专利名称：一种条烟外观缺陷视觉在线检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种烟草行业中的检测装备，具体的说是一种条烟外观缺陷在线 检测装置。
背景技术：
在现代化的卷烟生产中，成品小包香烟经历条盒包装、条盒透明纸包装、条烟美 容、缺包检测、条烟输送等环节，最后进入封箱机。在进入封箱机之前的各环节中，均存在影 响条烟外观质量的因素。在实际生产中，条烟的外观质量是缺陷检测的一个重点。在传统 的透明纸缺陷检测工序中，都是依靠人工对透明纸质量进行检测，效率非常低，由于长时间 靠眼睛检查生产线的产品，人很容易疲劳，工作强度非常大，而且容易发生漏检的情况。为了降低检测人员的劳动强度，提高产品出厂的质量，减少生产企业的人力成本 和管理成本，出现在利用工控机配合采集卡的方式对条烟外观缺陷进行检测，这种方式存 在检测装置体积大、处理速度慢、效率低等不足，不能满足条烟外观缺陷在线检测的高速度 要求。
实用新型内容针对现有技术中存在的条烟检测装置积大、处理速度慢等不足之处，本实用新型 要解决的技术问题是提供一种速度快、精度高、稳定性好，与被测物不接触且无污染的条烟 外观缺陷视觉在线检测装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是本实用新型条烟外观缺陷视觉在线检测装置安装于封箱机之前的传送带上，包括 视觉检测箱、数据管理系统、以太网交换机、条烟翻转机构、剔除机构以及输入输出控制模 块，其中视觉检测箱采集条烟外观图像通过以太网交换机送至数据管理系统；输入输出控 制模块接收视觉检测箱输出的条烟到位信号、剔除信号以及条烟翻转机构的位置信号，输 出相机触发信号至视觉检测箱，输出电机控制信号至条烟翻转机构，输出剔除信号至剔除 机构。所述视觉检测箱具有多个智能相机、条形光源、以及光电传感器，其中，智能相机 接收输入输出控制模块的触发信号，输出条烟外观图像以及分析数据，通过以太网交换机 送至数据管理系统；条形光源接收输入输出控制模块的触发信号；光电传感器检测条烟的 位置信号，输出至输入输出控制模块。所述视觉检测箱包括箱体、设于箱体内部的多个智能相机及其相机支架、多个条 形光源及其光源支架以及多个光电传感器及其传感器支架，其中多个智能相机通过其相 机支架分别设于传送带的上方及两侧、使智能相机能够拍摄到条烟外观的各个检测面的位 置；多个条形光源通过其光源支架分别设于智能相机周围、为智能相机提供最佳拍摄光线 的位置；多个光电传感器通过其传感器支架位于方便光电传感器检测条烟位置信号的位 置；所述智能相机为3 6个；每个智能相机配置两个条形光源；[0009]所述光电传感器为两个，分别设于传送带侧边发送拍摄信号的位置和箱体出口发 送剔除信号的位置。所述条烟翻转机构设于视觉检测箱之前的传送带上，包括翻转杆臂、夹紧毛刷以 及转动轴，夹紧毛刷为两个，设于转动轴的两端，间距与条烟横向长度相当，翻转杆臂为两 套，分别设于两个夹紧毛刷内侧、转动轴的两端，每套为4个，在一个平面上呈90度夹角布置。本实用新型还具有条烟到位传感器和条烟离开传感器，条烟到位传感器安装于转 动轴的侧边，条烟离开传感器安装于翻转杆臂的外缘。所述夹紧毛刷具有基板，在基板相对侧设有毛刷。所述条烟翻转机构通过支承架整体安装于传送带侧边。本实用新型具有以下有益效果及优点1.本实用新型的视觉系统采用四套工业彩色CCD智能相机，利用内部高速DSP处 理芯片对进入封箱机之前各环节的条烟图像进行实时分析处理，不仅满足系统复杂算法处 理速度的要求，同时可以减小系统的复杂度，免于使用庞大的工控机以及系统控制柜，简化 了装置构成。2.本实用新型运用更为先进的机器视觉技术进行在线无接触式对进入封箱机前 的条烟外观五个面进行缺陷在线检测，缺陷包括错牌、反包、无条盒纸、条盒变形、错位、破 损、印刷缺陷、无透明纸、条包两端透明纸封口和长边封口褶皱、破损、变形、透明纸散包、变 形、破损、错牙、歪斜、缺少等十几种，并对缺陷条烟进行自动剔除，检测项目全面，避免了以 往人工检测带来的漏检等不足。3.本实用新型采用SQL数据库系统对每箱烟进行数据统计分析，数据库信息内容 包括烟箱的品牌、流水账号、合格或缺条记录、检测日期(包括年/月/日/时/分/秒) 等，同时记录系统故障、班组统计、开停机记录等信息，便于日后查询管理。
图1为本实用新型整体结构示意图；图2为本实用新型中视觉检测箱内部结构示意图；图3为本实用新型中视觉检测箱中各部件的电气原理图；图4为本实用新型中数据管理系统示意图；图5为本实用新型中翻转机构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的使用方法做进一步说明。为了降低检测人员的劳动强度，提高产品出厂的质量，减少生产企业的人力成本 和管理成本，本实用新型利用智能相机结合图像处理技术的在线检测装置可以有效地检出 条包包装中常见的拉线错牙、透明纸缺失、透明纸损坏、条盒纸反折、条包品牌错误(混入 别的品牌)、透明纸严重褶皱、透明纸撕裂等包装缺陷，将包装不合格的产品从生产线上剔 出ο如图1所示，为本实用新型电气结构示意图，包括视觉检测箱1、数据管理系统2、以太网交换机4、条烟翻转机构3、剔除机构5以及输入输出控制模块7，其中视觉检测箱1 设于翻转机构3之后的传送带上，用于采集条烟外观图像，并将采集到的图像通过以太网 交换机4送至数据管理系统2 ；输入输出控制模块6接收视觉检测箱1输出的条烟到位信 号、剔除信号以及条烟翻转机构3的位置信号，输出相机触发信号至视觉检测箱1，输出电 机控制信号至条烟翻转机构3，输出剔除信号至剔除机构5。如图2所示，为本实用新型中视觉检测箱1内部结构示意图。所述视觉检测箱1 包括多个智能相机、条形光源以及光电传感器，其中，智能相机接收输入输出控制模块的触 发信号，输出条烟外观图像通过以太网交换机送至数据管理系统；条形光源接收输入输出 控制模块的触发信号；光电传感器检测条烟的位置信号，输出至输入输出控制模块，智能相 机为3 6个，每个智能相机配置两个条形光源；光电传感器为两个，分别设于传送带侧边 发送拍摄信号的位置和箱体出口发送剔除信号的位置。本实施例中，如图3所示，视觉检测箱1内部包括第1 4智能相机C1-C4，第1 6条形光源L1-L6以及拍照传感器Si、剔除传感器S2。如图5所示，条烟翻转机构3设于视觉检测箱1之前的传送带上，通过支承架整体 安装于传送带侧边，包括翻转杆臂10、夹紧毛刷11以及转动轴12，夹紧毛刷11为两个，具 有基板，在基板相对侧设有毛刷，两个夹紧毛刷11分别设于转动轴12的两端，间距与条烟 横向长度相当，用于夹持进入条烟翻转机构3的条烟；翻转杆臂10为两套，分别设于两个夹 紧毛刷11内侧、转动轴12的两端，每套为4个，在一个平面上呈90度夹角布置。条烟翻转机构3中条烟到位传感器S3安装于转动轴12的侧边，条烟离开传感器 S4安装于翻转杆臂10的外缘。如图4所示，为本实用新型中数据管理系统示意图，数据管理系统2包括上位机操 作软件、嵌入式一体机、SQL Server数据库，所述上位机操作软件负责配置第1 4智能相 机C1-C4参数设置，图像信息显示与查询功能；嵌入式一体机通过以太网交换机与第1 4 智能相机C1-C4进行数据通讯。本实用新型的工作过程如下当条烟在传送带上接受本实用新型检测时，首先进入条烟翻转机构3，翻转杆臂 10将条烟从传输带上翻起，使得条烟的拉线面朝上，便于本实用新型进行检测，夹紧毛刷 11使得条烟在翻转杆臂10运动过程中保持稳定的状态，当条烟离开传感器S4不被触发时， 并且条烟到位传感器S3每次检测有效时，输入输出控制模块6驱动电机带动转动轴12旋 转，使得每个翻转杆臂10翻转90°，连续的翻转运动使得条烟有序的进入视觉检测箱1进 行在线检测。当条烟被传送带运送至视觉检测箱1内部接近中间位置时，拍照传感器Sl将条烟 到位信号输出至输入输出控制模块6，输入输出控制模块6输出触发信号至第1 4智能相 机C1-C4，对条烟的多个面进行拍摄，获取条烟图像进行缺陷分析，包括错牌、反包、无条盒 纸、条盒变形、条盒错位、条盒破损、印刷缺陷、无透明纸、条盒两端透明纸封口和长边封口 褶皱、破损、变形、透明纸散包、变形、破损、拉线错牙、拉线歪斜等十几种，第1 4智能相机 C1-C4将采集处理后的条烟图像数据以及缺陷分析结果通过以太网交换机4送至数据管理 系统2，数据管理系统2对接收到的条烟图像进行统计、存储。对于有上述任何一种缺陷的条烟，由智能相机发送剔除信号至输入输出控制模块
6，当剔除传感器S2检测到有条烟时，由输入输出控制模块6发出剔除信号至剔除机构5，剔 除机构5使其内部电磁阀得电，驱动气缸将的缺陷的条烟从传送带上快速顶出。
权利要求一种条烟外观缺陷视觉在线检测装置，安装于封箱机之前的传送带上，其特征在于包括视觉检测箱、数据管理系统、以太网交换机、条烟翻转机构、剔除机构以及输入输出控制模块，其中视觉检测箱采集条烟外观图像通过以太网交换机送至数据管理系统；输入输出控制模块接收视觉检测箱输出的条烟到位信号、剔除信号以及条烟翻转机构的位置信号，输出相机触发信号至视觉检测箱，输出电机控制信号至条烟翻转机构，输出剔除信号至剔除机构。
2.按权利要求1所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于所述视觉检测 箱具有多个智能相机、条形光源、以及光电传感器，其中，智能相机接收输入输出控制模块 的触发信号，输出条烟外观图像以及分析数据，通过以太网交换机送至数据管理系统；条形 光源接收输入输出控制模块的触发信号；光电传感器检测条烟的位置信号，输出至输入输 出控制模块。
3.按权利要求1所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于所述视觉检测 箱包括箱体、设于箱体内部的多个智能相机及其相机支架、多个条形光源及其光源支架以 及多个光电传感器及其传感器支架，其中多个智能相机通过其相机支架分别设于传送带的 上方及两侧、使智能相机能够拍摄到条烟外观的各个检测面的位置；多个条形光源通过其 光源支架分别设于智能相机周围、为智能相机提供最佳拍摄光线的位置；多个光电传感器 通过其传感器支架位于方便光电传感器检测条烟位置信号的位置。
4.按权利要求3所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于所述智能相机 为3 6个。
5.按权利要求3所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于每个智能相机 配置两个条形光源。
6.按权利要求3所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于所述光电传感 器为两个，分别设于传送带侧边发送拍摄信号的位置和箱体出口发送剔除信号的位置。
7.按权利要求1所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于所述条烟翻 转机构设于视觉检测箱之前的传送带上，包括翻转杆臂(10)、夹紧毛刷(11)以及转动轴 (12)，夹紧毛刷(11)为两个，设于转动轴(12)的两端，间距与条烟横向长度相当，翻转杆臂(10)为两套，分别设于两个夹紧毛刷(11)内侧、转动轴(12)的两端，每套为4个，在一个平 面上呈90度夹角布置。
8.按权利要求7所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于还具有条烟到 位传感器(S3)和条烟离开传感器(S4)，条烟到位传感器(S3)安装于转动轴(12)的侧边， 条烟离开传感器(S4)安装于翻转杆臂(10)的外缘。
9.按权利要求7所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于所述夹紧毛刷(11)具有基板，在基板相对侧设有毛刷。
10.按权利要求7所述的条烟外观缺陷视觉在线检测装置，其特征在于所述条烟翻转 机构通过支承架整体安装于传送带侧边。
专利摘要本实用新型涉及一种条烟外观缺陷视觉在线检测装置，安装于封箱机之前的传送带上，包括视觉检测箱、数据管理系统、以太网交换机、条烟翻转机构、剔除机构以及输入输出控制模块，其中视觉检测箱采集条烟外观图像通过以太网交换机送至数据管理系统；输入输出控制模块接收视觉检测箱输出的条烟到位信号、剔除信号以及条烟翻转机构的位置信号，输出相机触发信号至视觉检测箱，输出电机控制信号至条烟翻转机构，输出剔除信号至剔除机构。本实用新型不仅满足系统复杂算法处理速度的要求，同时可以减小系统的复杂度，免于使用庞大的工控机以及系统控制柜，简化了装置构成，检测项目全面，避免了以往人工检测带来的漏检等不足。
文档编号B65G47/00GK201713087SQ20102022421
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月12日 优先权日2010年6月12日
发明者于宏海, 张延利, 李昭月, 杜劲松, 毕欣 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所