烟支生产质量监控装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种烟支生产质量监控装置，包括控制器、光电传感器、摄像头、数据缓存器、LED驱动电路、LED光源、通信模块、移动终端和分拣执行装置；光电传感器与控制器连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域；摄像头通过数据缓存器连接控制器，用于采集进入检测区域的烟支包装图像；LED光源通过LED驱动电路连接控制器，在控制器的控制下进行照明；分拣执行装置与控制器连接，在控制器的控制下剔除缺支的烟支包装盒；通信模块与控制器连接，用于与移动终端进行通信。本发明提供的烟支生产质量监控装置，通过图像的实时采集实现了烟支缺支的自动检测，装置简单，可靠性高。
【专利说明】
烟支生产质量监控装置
技术领域
[0001]本发明涉及机器视觉技术领域，具体涉及一种烟支生产质量监控装置。
【背景技术】
[0002]最初的新产品上市比较容易引起卷烟企业对其质量的重视，但经过上市后一段时间，产品质量的不稳定状况就容易凸显。这包括产品的外观质量缺陷和产品的内在质量缺陷。产品的外观质量缺陷表现在烟支重量偏差、吸阻超标、烟支端部爆口、掉头等现象，这些外观上的缺陷继而又直接影响了产品的内在质量，这种内在质量表现在:主流烟气指标出现偏差、感官质量下降。由此可见，卷烟的外观质量在新产品研发中格外重要。
[0003]空头和缺支是卷烟包装中常见的生产缺陷。所谓空头即烟支中烟丝不饱满，在顶部形成空凹，国标GB/T22838中对烟支空头的界定是烟丝表面空凹大于Imm即为空头。缺支是指在烟支包装过程中，烟支的装入量小于规定烟包的数量。空头和缺支都属于生产质量问题，应在包装检验的过程中加以剔除。目前，烟厂大多采用机械式、红外光电检测式的自动检测系统，这些系统结构大多非常复杂，系统维护成本及故障率较高。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的是采用机械式、红外光电检测式系统检测烟支缺支系统维护成本高、故障率高的问题。
[0005]本发明通过下述技术方案实现:
一种烟支生产质量监控装置，包括控制器、光电传感器、摄像头、数据缓存器、LED驱动电路、LED光源、通信模块、移动终端以及分拣执行装置;所述光电传感器与所述控制器连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域;所述摄像头通过所述数据缓存器连接所述控制器，用于采集进入检测区域的烟支包装图像;所述LED光源通过所述LED驱动电路连接所述控制器，在所述控制器的控制下进行照明；所述分拣执行装置与所述控制器连接，在所述控制器的控制下剔除缺支的烟支包装盒;所述通信模块与所述控制器连接，用于与所述移动终端进行通信。
[0006]可选的，所述摄像头为CMOS摄像头。
[0007]可选的，所述烟支生产质量监控装置还包括与所述控制器连接的显示装置。通过设置显示装置，可以显示检测出的缺支的烟支包装盒数量等信息，便于烟支生产过程管控。
[0008]可选的，所述显示装置为液晶显示器。
[0009]可选的，所述通信模块为GPRS通信模块。
[0010]可选的，所述LED驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、NPN三极管、光耦、第一电容、第二电容以及MAX16800集成电路;所述第一电阻的一端接收第一电源电压，所述第一电阻的另一端连接所述第三电阻的一端和所述NPN三极管的集电极，所述NPN三极管的基极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述控制器，所述第三电阻的另一端连接所述光耦的第一输入端，所述光耦的第一输出端连接所述第一电容的一端和MAX16800集成电路的第2引脚并接收第二电源电压，所述光耦的第二输出端连接所述第四电阻的一端和MAX16800集成电路的第15引脚，所述第二电容的一端连接MAX16800集成电路的第11引脚，1^乂16800集成电路的第1引脚连接1^0光源的阳极，MAX16800集成电路的第9引脚连接LED光源的阴极和第五电阻的一端，所述NPN三极管的发射极、所述光耦的第二输入端、所述第一电容的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第二电容的另一端、MAX16800集成电路的第12引脚、第五电阻的另一端以及MAX16800集成电路的第10引脚接地。
[0011]为了抑制图像中不需要的部分，突现目标区域的重要特征，照明是图像采集过程中的重要部分。由于包装流水线所在环境背景较为复杂，对检测影响较大，因此在装置中采用高亮度LED光源作为背景光补偿。并且，装置中利用MAX16800集成电路作为光源恒流驱动芯片，保证了背光光源的稳定性。进一步，通过采用NPN三极管对控制器的控制信号进行电流放大，可以增大驱动电路的驱动能力。
[0012]可选的，所述烟支生产质量监控装置还包括与所述控制器连接的上位机。
[0013]本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
本发明提供的烟支生产质量监控装置，通过光电传感器检测烟支包装盒是否进入检测区域，在烟支包装盒进入检测区域后，摄像头采集进入检测区域的烟支包装图像，采集的图像经数据缓存器缓存后发送至控制器，由控制器判断烟支是否缺支，在存在缺支时控制分拣执行装置剔除缺支的烟支包装盒。本发明提供的装置通过图像的实时采集实现了烟支缺支的自动检测，装置简单，可靠性高。
【附图说明】
[0014]此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1是本发明实施例的烟支生产质量监控装置的结构示意图；
图2是本发明实施例的LED驱动电路的电路图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
[0016]图1是本发明实施例的烟支生产质量监控装置的结构示意图，所述烟支生产质量监控装置包括控制器10、光电传感器11、摄像头12、数据缓存器13、LED驱动电路14、LED光源15、通信模块18、移动终端20以及分拣执行装置16。
[0017]具体地，所述光电传感器11与所述控制器10连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域。光电传感器可以采用BF3R型光纤放大器，当烟支包装盒进入检测区域时，光纤放大器输出低电平，装置开始图像采集。所述摄像头12通过所述数据缓存器13连接所述控制器10，用于采集进入检测区域的烟支包装图像。在本实施例中，所述摄像头12可以为CMOS摄像头。例如，可以采用0V7620型号的CMOS摄像头。如果直接将所述摄像头12与所述控制器10连接，对所述控制器10的要求极高。因而本实施例利用了 FIFO图像缓存技术，在所述摄像头12和所述控制器10之间设置所述数据缓存器13。所述数据缓存器可以采用AL422B集成电路，AL422B集成电路将所述摄像头12采集的数据通过时序转换存储到AL422B中，然后通过所述控制器10读取缓存的图像数据。所述LED光源15通过所述LED驱动电路14连接所述控制器10，在所述控制器10的控制下进行照明。所述分拣执行装置16与所述控制器10连接，在所述控制器10的控制下剔除具有缺支的烟支包装盒。所述分拣执行装置16的结构与现有技术中相同，例如可以为机械手、高压气枪等。所述控制器10用于控制所述摄像头12、所述LED驱动电路14以及所述分拣执行装置16工作，并分析所述摄像头12采集的图像，在采集的烟支包装盒图像中发现烟支缺支时控制所述分拣执行装置16剔除具有缺支的烟支包装盒。本领域技术人员知晓如何对所述摄像头12采集的图像进行分析提取，在此不再赘述。在本实施例中，所述控制器10可以选用NXP公司的LPC2368集成电路。LPC2368集成电路是基于ARM7TDMI内核的微控制器，其内部集成了58 KB的RAM、512 KB的R0M、USB2.0控制器、高速AD/DA转换器等，并有丰富的I/O管脚。所述通信模块18与所述控制器10连接，用于与所述移动终端20进行通信。在本实施例中，所述通信模块18可以为GPRS通信模块，所述移动终端20可以为手机。通过设置所述通信模块18和所述移动终端20，所述控制器10可以将检测出的缺损烟支数量发送至所述移动终端20，便于生产管理人员远程监控。
[0018]进一步，本实施例的装置还可以包括与所述控制器10连接的显示装置17以及上位机19。所述显示装置17可以为液晶显示器，可以显示剔除具有缺支的烟支包装盒的数量等信息。所述控制器10可以通过USB接口与所述上位机19连接，通过USB接口传输数据给所述上位机19处理。
[0019]图2是所述LED驱动电路14的一种具体电路图，所述LED驱动电路14包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、NPN三极管Q1、光耦21、第一电容Cl、第二电容C2以及MAX16800集成电路。
[0020]具体地，所述第一电阻Rl的一端接收第一电源电压VDDl，所述第一电阻Rl的另一端连接所述第三电阻R3的一端和所述NPN三极管Ql的集电极，所述NPN三极管Ql的基极连接所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接所述控制器10，所述第三电阻R3的另一端连接所述光耦21的第一输入端，所述光耦21的第一输出端连接所述第一电容Cl的一端和MAX16800集成电路的第2引脚并接收第二电源电压VDD2，所述光耦21的第二输出端连接所述第四电阻R4的一端和MAX16800集成电路的第15引脚，所述第二电容C2的一端连接MAX16800集成电路的第11引脚，1^乂16800集成电路的第1引脚连接1^0光源的阳极，MAX16800集成电路的第9引脚连接LED光源的阴极和第五电阻R5的一端，所述NPN三极管Ql的发射极、所述光耦21的第二输入端、所述第一电容Cl的另一端、所述第四电阻R4的另一端、所述第二电容C2的另一端、MAX16800集成电路的第12引脚、第五电阻R5的另一端以及MAX16800集成电路的第10引脚接地。所述LED光源包括至少一个串联的LED，所述第一电源电压VDDl为5V，所述第二电源电压VDD2为12V。
[0021]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种烟支生产质量监控装置，其特征在于，包括控制器、光电传感器、摄像头、数据缓存器、LED驱动电路、LED光源、通信模块、移动终端以及分拣执行装置； 所述光电传感器与所述控制器连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域； 所述摄像头通过所述数据缓存器连接所述控制器，用于采集进入检测区域的烟支包装图像； 所述LED光源通过所述LED驱动电路连接所述控制器，在所述控制器的控制下进行照明； 所述分拣执行装置与所述控制器连接，在所述控制器的控制下剔除缺支的烟支包装盒； 所述通信模块与所述控制器连接，用于与所述移动终端进行通信。2.根据权利要求1所述的烟支生产质量监控装置，其特征在于，所述摄像头为CMOS摄像头。3.根据权利要求1所述的烟支生产质量监控装置，其特征在于，还包括与所述控制器连接的显示装置。4.根据权利要求3所述的烟支生产质量监控装置，其特征在于，所述显示装置为液晶显示器。5.根据权利要求1所述的烟支生产质量监控装置，其特征在于，所述通信模块为GPRS通信模块。6.根据权利要求1所述的烟支生产质量监控装置，其特征在于，所述LED驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、NPN三极管、光耦、第一电容、第二电容以及MAX16800集成电路； 所述第一电阻的一端接收第一电源电压，所述第一电阻的另一端连接所述第三电阻的一端和所述NPN三极管的集电极，所述NPN三极管的基极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述控制器，所述第三电阻的另一端连接所述光耦的第一输入端，所述光耦的第一输出端连接所述第一电容的一端和MAX16800集成电路的第2引脚并接收第二电源电压，所述光耦的第二输出端连接所述第四电阻的一端和MAX16800集成电路的第15引脚，所述第二电容的一端连接MAX16800集成电路的第11引脚，MAX16800集成电路的第I引脚连接LED光源的阳极，MAXl 6800集成电路的第9引脚连接LED光源的阴极和第五电阻的一端，所述NPN三极管的发射极、所述光耦的第二输入端、所述第一电容的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第二电容的另一端、MAX16800集成电路的第12引脚、第五电阻的另一端以及MAX16800集成电路的第10引脚接地。7.根据权利要求1至6任一项所述的烟支生产质量监控装置，其特征在于，还包括与所述控制器连接的上位机。
【文档编号】G01N21/88GK105973893SQ201610287676
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】张楠, 魏艾
【申请人】成都贝森伟任科技有限责任公司