여 후속 처리의 준비가 된 필터봉을 형성하게 사용될 수도 있다.
도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 불완전성 또는 오염물이 도면의 상단으로부터 네 번째 봉에서 목격될 수 있다. 이러한 예에서, 도시된 오염물은 "탄소 캐리 오버(carbon carry over; CCO)"라고 알려지며, 그 안에서 필터 세그먼트 중 하나가 활성탄 내에 로딩되는 듀얼 필터 구성에 특히 적용된다. 탄소 세그먼트 내의 느슨한 탄소 입자는 결합 프로세스 도중에 인접한 "백색" 세그먼트의 외부 둘레 상에 묻어갈 수 있으며, 탄소의 이러한 어두운 입자는 세그먼트들을 접합하기 위하여 사용되는 공통 래퍼 아래에서 보일 수 있다. CCO는 필터 재료 상에 존재해서는 안되는 불완전성 또는 결함의 타입의 하나의 예이다. 본 발명의 실시예는 필터봉, 필터 제품 또는 필터 엘리먼트의 외부에서 드러나 보일 수도 있는, 래퍼 내의 눈물 또는 필터 내에 보유될 수도 있는 액체의 누설에 기인한 탈색과 같은 다양한 다른 결함에 대하여 검사하도록 적응될 수도 있다. 결합된 필터의 외부 표면의 시각적 검사 시스템은 이러한 결함, 또는 다른 유사한 결함을 모니터링하기 위하여 사용될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따르는, 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 검사에 수반되는 일반적 스테이지를 나타낸다. 필터봉은 입력 스테이지(301)로부터 출력 스테이지(304) 사이의 선정의된 경로를 따라 간다. 이것은 고속 필터 생산 프로세스의 일부인 "인라인(in line)" 경로일 수도 있다. 대안적으로는, 아래에서 상세하게 논의될 바와 같이, 이것은 메인 생산 라인에서 사용되는 것들과 별개인 기계류를 사용하는 별개의 프로세스의 일부일 수도 있다.
필터봉은 그들의 길이에 일반적으로 수직인, 도 2 의 화살표의 방향으로 경로를 따라서 이동한다. 스테이지(302)에서 필터봉은 그들이 경로를 따라서 이동할 때 롤링하도록 유도된다. 롤링 도중에, 필터봉은 필터봉의 성질이 측정되는 센서 지역을 통과한다. 봉들이 센서 지역을 통과할 때 이들을 롤링시킴으로써, 그들의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 봉의 둘레 주위의 실질적으로 전체에서 봉의 원하는 성질을 측정하는 것이 가능하다. 그러면 봉의 검출된 성질은 선결정된 성질과 비교되어 센서 지역을 통과하는 봉들 중 일부가 오염물 또는 불순물과 같은 불완전성 또는 결함을 포함하는지 여부를 결정할 수 있다.
센서 지역은 이미지 캡쳐 영역일 수도 있는데, 여기에서 카메라는 각각의 봉이 해당 영역을 통과할 때 이것의 적어도 일부의 복수 개의 이미지를 캡쳐한다. 카메라에 의하여 촬영된 이미지는 적합한 처리 유닛에 의하여 처리되어 이미지 성질을 결정하고 비교함으로써 결함이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 다중 봉들이 주어진 시간에서 이미지 캡쳐 지역 내에 존재할 수도 있고, 따라서 각각의 이미지는 다중 봉을 캡쳐할 수도 있다. 이미지는 처리되어 봉들 중 임의의 것이 결함을 포함하는지 여부를 결정할 수도 있다. 다중 봉들 각각의 적어도 일부는 주어진 시간에 이미지 캡쳐 지역 내에 존재할 수도 있고, 따라서 각각의 이미지는 봉들 각각의 오직 일부만을 캡쳐할 수도 있다. 이미지는 처리되어 캡쳐된 이미지 내에 포함된 봉들의 일부가 결함을 포함하는지를 결정할 수도 있다. 이미징 영역은 최종 제품에서 보이는 봉의 부분 및 특히 담배의 마우스단에 인접한 부분으로 한정될 수도 있는데, 이것은 CCO와 같은 결함이 존재하지 않는다는 것을 보장하는 것이 가장 중요한 지역이다.
선택적인 배출 매커니즘(ejection mechanism; 303)이 품질 기준을 만족하지 않는 봉을 경로로부터 제거하는 방법을 제공한다. 배출 매커니즘은 센서 정보의 분석에 기초하여 처리 유닛에 의하여 제어될 수 있다. 처리 유닛은 신호를 필터봉이 배출 매커니즘을 통과할 때 보유하거나(봉이 허락가능하다면) 또는 그 봉을 방출 빈(reject bin)으로 방출하는(만일 허락가능하지 않다면) 신호를 전송할 수도 있다. 이러한 배출기(ejector) 시스템은 하나의 봉, 필터 또는 필터 엘리먼트에까지 정확할 수도 있으며, 즉 문제가 있는 봉만을 방출하는 것이 가능하다. 대안적으로는 다중 봉들이 방출될 수도 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로는, 처리 유닛은 주어진 필터봉 또는 필터봉의 세트가 허락가능한지 아닌지 여부를 확인하기 위한 시각적 및/또는 가청 신호를 생성할 수도 있다. 또한 처리 유닛은, 특정 개수 또는 비율의 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 허락가능하지 않다고 결정한다면 생산 과정을 중단할 수도 있다.
도 4 는 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 허용가능성을 평가하는 시스템 또는 장치의 일 실시예의 일 예를 도시한다. 이 시스템은 일반적으로 봉들을 화살표로 표시된 방향에서 운반하는 이송기(402)와 나란하게 필터봉에 대한 경로를; 카메라(404)의 형태인 이미지 캡쳐 디바이스에 의하여 커버되는 이미징 영역(403); 롤러 유닛(405)의 형태인 롤링 매커니즘 및 트리거링 매커니즘(407)에 의하여 트리거링될 수도 있는 방출기(rejector; 406)의 형태인 배출 매커니즘을 포함한다. 처리 유닛(408)은 카메라(404)로부터 이미지 데이터를 수신하고 이미징된 봉의 허용가능성을 결정하기 위한 분석을 수행하도록 제공된다. 처리 유닛은 적합하게 방출기(406)를 제어하고 선택적인 디스플레이(409)와 같은 하나 이상의 출력 디바이스를 사용하여 경고를 방출할 수도 있다.
필터봉은 이송기(402)에 의하여 경로를 따라 운반되고, 이것은 봉을 수송하기 위한 이송기의 임의의 적합한 타입일 수도 있다. 바람직하게는 이송기는 봉들을 적어도 부분적으로 도 2 에 도시된 바와 같은 선형 경로에 실질적으로 수직인 방향으로 수송한다. 특히, 이송기(402)는 봉이 놓여지는 하나 이상의 이동 벨트를 포함할 수도 있다. 봉들이 이송기를 따라서 이동할 때, 이들은 봉이 이미징 영역을 통하여 이송기에 의하여 정의되는 경로를 따라 이동하는 동시에 길이방향의 축(longitudinal axis) 주위에서 회전하도록 하는 롤러 유닛(405)에 접촉한다.
롤러 유닛(405)은 봉 내에 롤링을 유도하기 위하여 하나 이상의 작동 수단을 포함할 수도 있다. 특히, 도 4 에 도시된 바와 같이, 롤러 유닛(405)은 이송기(402)의 벨트에 실질적으로 평행, 또는 반-평행한 방향으로 이동하는 하나 이상의 벨트(410)를 포함할 수도 있다. 롤링 유닛을 메인 이송기 상의 현존(하부) 벨트 상에 제공함으로써, 봉이 이미징 영역 내에 있는 동안 그들의 길이방향의 축 주위에서 3600 전체만큼 회전되도록 하는 상부/하부 벨트 구성이 형성된다. 이것은 각각의 봉의 길이방향의 영역의 적어도 일부가 결함을 검출하기 위하여 전체 둘레에 걸쳐 이미징되도록 한다. 롤링 레이트는, 봉들이 걸리지 않도록, 그리고 캡쳐된 이미지 내에서 개개의 봉들 사이를 신뢰성있게 구별하기 위한 봉들 사이의 충분한 공간이 존재하도록 설정된다.
도 5 는 상부 및 하부 이송기 벨트 구성을 사용할 때 어떻게 봉의 롤링이 유도될 수도 있는지의 예를 제공한다. 도 5 의 네 개의 예들은 각각 하부 벨트/이송기(502), 상부 벨트/이송기(505) 및 예시적인 봉(501)을 도시한다. 벨트 중 하나(바람직하게는 메인 이송기의 하부 벨트)는 봉을 선결정된 경로를 따라 운반하도록 사용되고, 반면에 다른 벨트(바람직하게는 상부 벨트)는 봉의 회전을 제어하도록 사용된다. 상부 및 하부 벨트의 모션 및/또는 속도의 조합이 이미징 목적을 위하여 봉 내의 회전을 동시에 유도하는 동시에 봉들을 선결정된 경로를 따라 운반하기 위하여 사용될 수도 있다는 것이 인정될 것이다.
예 A에서, 상부 및 하부 벨트 모두는 정지되는데, 이것은 봉도 역시 정지한다는 것을 의미한다.
예 B에서, 하부 이송기는 상대적으로 고속 레이트, 예를 들어 분당 11 내지 15 미터로 제 1 방향으로 이동하고 있고, 반면에 상부 이송기는 정지된다. 이러한 구성은 회전을 유도하면서 봉들을 경로를 따라 수송하는 것을 가능하게 하고, 그러므로 롤러 유닛(405)이 봉들이 그 아래를 지날 때에 접촉하도록 설계되고 이들이 롤링하도록 하는 판과 같은 고정된 콘택 부재로써 대체될 수 있는 구성들이 예상될 수 있다. 그러나, 이러한 구성은 봉이 걸리도록(jam)할 수 있는데, 이는 봉들이 선결정된 경로를 따라서 하부 벨트의 이동 방향에서 충분히 신뢰성있게 이동하지 않을 수도 있기 때문이다.
예 C에서, 하부 이송기는 상대적으로 고속 레이트, 예를 들어 분당 11 내지 15 미터로 제 1 방향에서 이동하고 있으며, 상부 이송기는 동일하거나 유사한 레이트에서 하지만 반대 방향으로 이동하고 있다. 이러한 구성은 봉들이 도시된 바와 같이 회전하게 할 것인데, 하지만 봉들이 병진하거나 이미징 영역을 통과하는 경로를 따라서 이동하게 하지 않을 것이다.
하부 이송기가 상대적으로 고속 레이트, 예를 들어 분당 11 내지 15 미터로 제 1 방향에서 이동하고 있으며, 상부 이송기가 상대적으로 낮은 레이트, 예를 들어 분당 4-5 미터에서 반대 방향으로 이동하고 있는 바람직한 예가 D에 도시된다. 제 1 이송기(예를 들어 하부 이송기)가 제 1 레이트에서 제 1 방향으로 이동하며 제 2 이송기(상부 이송기)가 제 2 레이트에서 반대 방향으로 이동하는 이러한 구성은 수송의 속도 및 유도된 롤링의 속도 사이에 유리한 타협을 제공하는데, 제 2 레이트는 제 1 레이트보다 더 낮다.
상부 및 하부 이송기들이 동일한 방향에서, 하지만 상이한 레이트로 이동하는 예들도 역시 가능하다.
다시 도 4 를 참조하면, 카메라(404)는 자신의 렌즈가 이미징 영역(403)에 포커싱된 상태로 지향되는데, 이것을 지나쳐서 필터봉이 메인 이송기(402)를 따라 지나간다. 이미징 영역은 도 2 에 도시된 바와 같은 두 개 이상의 서브-지역으로 분할될 수도 있다. 이것은 다중 카메라를 사용하여 프로세서에서 실행중인 소프트웨어를 사용하여 처리하기 위한 이미지의 영역을 선택함으로써 획득될 수도 있다. 바람직하게는 이미지 영역들은 카메라 시스템과 함께 사용되기 위한 제어 소프트웨어를 사용하여 결함에 대하여 분석될 필요가 있는 필터의 각각의 세그먼트(예를 들어 백색 세그먼트)에 대한 지역을 설정함으로써 설정된다. 카메라는 임의의 적합한 고속 카메라일 수도 있다. CCD 다양성의 디지털 카메라가 특히 적합하다. 적합한 카메라의 일 예는 CA-L H50 렌즈가 있는 Keyence(TM) CV-200M CCD를 포함한다.
카메라는 처리 유닛(408)과 통신하도록 커플링되는데, 이것은 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터 실행 이미지 프로세싱 소프트웨어일 수도 있다. 예들은 Keyence(TM) 사로부터 모두 입수가능한 모델 CV-5501, 또는 CV-3001과 같은 제어 유닛을 포함할 수도 있다. 처리 유닛은 도 2 에 도시되는 것과 같은 이미지로부터 이미지 내의 오염물 또는 결함의 양(픽셀 수와 같음)을 표시하는 값을 결정하고, 이 값을 선결정된 값과 비교하여 이미지 내의 필터봉이 허락가능한지 여부를 평가한다. CCO를 찾는 것과 같은 몇 가지 예들에서, 오염물/불순물의 임의의 검출가능한 양은 너무 많을 수도 있으며, 그러므로 봉의 방출을 야기한다.
CCO 결함과 관련된 실시예들에서 파라미터들은 CCO 결함의 강도 및/또는 사이즈를 포함할 수도 있다. 이것은 허락가능한 필터 재료의 그것과 일치하는 특정 색상 또는 다른 성질 또는 이것과 상이한 색상 또는 다른 성질을 가지는 이미지 부분 또는 픽셀을 식별함으로써 검출될 수도 있다. 결함은, 완전한 담배 속에 형성될 경우 사용시에 사용자의 마우스에 근접할 필터봉의 부분 근처에서만 관심대상일 수도 있다. 이러한 방식으로, 이미지 영역은 마우스단 영역에 근접할 봉의 영역을 포함하는, 예를 들어 도 2 에서 도시된 바와 같은 하나 이상의 이산 영역으로 한정될 수도 있다.
처리 유닛(408)은 선택적으로 디스플레이 또는 스크린(409)에 연결될 수도 있는데, 이것은 TV 튜너 또는 유사한 디바이스를 요구할 수도 있다. 스크린은 불완전성이 검출된다면 경과와 같은 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 이미징 영역 내에서 이미징된 봉 부분이 허락불가능하다고 결정되는 경우 신호 "NG"가 제공될 수도 있다.
이미징 영역을 통과할 때 전체 둘레에 걸친 각각의 봉의 영역을 캡쳐 및 분석하기 위해서는, 봉이 롤링하는 동안 다중 이미지를 촬영할 필요가 있다. 도 4 의 예에서는 선형 시스템이 사용되어 봉이 이미징 영역을 통과하여 일정한 속도로 이동하고 회전하도록 한다. 일정한 간격에서 이미지를 촬영함으로써 전체 둘레 주위에서 봉 영역의 일부를 캡쳐하는 것이 가능하다. 이러한 일정한 간격은 가능한 한 가깝게 이미징 영역을 통과할 때 봉이 회전하는 속도와 실질적으로 동기화되어야 한다.
봉의 하나의 이미지는, 일반적으로 길이 방향의 길이의 주어진 부분에 대한 둘레의 아크의 약 60도를 캡쳐할 수도 있다. 이것이 도 6 에 도시되는데, 여기에서 봉은 단면으로서 도시된다. 그러므로, 봉의 길이방향의 표면이 결함에 대하여 전체 둘레에 걸쳐 분석되었다는 것을 보장하기 위해서는 주어진 봉의 적어도 6 개의 이미지가 요구된다. 도 2 는 충분한 영역을 커버하여 충분한 수의 이미지가 봉이 통과할 때 촬영되도록 허용하게 구성되는 예시적인 이미징 영역(403)을 도시한다. 결과적으로, 임의의 주어진 시간에서, 이미징 영역은 특정 봉이 이미징 영역을 통과하기 위하여 필요한 시간 동안 캡쳐된 이미지들의 개수에 대응하는 개수의 봉(또는 그 개수의 봉들의 일부분)을 포함할 수도 있다. 도 2 의 예에서, 이것은 6 개의 봉에 대응한다. 도 7 은 제 1 및 제 2 이미지 동안 이미지 영역을 통과하는 봉의 이동을 도시한다. 나타난 바와 같이, 각각의 봉의 포지션은 좌측으로 하나씩 천이되었으며, 봉이 이미징 영역의 전체를 통과하기 위해서는 6 개의 이미지가 필요하다. 다른 예들에서는 더 많은 이미지들이 촬영될 수도 있고, 8 개의 이미지들이 촬영되면 이미지가 촬영될 때 8 개의 봉과 같은 더 많은 봉들이 존재하여 신뢰도의 더 큰 정도로 풀 커버리지를 보장할 수도 있다. 바람직하게는 봉의 롤링 레이트는 봉이 이미징 영역을 통과할 때 적어도 하나의 완전한 회전을 수행하도록 제어된다. 심지어 더 바람직하게는 봉은 실질적으로 하나의 완전한 회전을 수행한다. 이것은 봉의 전체 둘레를 커버하기 위하여 최소 개수의 이미지가 촬영되고 처리될 필요가 있기 때문에 최적 프로세스 효율을 보장한다.
카메라의 캡쳐 레이트 및 이미징 영역은 시행 착오에 의하여 또는 임의의 적합한 방법에 의하여 설정되어, 도 6 에서 표시된 바와 같은 봉의 외부 표면의 모든 세그먼트의 이미지들이 캡쳐되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 테스트 봉은 둘레 주위에 적합한 규칙적으로 이격된 위치에 자신의 표면 상에 마킹되어 봉을 선결정된 개수의 세그먼트, 예를 들어 도 6 에서 표시된 바와 같이 6 개의 세그먼트로 분할할 수도 있다. 그러면 이미지가 캡쳐되고 모든 마킹된 섹션들이 결과 이미지에 의하여 캡쳐되는지 여부가 결정된다. 만일 모든 섹션들이 캡쳐되면 캡쳐 레이트 및 이미지 영역이 충분한 것이고, 그렇지 않으면 캡쳐 레이트 및/또는 이미지 영역은 증가되어야 한다. 이와 유사하게, 이러한 테스팅은 더 큰 효율을 위하여 이미지 캡쳐 레이트 및 이미지 영역을 조절하기 위하여 사용될 수 있다. 만일 모든 세그먼트가 캡쳐지만 하나 이상의 세그먼트의 다중 이미지들이 캡쳐된다면, 이것은 이미지 캡쳐 레이트 또는 이미지 영역이 너무 크다는 것을 나타낸다. 이러한 파라미터는 각각의 세그먼트가 오직 한번 씩만 캡쳐될 때까지 적절하게 감소될 수 있다.
대안적으로는, 카메라의 캡쳐 레이트는 이송기가 동작되는 레이트 및 검사되는 중인 필터봉의 둘레에 기초하여 결정될 수도 있다. 또한 도 4 의 시스템에는 인코더(413)가 포함된다. 인코더는 메인 이송기(402)로 커플링되고, 특히 필터봉이 그에 따라 이동하는 메인 이송기에 추력을 가하기 위하여 사용되는 회전 샤프트에 커플링된 로터리 타입 인코더 일 수도 있다. 예를 들어, 회전 샤프트는 메인 이송기를 작동시키는 풀리들 중 하나에 커플링될 수도 있다. 또한 인코더는 처리 유닛(408)에 커플링되며, 특히 처리 유닛 내에서, 이미지 프로세싱 유닛 또는 이미지 제어기, 예를 들어 "F210"에 커플링될 수도 있다. 인코더는 프로그래밍가능한 로직 회로 "PLC"를 통하여 이미지 프로세싱 유닛에 커플링될 수도 있다. 일 예로서, 인코더는 회전당 약 1000 펄스에서 동작할 수도 있는데, 적합한 인코더의 예는 Omron(TM) EB6B2-CWZ6C이다.
인코더는 시스템에 의하여 요구되는 이미지 캡쳐의 레이트를 결정하기 위하여 사용될 수도 있다. 값 Pc가 메인 이송기에 의하여 이동된 거리의 단위당 인코더에 의하여 출력되는 펄스들의 개수에 대하여 결정될 수 있다. 이것은 주어진 시간 기간에 발생하는 펄스의 개수를 해당 시간 기간 안에 이송기에 의하여 이동되는 거리에 의하여 나눔으로써 결정될 수 있다. Pc를 검사되는 봉의 둘레로 나누면 봉의 단일 회전 도중에 인코더에 의하여 출력되는 펄스의 개수 Pr이 된다. 이러한 값 Pr을 봉의 전체 길이방향의 영역을 검사하기 위하여 요구되는 이미지들의 개수 N으로 나누면 이미지들 사이에서 인코더에 의하여 출력되는 펄스의 개수, 및 따라서 이미징 디바이스에 의하여 요구되는 이미지 캡쳐의 레이트가 된다. 일 예로서, 120mm의 이송기의 이동에 대하여, 인코더는 560 개의 펄스를 출력할 수도 있고, mm당 4.6 펄스의 Pc의 값이 된다. 16.7mm의 둘레를 가지는 필터봉에 대하여, Pr의 값은 봉의 단일 회전 동안 76.8 개의 펄스가 될 것이다. N=6 에 대하여, 이미지들 사이의 펄스의 개수는 12.8 개가 되는데, 이것은 봉의 전체 길이방향의 영역을 이미징하기 위해서는 매 12.8 개의 펄스당 한 개의 이미지가 캡쳐되어야 한다는 것을 의미한다. 계산된 캡쳐 레이트는 처리 유닛으로부터의 명령에 기초하여 자동적으로 설정될 수도 있고, 또는 이것은 수동으로 설정될 수도 있다. 봉의 방출은 몇 가지 실시예들에서 다중 봉의 방출을 요구할 수도 있다. 불순물 또는 결함을 검출하기 위하여 이미지들이 촬영될 때, 이미지 내의 어떠한 봉이 결함을 포함하는지를 정밀하게 식별하는 것은 가능하거나 효율적이지 않을 수도 있다. 예를 들어, 이미징 영역은 메인 이송기를 따라 지나가는 봉의 개수 N에 대응하는 길이를 커버할 수도 있다. 도 2 의 예에서, 이미징 영역은 6 개의 봉에 대응하는 길이를 커버한다(N = 6). 어떤 봉이 결함을 포함하는지를 결정하려고 시도하는 대신에, 이미지 내에 포함된 모든 봉을 배출하는 것이 더 직접적일 수도 있다. 이러한 방식으로, 처리 유닛은 한 이미지 내의 CCO와 같은 결함을 식별하기만 하면 되고, 그 이미지 내의 모든 봉들이 방출될 수 있다. 이러한 다중 방출은 봉들을 방출할 시간 기간동안 대기함으로써 획득될 수 있다. 이 시간 기간은 결함을 포함하는 이미지를 캡쳐하는 시점에서의 이미징 영역 내의 모든 봉들이 이들이 방출될 수 있는 경로/이송기 상의 포인트로 이동하기 위하여 요구되는 시간의 양에 대응한다.
또한 도 4 는 이미징 영역을 밝히기 위하여 사용되는 조명(411)을 도시한다. 추가적으로, 또는 대체예로서, 백라이팅(412)이 제공될 수 있고, 광원은 광원 및 카메라 사이의 이미징 영역과 포지셔닝된다. 이러한 조명은 결함이 더 정확하게 식별되도록 하며, 또한 결함이 봉 래퍼(예를 들어 플러그 랩)를 통해서 식별되도록 한다.
도 8 은 본 발명의 실시예에서 사용될 수도 있는 롤러 유닛(405)의 일 예를 도시한다. 롤러 유닛은 적어도 제 1 풀리 또는 휠(803)을 구동하기 위하여 사용되는 기어 모터(802)를 포함한다. 벨트(804)는 제 1 풀리(803) 및 제 2 풀리(805) 위를 통과하여 벨트가 이송기 타입 모션에서 이동하도록 한다. 선택적으로 추가적 벨트(807)가 제공될 수도 있다. 제 3 풀리(806)는 샤프트에 의하여 제 1 풀리에 커플링될 수도 있고, 제 4 풀리(808)는 샤프트에 의하여 제 2 풀리에 커플링될 수도 있으며, 제 2 벨트(807)는 제 3 풀리(806) 및 제 4 풀리(808) 위를 통과하여 제 2 벨트를 제공함으로써 접촉하는 봉의 롤링을 더 신뢰성있게 디렉팅하고 제어할 수도 있다.
롤러 유닛은 현존 이송기 시스템에 맞춤되어 봉들이 이미징 영역을 통과할 때 롤링하도록 하는 롤링 매커니즘을 제공할 수 있다. 메인 서포트(809)는 롤러 유닛을 이송기 벨트 지지 구조에 커플링하고 롤러 유닛을 그 위에 지지하기 위한 수단을 제공한다. 메인 서포트(809)는, 볼트를 수납하여 조절가능한 방식으로 이송기 지지 구조에 연결되는 길쭉한 또는 타원형 홀(810)과 같은 조절가능한 커플링 장치를 사용하여, 도 10 과 관련되어 설명된 이송기와 같은 메인 이송기의 측면에 부착될 수도 있다. 볼트는 이송기에 상대적으로 롤링 시스템을 로킹하도록 조여저서 임의의 이동을 제거할 수 있다.
조절가능한 매커니즘은 하부 이송기 벨트에 상대적인 롤러 유닛, 및 그러므로 상부 이송기 벨트의의 변동하는 높이에 대하여 제공될 수도 있다. 도 8 의 예에서, 매커니즘은 롤러 유닛의 메인 프레임의 대안적인 코너에 위치된 복수 개의 별개의 조절기(811)의 형태이다. 조절기는 각각 독립적으로 조절되어 일부가 롤러 유닛의 프레임 아래로 연장하며 하부 이송기의 지지 구조에 접촉함으로써 롤러 유닛을 하부 이송기에 상대적인 특정 높이에서 홀딩할 수 있는 볼트 또는 스크류의 형태일 수도 있다. 하부 이송기 높이는 상부 이송기(804)가 임의의 통과하는 필터봉에 접촉하여 머신 걸림을 초래할 수도 있는 과도한 압력이 봉에 인가되는 것을 방지하면서 봉이 롤링하게 하는 충분한 마찰을 인가하도록 조절된다. 메인 서포트(809) 상의 조절가능한 커플링 장치는 연장된 또는 길쭉한 홀(810)의 덕택에 조절기(811)에 대한 상이한 높이를 수용하면서 메인 서포트가 메인 이송기에 부착되게 하도록 구성될 수도 있다.
선택적으로, 하나 이상의 센서 서포트(812)가 제공될 수도 있다. 센서 서포트는 봉들이 시스템을 통과할 때 그것의 포지션을 카운팅하고 점검하기 위하여 센서를 지지하기 위하여 사용될 수도 있다. 대안적으로는, 시프트 레지스터가 봉들을 추적하기 위하여 사용될 수도 있다.
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 생산하기 위하여 현존 이송기 유닛에 장착할 필요가 있는 변경들을 도시한다. 배출 시스템, 및 적합한 카메라 시스템에 있는 롤링 유닛을 추가하는 것에 더불어, 이송기 유닛의 속도는 이송기 풀리/기어의 비율을 변경함으로써 바람직하게 조절된다. 이송기 유닛 속도는 예를 들어 분당 11 미터로부터 분당 15 미터로 증가됨으로써, 바람직하게 연속 봉들 사이의 분리가 이미징 해상도에 및 봉들 사이의 감소하는 마찰에 대하여 충분하다는 것을 보장하며, 또한 봉들이 롤링하는 동안의 그들의 쓰루풋이 인입하는 봉의 레이트를 다루고 일정한 생산 출력을 유지하기에 충분하다는 것을 보장하면서, 롤링이 위에서 논의된 바와 같이 획득될 수 있도록 한다.
도 10 은 측면으로부터(위쪽 도면) 그리고 아래서부터(아래쪽 도면) 볼 때의 하부 이송기의 예를 도시한다. 예시적인 목적을 위하여, 롤링 시스템(405)의 메인 서포트(809)가 측면도에 도시된다. 하부 이송기의 속도는 풀리(1002)의 비율을 변경함으로써 조절될 수 있다. 필터봉은 그들이 롤링 시스템(405)을 지나 운반되는 전달 드럼(1003)에 의하여 하부 이송기 벨트 표면 상에 통과된다.
도 11 은 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 허용가능성을 평가하기 위한 "오프라인" 유닛을 도시한다. 도 11 의 유닛에 대한 동작의 원리는 두 개의 차이를 빼고는 위에서 설명된 것들과 유사하다. 첫 째로, 이 유닛은 프리스탠딩(free-standing) 유닛으로서 설계되고 생산 라인의 일부로서 설계되지 않으며, 둘 째로, 롤링 매커니즘은 롤링을 유도하기 위하여 이송기 벨트 구성 대신에 경사진 롤링 레인을 사용한다.
유닛(1101)은 복수 개의 봉을 유닛 내로 수납하기 위한 입력부(1103)를 가지는 케이싱(1102)을 포함한다. 입력부는 호퍼(hopper), 또는 미니 호퍼의 형태일 수도 있다. 호퍼에 인접하여 봉을 입력부로부터 이미징 영역으로 전달하기 위한 전달 디바이스(1104)가 존재한다. 전달 디바이스는 예를 들어, 플루티드 드럼의 형태일 수도 있다. 플루티드 드럼은 자신의 주위에 플루티드 드럼이 회전하는 축과 동일한 방향에서 플루티드 드럼의 너비를 가로질러 연장하는 일련의 측방향 플룻 또는 홈을 가진다. 그러므로 각각의 홈의 길이 축은 길이방향으로 연장하는 필터봉의 길이방향의 축과 동일하게 지향된다. 각각의 홈은 이것이 호퍼로부터 제품 필터봉을 수락하고 이 봉을 플루티드 드럼이 회전할 때 보유(예를 들어 석션으로써)하여 후속 프로세스를 위해 봉을 수송하도록 치수결정된다. 그러므로 플루티드 드럼(및 호퍼)은 제품 필터봉의 앞선 흐름을 제공하는데, 여기에서 그 흐름 내의 각각의 봉은 봉의 단부가 이동 방향에 실질적으로 수직으로 대향하면서 지향된다.
플루티드 드럼을 빠져나온 이후에, 필터봉은 롤링 레인(1105) 상으로 지나간다. 롤링 레인은 바람직하게는 이미징 영역을 통과하여 트레이와 같은 리셉터클(1106)로 지나가면서 봉이 그를 따라 롤링할 수 있는 경사진 경로이다. 롤링 레인은 실질적으로 평면인 롤링 표면을 가질 수도 있다. 롤링 레인은 바람직하게는 수평으로부터 5 도 및 25 도 사이로 경사지며, 특히 수평으로부터 약 10 내지 15 도에 포함될 수도 있다.
카메라(1107)는 이전의 실시예와 유사한 방식으로 제공되며, 카메라는 롤링 레인(1105) 상의 이미징 영역 상에 포커싱된다. 카메라는 각각의 봉의 전체 길이방향의 표면을 커버하기 위하여 그들이 이미징 영역을 통과하여 롤링할 때 봉들의 다중 이미지를 캡쳐한다. 도 4 에 대하여 설명된 것과 유사한 방법론이 카메라 캡쳐 레이트 및 이미징 영역 사이즈에 대한 최적 파라미터를 결정하기 위하여 채용될 수 있다. 이미징 영역은, 테스트 봉들이 도 6 에 도시된 바와 같이 모든 세그먼트 상에서 이미징되며, 봉의 이동 방향을 따라 10%와 같은 선결정된 에러 마진만큼 해당 영역을 증가시킴으로써 포함되는 잠재적인 에러에 대한 추가적 마진을 가지도록 설정될 수도 있다. 다중 봉들이 임의의 일 회에 이미징될 수도 있는 반면에, 바람직하게는 오직 한 개의 단일 봉이 임의의 일회에서 그 이미지 영역 내에, 또는 롤링 레인 상에 있을 수도 있다.
위에서 설명된 여러 가지 실시예들이 적합한 바와 같은 임의의 다른 대안적 피쳐와 조합되어 사용될 수도 있는 상이한 대안적 피쳐를 포함한다는 것이 인정될 것이다. 예를 들어, 두 개 이상의 이송기 벨트를 사용하는 것과 같은 다른 실시예들이 설명되는 반면에, 도 11 에 도시되는 실시예는 필터봉에 롤링을 유도하기 위하여 경사진 램프를 사용한다. 도시된 롤링 매커니즘 대신에 이송기 벨트 장치(도 4 에 도시되는 바와 같음)를 사용하는 실시예에서 램프가 사용될 수도 있다. 대안적으로는, 경사진 이송기 벨트가 사용될 수도 있는데, 이를 통하여 롤링이 이송기 벨트의 각도에 따라 유도되며, 이송기 벨트의 속도 및 방향은 필터봉의 최적 롤링을 획득하기에 적합하도록 조절됨으로써 이미징 디바이스가 그 봉의 전체 둘레 주위에서 이미징할 수 있게 한다. 추가적으로, 도 11 의 실시예는 도 4 에 도시되거나 위에서 설명되는 이송기/롤러 매커니즘의 타입을 동일하게 내장할 수도 있다.
본 발명의 실시예가 임의의 적합한 필터 또는 필터 제품과 함께 사용될 수도 있다는 것이 인정될 것이다. 상이한 사이즈의 필터봉이 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 실시예 중 임의의 것과 함께 사용될 수도 있다. 본 명세서에서 설명되는 시스템은 임의의 적합한 사이즈의 필터봉/엘리먼트를 검사하기 위하여 적응될 수 있으며, 예를 들어 실시예들은 14 내지 28mm의 둘레를 가진 통상적 필터봉/엘리먼트와 함께 동작하도록 구성될 수도 있다. 상이한 형태 또는 구조의 필터봉도 역시 본 발명의 실시예와 함께 사용될 수도 있다. 도 12 는 도 1 에 도시되는 필터에 대한 필터 엘리먼트의 추가적 예의 하나의 단(하류 또는 마우스단)을 도시한다. 필터 엘리먼트는 실질적으로 환형 단면인 필터링 재료의 열성형된 길이방향으로 연장하는 코어(1)를 포함한다. 길이방향으로 연장하는 코어(1)는 다시 말하건대, 소성화된 셀룰로스 아세테이트 섬유성 토우를 열성형함으로써 제조되는데, 하지만 또한 코어의 일단으로부터 타단으로 연장하는 원형 단면의 길이방향의 채널 또는 보어(2)를 정의한다. 필터 엘리먼트는 셀룰로스 아세테이트의 소성화된 토우의 길이로 진행하는 흐름을 열성형하여, GB 2091078 및 본 명세서의 참조 문헌에서와 같은 당업계에서 주지된 방법에 의하여 연속적인 길이로 진행하는 튜브 또는 실린더를 형성할 수도 있다. 그러면 연속적으로 진행하는 열성형된 튜브는 끝이 서로 접합되는 두 개 이상의 필터 엘리먼트를 포함하는 유한 길이 제품 봉으로 절단된다. 듀얼 제품 봉은 당업계에 주지된 방법으로써 더욱 처리되어 듀얼 필터(예를 들어 필터 메이커를 사용하여) 및 필터 담배가 된다. 사용될 수 있는 다른 필터 엘리먼트는 상이한 채널 단면을 가지거나, 채널이 아예 없을 수도 있다.
Claims (23)
- 필터링 재료의 길이방향으로 연장하는 코어를 포함하는 제품 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 선정의된 경로를 따라서 이동할 때 허용가능성을 평가하는 시스템으로서,
a) 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 이미징 영역을 통과할 때 이것의 길이방향으로 연장하는 표면의 적어도 일부의 복수 개의 이미지를 캡쳐하도록 구성되는 이미지 캡쳐 디바이스;
b) 이미지 캡쳐 디바이스로부터 이미지 데이터를 수신하며 각각의 캡쳐된 이미지에 대하여 필터링 재료 내의 결함을 식별하도록 구성되는 처리 유닛; 및
c) 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 상기 이미징 영역을 통과할 때 이것이 롤링하게 하도록 구성되는 롤링 매커니즘(rolling mechanism)을 포함하고,
상기 롤링 매커니즘은 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 상기 이미징 영역을 통과할 때 실질적으로 하나의 완전한 회전을 수행하게 하도록 구성되고,
상기 롤링 매커니즘은 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 실질적으로 일정한 레이트에서 롤링하게 하도록 구성되고, 상기 이미지 캡쳐 디바이스의 이미지 캡쳐 레이트는 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 롤링 레이트와 동기화되고,
상기 이미지 캡쳐 디바이스의 이미지 캡쳐 레이트는 필터봉, 필터 또는 필터 이미지가 상기 이미징 영역을 통과할 때 이것의 6 개의 이미지를 캡쳐하기에 충분하고, 각각의 이미지는 둘레의 60o를 커버하고,
상기 시스템은 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트를 상기 이미징 영역을 통과하여 이송하기 위한 이송기를 더 포함하고, 상기 롤링 매커니즘은 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 상기 이미징 영역을 통과할 때 이들과 접촉하고 이들이 롤링하도록 유도하도록 구성되는 롤러 유닛을 포함하고,
상기 시스템은 상기 이송기에 커플링되며 상기 이송기에 의하여 이동된 거리를 표시하는 출력을 제공하도록 구성되는 검출기를 더 포함하고, 상기 처리 유닛은 평가될 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 반경 또는 둘레 및 상기 검출기의 출력에 기초하여 상기 이미지 캡쳐 디바이스의 이미지 캡쳐 레이트를 결정하도록 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서,
다중 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트가 동시에 상기 이미징 영역을 통과하는, 시스템. - 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이송기는 제 1 벨트를 포함하고, 상기 롤러 유닛은 하나 이상의 제 2 벨트를 포함하며, 상기 제 1 벨트는 상기 제 1 및 제 2 벨트에 접촉하는 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트 내에 롤링을 유도하기 위하여 상기 제 2 벨트와는 상이한 속도를 가지는, 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 롤러 유닛은 상기 이송기로부터의 상기 롤러 유닛의 분리를 조절하기 위한 하나 이상의 조절기를 포함하는, 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 롤러 유닛은 상기 롤러 유닛을 상기 이송기에 상대적으로 고정된 포지션에 탑재시키도록 사용되는 메인 서포트를 포함하고, 상기 메인 서포트는 상기 조절기에 의하여 결정된 바와 같은 상기 롤러 유닛 및 이송기 사이의 상이한 분리를 수용하기 위한 조절가능한 탑재 수단을 포함하는, 시스템. - 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 검출기의 출력은 일련의 펄스이고, 각각의 펄스는 상기 이송기가 고정된 거리를 이동했다는 것을 표시하며, 상기 이미지 캡쳐 레이트는 상기 이송기가 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 둘레와 균등한 거리를 이동할 때에 발생하는 펄스들의 개수에 기초하여 설정되는, 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 이미지 캡쳐 레이트는 연속 이미지들을 분리하는 펄스들의 개수에 기초하여 설정되며, 상기 이송기가 상기 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 둘레와 균등한 거리를 이동할 때에 발생하는 펄스들의 개수 나누기 상기 이미징 영역을 통과하는 필터봉, 필터 또는 필터 엘리먼트의 길이방향으로 연장하는 표면의 적어도 일부의 둘레의 실질적으로 전체를 이미징하기 위하여 요구되는 이미지들의 개수인, 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 검출기는 인코더인, 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 인코더는 상기 이송기를 구동하기 위하여 사용되는 샤프트에 커플링된 로터리 인코더인, 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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- 삭제
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