用于評估煙草加工業(yè)的棒狀產(chǎn)品的端面的設(shè)備和方法
【專利摘要】用于評估煙草加工業(yè)的棒狀產(chǎn)品（50）的端面（51）的設(shè)備（10）包括光學(xué)傳感器（13）和電子分析單元（24）。所述傳感器（13）被設(shè)立用于三維地測量棒狀產(chǎn)品（50）的整個端面（51）的表面輪廓。信號處理裝置（24）被設(shè)立用于確定端面（51）的角度α和/或纖維（60）相對于端面（51）的正/負超出高度。還包括用于評估煙草加工業(yè)的棒狀產(chǎn)品（50）的端面（51）的方法。
【專利說明】用于評估煙草加工業(yè)的棒狀產(chǎn)品的端面的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于評估煙草加工業(yè)的棒狀產(chǎn)品的端面、尤其是斷面的設(shè)備，其包括光學(xué)傳感器和電子信號處理裝置。本發(fā)明此外涉及用于評估煙草加工業(yè)的橫軸向輸送的棒狀產(chǎn)品的端面、尤其是斷面的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)地，通過觀察者主觀性地執(zhí)行香煙的過濾端部和燃燒端部以及過濾棒的端面的質(zhì)量監(jiān)控。在此，要評估的端面被利用肉眼觀察并且接著基于觀察者的經(jīng)驗被評估。評估的結(jié)果強烈地取決于各個觀察者的主觀性印象和經(jīng)驗。由此不同的評估的比較是不可能的。這在一些情況下、例如在優(yōu)化機器的切割裝置或最終驗收情況下導(dǎo)致問題。除了端面是質(zhì)地良好的還是不及格的主觀性感覺之外，尤其是也不能定義通過在生產(chǎn)機器處的優(yōu)化而改善端面的可再現(xiàn)尺度。
[0003]EP O 585 686 BI公開了用于檢驗香煙的填充的光學(xué)設(shè)備，其具有對香煙的端面進行照明的光源、帶有固定焦點的聚焦透鏡和探測器。透鏡的焦平面對準香煙的端部邊。傳感器被設(shè)立用于確定香煙端面的由透鏡聚焦到傳感器上的圖像的對比度。在最優(yōu)填充的香煙情況下，所探測的對比度最大。如果對比度信號下降到預(yù)定的閾值之下，則輸出報廢信號。
[0004]這種類型的類似的檢驗設(shè)備由EP O 630 586 B2已知。在一種實施方式中，光學(xué)設(shè)備包括兩個帶有不同固定焦點的聚焦透鏡和兩個對應(yīng)的探測器，其中焦平面相對于香煙的端部邊錯開。由香煙的端面所反射的光借助于可半透過的鏡和兩個透鏡聚焦到兩個探測器上。兩個探測器的信號被輸送給差動環(huán)節(jié)。如果兩個信號的差超過預(yù)先給定的值，則輸出報廢信號。在另一實施方式中，一起檢測香煙的端部邊并將所測量的亮度曲線與所存儲的額定亮度曲線相比較。該比較的輸出信號是香煙的軸向偏移的尺度并且允許對該測量的對應(yīng)補償。
[0005]由EP I 099 388 A2已知用于基于紅外透射測量來探測在香煙的燃燒端部處煙草的存在的離線檢驗裝置。在滾筒上使香煙從具有紅外源的煙草探測裝置旁邊經(jīng)過，所述紅外源發(fā)射軸向地在香煙的燃燒端部處對準香煙的紅外射束。徑向地從香煙射出的紅外輻射由四個圍繞香煙的周長布置的紅外探測器接收。只要通過香煙的燃燒端部透射的紅外輻射的強度不超過預(yù)先設(shè)定的閾值，則將香煙分類為可接受的。
[0006]EP O 704 172 BI公開了煙草加工業(yè)的機器所用的用于借助于聚集到圓形對象上的攝像機檢查所述對象、尤其是棒狀產(chǎn)品的端側(cè)的設(shè)備，其中借助于圖像處理裝置識別有缺陷的對象，例如伸出的紙邊(片狀物(f lap ))、在纖維材料和紙張之間的空隙(旁路(bypass))或者變色的區(qū)域或斑。
[0007]根據(jù)EP I 053 942 BI，將激光的光束經(jīng)由透鏡擴張并且借助于光闌產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的平面光圖案，所述光圖案被聚焦到香煙頭部。透鏡將所反射的光聚焦到對位置敏感的探測器上。由探測器所接收的反射光以相對于照射光有不同于零的角度布置。光闌包括用于照亮香煙頭部的端面的中央?yún)^(qū)域的較大開口和用于照明香煙紙張的端側(cè)的較小開口的圍繞較大開口同中心地布置的環(huán)。從在探測器上由較大開口產(chǎn)生的光斑相對于由通過較小開口所產(chǎn)生的光點構(gòu)成的環(huán)的偏移中例如可以推斷出香煙頭部處缺乏煙草填充，這導(dǎo)致香煙被扔掉。在格式變換時必須根據(jù)香煙直徑更換光闌，這是麻煩的和易于出錯的。此外，入射的光圖案相對于香煙頭部的小誤定位就已經(jīng)可能導(dǎo)致錯誤的測量結(jié)果，這要么意味著無缺陷的香煙的報廢要么意味著有缺陷的香煙的接受。
[0008]類似的檢驗設(shè)備由EP I 176 092 BI已知。這里利用由三個重疊的圓構(gòu)成的、部分地照亮要檢查的端面的光圖案來照射每個香煙頭部。除了同樣所設(shè)置的光闌相對于香煙頭部的所需要的精確定位之外，這里還設(shè)置用于產(chǎn)生光圖案的多個單光源，這些單光源必須相對于彼此以及相對于光闌準確地被定位，以便獲得無誤差的測量結(jié)果。此外，在每個與香煙對應(yīng)的光闌開口中產(chǎn)生光圖案是極其耗費的。因此僅僅提供好或壞信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的任務(wù)在于，說明一種設(shè)備和一種方法，其以少的耗費提供精確的定量值，以便能夠?qū)崿F(xiàn)對棒狀產(chǎn)品的端面質(zhì)量的詳細評估。
[0010]本發(fā)明利用獨立權(quán)利要求的特征來解決該任務(wù)。表面輪廓的三維測量使得能夠定量地確定所測量的端面在軸向上的間距或距離。通過這種方式可以獲得具有帶有大量數(shù)據(jù)點的棒狀產(chǎn)品的整個端面的深度信息的定量表面輪廓，這使得能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于產(chǎn)品質(zhì)量的極其詳細的陳述。為了評估端面或斷面的質(zhì)量，根據(jù)本發(fā)明設(shè)立信號處理裝置用于確定端面的角度和/或纖維相對于端面的正/負超出高度。通過該評估可以將不同的端面可再現(xiàn)地和定量地相互比較并且從而例如評估用于優(yōu)化的措施或者證明用于最終驗收的準則。根據(jù)本發(fā)明，即使在沒有參考樣本的情況下也可以按照統(tǒng)一的標準來評估端面和尤其是斷面。
[0011]本發(fā)明尤其是對于過濾棒的端面的評估是有利的。其它應(yīng)用例如涉及煙草桿或香煙的端面評估。
[0012]端面的角度優(yōu)選地被確定為與棒狀產(chǎn)品的表面輪廓相匹配的平面的斜度。該平面在此匹配于棒狀產(chǎn)品的填充材料的一部分或整個表面輪廓或者匹配于棒狀產(chǎn)品的整個表面輪廓。對填充材料的考慮相對于基本上或僅基于對棒狀產(chǎn)品填充材料的端邊的確定的角度確定是優(yōu)選的，因為由于在邊緣處的測量誤差和傳感器的有限的分辨率而難以將包絡(luò)材料和填充材料區(qū)分開來。
[0013]確定填充材料的各個纖維相對于端面的正/負超出高度允許比迄今顯著更精確的關(guān)于端面質(zhì)量的陳述。
[0014]為了能夠?qū)崿F(xiàn)對端面或斷面的質(zhì)量的更全面的評估，優(yōu)選地設(shè)立信號處理裝置用于確定其它評估準則。一個有利的準則是端面周長的橢圓度。另一有利的準則是棒狀產(chǎn)品的包封條的裂開或流蘇(Fransen)。另一有利的準則是包括填充材料在內(nèi)的整個端面或一部分的粗糙度特征值，其中不同長度的纖維以不同的加權(quán)縮水(eingehen)。這里也可以設(shè)想用于端面粗糙度的另一適當?shù)某叨取?br> [0015]不同的傳感器適用于三維地測量表面輪廓。優(yōu)選地，傳感器是光學(xué)距離傳感器，其被設(shè)立用于掃過棒狀產(chǎn)品的整個要檢查的端面。三角測量傳感器、也即基于三角測量的距離或位移測量傳感器的優(yōu)選使用使得能夠定量地確定所測量的端面在軸向上的間距。但是本發(fā)明不限制于三角測量傳感器。傳感器例如也可以是有3D能力的攝像機系統(tǒng)。
[0016]在優(yōu)選的實施方式中，傳感器是兩維光學(xué)距離或位移測量傳感器，其中輻射源被設(shè)立用于產(chǎn)生輻射扇面，以執(zhí)行對棒狀產(chǎn)品的端面的線狀掃描，并且其中為了平面地掃描棒狀產(chǎn)品的端面，距離或位移測量傳感器和棒狀產(chǎn)品的端側(cè)可相對彼此移動。借助于兩維光學(xué)位移測量傳感器，每棒狀產(chǎn)品的測量持續(xù)時間和從而總測量持續(xù)時間可以被顯著減少。在該實施方式中，輻射扇面在要檢查的端面的位置處的膨脹或?qū)挾葍?yōu)選地大于要檢查的端面的最大直徑，使得為了完全地掃過端面，傳感器相對于端面在一個方向上的移動就足夠了。
[0017]在另一實施方式中，傳感器是一維光學(xué)距離或位移測量傳感器，其中用于產(chǎn)生光束的輻射源被設(shè)立用于執(zhí)行對棒狀產(chǎn)品的端面的點狀掃描，并且其中為了平面地掃描棒狀產(chǎn)品的端面，距離或位移測量傳感器和棒狀產(chǎn)品的端側(cè)可以在兩個彼此垂直的方向上相對彼此移動。該實施方式例如在成本觀點下可以是優(yōu)選的。
[0018]因此一般而言，傳感器優(yōu)選地是一維或兩維光學(xué)位移測量傳感器，其中為了平面地掃描棒狀產(chǎn)品的端面，位移測量傳感器和棒狀產(chǎn)品的端側(cè)可以相對彼此移動。這可以通過移動傳感器和/或通過移動棒狀產(chǎn)品來進行。在一種優(yōu)選的實施方式中，該設(shè)備包括用于在測量期間相對于傳感器移動棒狀產(chǎn)品的操縱器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面根據(jù)優(yōu)選實施方式參照附圖闡述本發(fā)明。在此:
圖1示出本發(fā)明設(shè)備的示意視圖；
圖2、3示出產(chǎn)品的要檢查的端側(cè)的俯視圖，用于圖解兩維或一維位移測量傳感器的掃描過程；
圖4、5以歪斜斷面示出用于完好的產(chǎn)品和棒狀產(chǎn)品的示意測量圖；
圖6示出過濾棒的端側(cè)的所測量的三維輪廓；
圖7-9示出要確定的各種質(zhì)量準則的示意圖；和 圖10示出用于確定粗糙度特征數(shù)的示意流程圖。
【具體實施方式】
[0020]在圖1中所示的設(shè)備10用于評估煙草加工業(yè)的棒狀產(chǎn)品、尤其是過濾棒、香煙或煙草桿的端面或斷面的質(zhì)量。該設(shè)備10包括光學(xué)位移測量傳感器13和用于控制測量設(shè)備10和用于分析從傳感器13所接收的測量信號的在圖1中僅示意性示出的信號處理和控制裝置24。該設(shè)備10優(yōu)選地包括用于操縱要檢查的棒狀產(chǎn)品50的操縱器27。該設(shè)備10尤其是是實驗室或離線設(shè)備。信號處理和控制裝置24例如可以是計算機并且適宜地與操作/顯示終端28連接。
[0021]傳感器13如下來構(gòu)建。在傳感器外殼14中設(shè)置產(chǎn)生光束16的、經(jīng)由線路19被供電的光源15。光源15優(yōu)選地是激光光源，尤其是半導(dǎo)體激光器、例如激光二極管。強度最大值優(yōu)選地處于可見的范圍中，但是紅外范圍也是可設(shè)想的。優(yōu)選地，傳感器13包含射束擴張元件17、尤其是圓柱形透鏡，用于將光束16擴展成兩維光束扇面18。光束扇面18也可以以其它方式產(chǎn)生。[0022]光束扇面18通過出射窗20從傳感器13射出并且落到要測量的表面或端面、尤其是棒狀產(chǎn)品50的頭部端部的端側(cè)51上，并且在那里產(chǎn)生了線52，也即射線扇面18的平面與要測量的表面51的端線(Stirnlinie)。由表面51反射的光然后經(jīng)由在外殼14中所設(shè)置的入射窗26借助于在傳感器13中所包含的、尤其是兩維的透鏡系統(tǒng)或物鏡21被成像到輻射探測器22上，所述輻射探測器尤其是被構(gòu)造為兩維探測器或面探測器。借助于輻射探測器22所探測的圖像信息經(jīng)由信號線路23被輸出給信號處理裝置和控制裝置24。
[0023]基于在進入的輻射(輻射扇面18)和反射輻射25之間的角度，可以借助于三角測量定量地確定在線52上的每個點與對應(yīng)的參考點的精確的縱向間距并且從而確定線52的精確輪廓?？v向在此意味著沿著進入的輻射18的方向(這里是z方向)，更確切地說沿著進入的輻射18的中軸的方向或者替換地在棒狀產(chǎn)品50的縱軸的方向上。因此在輻射探測器22上以所涉及的橫截面、以定量的方式對線52的形狀和從而表面51的表面輪廓進行成像。
[0024]傳感器13優(yōu)選地被設(shè)立用于獲得0.1mm或之下、優(yōu)選地0.02mm或之下的位置分辨率，使得對于每個測量曲線(參見圖4)優(yōu)選地至少100個、進一步優(yōu)選地至少500個測量點可供使用。具有每測量曲線幾百個測量點的明顯低于0.1mm的位置分辨率在需要時可以毫無問題地獲得。
[0025]在進入的輻射(輻射扇面18)和反射輻射25之間的角度優(yōu)選地處于20°和70°之間并且為了獲得更高精度優(yōu)選地處于30°和60°之間。
[0026]操縱器27包括夾鉗31，利用其可以抓取棒狀產(chǎn)品50并且可以不會遺失地保持棒狀產(chǎn)品50。夾鉗31例如可以具有兩個配備有縱向缺口的夾片，在所述夾片之間夾緊要檢查的棒狀產(chǎn)品50并且所述夾片為此目的可以是相對彼此可調(diào)整的。操縱裝置和/或輸送裝置對于棒狀產(chǎn)品的其它類型的可移動接納是可能的，尤其是這里指滾筒輸送機，其尤其是被構(gòu)造為槽形滾筒，輸送帶或輸送鏈，其適宜地可以具有棒狀產(chǎn)品的接納槽、優(yōu)選吸入槽。操縱器27優(yōu)選地被設(shè)立用于在垂直于棒狀產(chǎn)品50的縱軸的方向上移動端面51。為此目的，例如可以設(shè)置未示出的線性驅(qū)動裝置，利用該線性驅(qū)動裝置可以在垂直于線52的方向(這里是I方向)上推移端面51。替換地，例如可以設(shè)置擺動驅(qū)動裝置，利用其可以圍繞水平軸(這里是X軸)擺動夾鉗31。其它可能性是可設(shè)想的。
[0027]在測量開始時，將在香煙50的頭部端部處的端側(cè)51展示給傳感器13。為了執(zhí)行統(tǒng)一測量，傳感器13被投入運行并且在香煙50的頭部端部處的端側(cè)51完全地被掃描。為此目的，使香煙50和傳感器13相對彼此在垂直于射束扇面18的方向上、這里例如在豎直方向上移動，以便射束扇面18或線52完全地掃過香煙的整個端側(cè)51。在測量期間在香煙50和傳感器13之間的相對移動可以優(yōu)選地通過豎直地推移夾鉗31或使其圍繞水平軸擺動來引起。替換地，例如傳感器13的擺動或推移也是可能的。在每個步驟之后或在之前所述的在香煙50和傳感器13之間的相對移動期間，記錄如例如在圖4中所示的測量曲線。替換于所述的逐步移動，也可以連續(xù)地移動操縱器或其它操縱裝置。
[0028]下面根據(jù)圖2更準確地來闡述掃描移動。圖2涉及具有如在圖1中所示的帶有光束扇面18的兩維位移測量傳感器13的實施方式。在圖2中，通過畫陰影線的矩形來圖解光束扇面18在要檢查的端面51的位置處的橫截面。光束扇面18在要檢查的端面51的位置處的膨脹b (參見圖2)有利地大于要檢查的產(chǎn)品的最大直徑d、尤其是大于10mm。如果使產(chǎn)品50的要檢查的端面51在掃描方向37上相對于光束扇面18移動，以便完全掃過包括包封條的邊54在內(nèi)的要檢查的端面51，則是足夠的。在圖2中為此目的示出11個掃描位置，其中在每個掃描位置處繪出測量曲線。在實際上，每產(chǎn)品50的掃描位置的數(shù)量根據(jù)所希望的測量分辨率通常顯著更高。按照之前所述，傳感器13被設(shè)立用于掃過包封條55的整個邊54。掃描位置也可以重疊。
[0029]在圖4的背景下，可以看到測量圖，其再現(xiàn)在y位置固定情況下在X方向上方的z方向(參見圖1)上在輻射探測器22上所探測的線52 (對應(yīng)于圖2中的一個掃描位置)?；谶@些幾何條件，圖4中的不規(guī)則曲線以對應(yīng)于線52的橫截面定量準確地再現(xiàn)表面51的表面輪廓(三角測量)。在圖4中的不規(guī)則曲線的右邊緣和左邊緣處在用Xl和x2所標出的位置處的值對應(yīng)于棒狀產(chǎn)品50的包絡(luò)材料的紙邊54或一般而言的邊。
[0030]端面51于是如前所述的那樣相對于傳感器13逐步地或連續(xù)地被推移并且在每個步驟之后記錄單獨的測量曲線(分別對應(yīng)于在圖2中的一個掃描位置)。這在圖4中通過五個重疊放置的測量圖來闡明，其中實際上對于每個棒狀產(chǎn)品所記錄的測量曲線的數(shù)量顯著更高或是多倍，以便在y方向上獲得希望的高測量分辨率。對于每個棒狀產(chǎn)品所記錄的測量曲線的數(shù)量(圖4中圖表的數(shù)量)優(yōu)選地如此測定，使得在兩個方向(在圖2中X和y方向)上得出統(tǒng)一的希望的測量分辨率。對于每個棒狀產(chǎn)品所記錄的測量曲線的數(shù)量因此優(yōu)選地是至少100，進一步優(yōu)選地至少500。
[0031]通過所述方式得出棒狀產(chǎn)品的整個端側(cè)表面51的高分辨率的三維輪廓。例如在圖6中以透視視圖示出過濾棒的所測量的三維輪廓。輪廓意味著，對于X和y方向上的每個測量值，說明表面51在縱向上所測量的相對間距(z值)。因此涉及具有三維數(shù)據(jù)的端側(cè)51的地形輪廓，所述輪廓下面也稱為深度輪廓。因此基于本發(fā)明，提供每測量具有例如10~3至10~6個或更多數(shù)據(jù)點的極其詳細的、定量和三維的表面信息。
[0032]在圖6中所示的高分辨率的3D輪廓在信號處理和控制裝置24中被分析，以便根據(jù)一個或多個質(zhì)量準則獲得端面51的高度精確的定量評估。信號處理和控制裝置24因此也可以被稱為分析單元。重要的質(zhì)量準則例如是端面51的角度α (參見圖7)、棒狀產(chǎn)品50的填充材料的纖維60超出端面51的正或負超出高度(參見圖8)和/或確定棒狀產(chǎn)品50的包絡(luò)材料63中存在紙張裂開61或流蘇62 (參見圖9)。下面根據(jù)過濾棒50詳細地描述分析方法。這可以按意義轉(zhuǎn)用于對煙草桿或香煙的端面的評估。
[0033]在分析時原則上必須注意，諸如醋酸鹽過濾嘴、活性炭過濾嘴、凹槽過濾嘴(Rezessfilter)、管過濾嘴等的不同過濾嘴類型是可能的。關(guān)于不同的過濾嘴類型的信息和與之匹配的分析方法優(yōu)選地被存儲在分析單元24中。
[0034]在棒狀產(chǎn)品50的邊緣處，3D輪廓經(jīng)常具有系統(tǒng)測量誤差。這可能具有不同的原因，例如在邊緣處的透光的光源或不準確地對準傳感器13的產(chǎn)品50。因此可能有利的是，在分析中不考慮3D輪廓的邊緣。在該情況下優(yōu)選簡單地在進一步分析之前從數(shù)據(jù)組中移除3D輪廓的邊緣。
[0035]尤其是在優(yōu)選地使用三角測量傳感器13的情況下，可以形成被遮蔽的區(qū)域，在這些區(qū)域中不能記錄深度信息或3D信息。這例如在活性炭過濾嘴、凹槽過濾嘴或管過濾嘴情況下出現(xiàn)。被遮蔽的區(qū)域優(yōu)選地在進一步分析之前根據(jù)周圍的深度信息或3D信息被內(nèi)插。
[0036]為了確定端面51的角度(參見圖7)，在分析單元24中將平面E與整個深度輪廓匹配(“擬合”)，例如通過以下方式:使平方誤差(平面E與深度輪廓的平方偏差之和)最小，或者以其它適當?shù)姆绞?。所匹配的平面E在圖5中表示具有顯著歪斜斷面的端面51的深度輪廓。端面的角度α作為在平面E和額定平面之間的角度得出，所述額定平面一般垂直于棒狀產(chǎn)品50的縱軸取向。在具有良好質(zhì)量的端面51的情況下，角度α大約為0°，例如參見圖4。
[0037]為了確定角度α而考慮棒狀產(chǎn)品50的端面51的整個或重要部分明顯地比僅觀察包封條(紙張)的端邊更準確，因為由于在邊緣處的測量誤差，區(qū)分包封材料與填充材料(絲束或煙草)是有問題的。
[0038]用于評估端面51的另一重要準則涉及棒狀產(chǎn)品50的填充材料在額定平面之上的突出的或縮回的纖維。在圖8的強烈簡化的例子中，僅示出了伸出的纖維(在ζ方向上的正超出高度)。各個纖維、尤其是醋酸鹽纖維或煙草纖維的正或負超出高度優(yōu)選地被相對于所匹配的平面E (參見圖5)來確定。為此目的例如可以將平面E從所測量的深度輪廓中減去。對于質(zhì)量評估有關(guān)的參量例如可以是纖維超出高度的標準偏差或者可比的統(tǒng)計參量，和/或超過或未超過預(yù)定容差范圍的纖維數(shù)目。容差范圍在此應(yīng)該被選擇為使得在產(chǎn)品50無缺陷的情況下在容差范圍之外不存在或僅存在可容忍的少量纖維。
[0039]也對于其它所觀察的準則有利的是，分別使用預(yù)先定義的容差范圍，在該容差范圍中將端面看作是“良好的”或“無缺陷的”。
[0040]為了識別裂開的紙張61或徑向地向外遠離的流蘇62，優(yōu)選地將橢圓與分析所基于的輪廓的邊緣進行匹配或者“擬合”。接著確定對象50的外形與橢圓的最大距離。如果存在紙張裂開或流蘇，則該距離比在無缺陷的產(chǎn)品情況下大。通過這種方式同樣可以識別徑向地向內(nèi)的溝槽。紙張裂開和徑向向內(nèi)或向外聳立的流蘇由對突出的纖維的評估來識另O，因為這些纖維類似地映射在輪廓中。
[0041]替換于或附加于伸出的纖維的準則，可以確定粗糙度特征值作為質(zhì)量準則。用于確定粗糙度特征值的優(yōu)選方法下面根據(jù)圖10來闡述。圖表70代表由傳感器13所記錄的原始數(shù)據(jù)。在步驟72中減去之前所確定的平面E (參見圖5)。得到的數(shù)據(jù)(其在圖表72中示出)在步驟73中被推移到刻度74的零點，所述刻度被劃分成具有預(yù)定的和在分析單元24中所存儲的加權(quán)因子Ci的行。此后在利用加權(quán)因子Ci附加地加權(quán)的情況下在步驟75中確定被覆蓋的光柵元件的數(shù)目(存放地示出)和在步驟76中確定被覆蓋的光柵元件的數(shù)目。此后在步驟77中構(gòu)成商，在步驟78中對結(jié)果取對數(shù)，以便在步驟79中最后獲得質(zhì)量數(shù)Q。
[0042]除了所述的和在圖7至9中示出的評估準則之外也可以從端面51的所測量的深度輪廓中確定其它準則，尤其是棒狀產(chǎn)品50的幾何參量，例如端側(cè)的橢圓度或偏心率、周長、直徑、面積等。為此可以優(yōu)選地使用之前所提及的與深度輪廓的邊緣匹配的橢圓。端面51的橢圓度例如被計算為在最大直徑dmax和最小直徑dmin之間的差。
[0043]多個之前所述的質(zhì)量準則可以以適當?shù)姆绞浇M合成一個統(tǒng)一的質(zhì)量數(shù)或者幾個少數(shù)統(tǒng)一的質(zhì)量數(shù)。這例如對于機器操作員而言可以比大量單個質(zhì)量準則更一目了然。
[0044]圖3示出具有一維位移測量傳感器的可替換的測量設(shè)備的本發(fā)明，所述一維位移測量傳感器被設(shè)立用于產(chǎn)生光束56。在圖3中通過畫陰影線的矩形示出光束56在要檢查的端面51的位置處的橫截面。光束56在要檢查的端面51上產(chǎn)生對應(yīng)的光斑或光點57。為了完全地掃過包括包封條55的邊54在內(nèi)的要檢查的端面51，在該實施方式中需要在兩個相互垂直的掃描方向58、59中相對于光束56移動產(chǎn)品50的要檢查的端面51。操縱器27因此例如必須被實施為兩軸的。在圖3中示出100個掃描位置，其中在每個掃描位置處均繪出測量值。實際上，每產(chǎn)品的掃描位置的數(shù)量根據(jù)希望的測量分辨率顯著更高。
[0045] 在前述實施例中使用了三角測量傳感器13。這些闡述可以對應(yīng)地轉(zhuǎn)用于對3D攝像機系統(tǒng)的可替換的使用。
【權(quán)利要求】
1.用于評估煙草加工業(yè)的棒狀產(chǎn)品(50)的端面(51)的設(shè)備(10)，該設(shè)備包括光學(xué)傳感器(13)和電子分析單元(24)，其特征在于，所述傳感器(13)被設(shè)立用于三維地測量棒狀產(chǎn)品(50)的整個端面(51)的表面輪廓，并且信號處理裝置(24)被設(shè)立用于基于由傳感器(13)所輸出的測量信號確定來自以下準則組中的至少一個: -端面(51)的角度α ； -纖維(60)相對于端面(51)的正/負超出高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，端面(51)的角度α被確定為與棒狀產(chǎn)品(50)的表面輪廓相匹配的平面E的斜度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，確定纖維(60)相對于與棒狀產(chǎn)品(50)的表面輪廓相匹配的平面E的正/負超出高度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，分析單元(24)被設(shè)立用于基于由傳感器(13)輸出的測量信號來評估下面的準則: -棒狀產(chǎn)品(50)的包封條(63)的裂開(61)或流蘇(62)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，信號處理裝置(24)被設(shè)立用于基于由傳感器(13)輸出的測量信號來評估下面的準則: -端面(51)的粗糙度特征值。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，信號處理裝置(24)被設(shè)立用于基 于由傳感器(13)輸出的測量信號來確定下面的準則: -端面(51)的周長的橢圓度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，傳感器(13)是光學(xué)位移測量傳感器，其被設(shè)立用于掃過棒狀產(chǎn)品(50 )的整個要檢查的端面(51)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，傳感器(13)是兩維光學(xué)位移測量傳感器，其中輻射源(15，17)被設(shè)立用于產(chǎn)生輻射扇面(18)，以便執(zhí)行對棒狀產(chǎn)品(50)的端面(51)的線狀掃描(52)，并且其中為了平面地掃描棒狀產(chǎn)品(50)的端面(51)，位移測量傳感器(13 )和棒狀產(chǎn)品(50 )的端側(cè)(51)可相對彼此移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，輻射扇面(18)在要檢查的端面(51)的位置處的膨脹b大于要檢查的端面(51)的最大直徑d。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的設(shè)備，其特征在于，傳感器(13)是一維光學(xué)位移測量傳感器，其中用于產(chǎn)生光束的輻射源(15)被設(shè)立用于執(zhí)行對棒狀產(chǎn)品(50)的端面(51)的點狀掃描，并且其中為了平面地掃描棒狀產(chǎn)品(50)的端面(51)，位移測量傳感器(13)和棒狀產(chǎn)品(50)的端側(cè)(51)可以在兩個彼此垂直的的方向上相對彼此移動。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，傳感器(13)包括有3D能力的攝像機。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括用于在測量期間相對于傳感器(13)移動棒狀產(chǎn)品(50)的操縱器(27)和/或操縱裝置和/或輸送裝置。
13.煙草加工業(yè)的機器，其特征在于，該機器包括根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備。
14.用于評估煙草加工業(yè)的棒狀產(chǎn)品(50)的端面(51)的方法，其特征在于，借助于光學(xué)傳感器(13)三維地測量棒狀產(chǎn)品(50)的整個端面(51)的表面輪廓，并且其中在電子信號處理裝置(24)中基于由傳感器(13)所輸出的測量信號確定來自以下準則組中的至少一個: -端面(51)的角度α ； -纖維(60)相對于端面(51)的正/負超出高度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，對于各個準則分別觀察預(yù)先定義的容差范圍，在該容差范圍中端面(51)被看作是“良好的”或“無缺陷的”，其中能夠定義優(yōu)選可參數(shù)化的上限Zmax和優(yōu)選可參數(shù)化的下限zmin，并且其中如果所確定的值處于容差范圍之外，則產(chǎn)生誤差信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，在端面(51)的角度α偏離優(yōu)選可參數(shù)化的極限值時生 成誤差信號 。
【文檔編號】G01N21/952GK103504471SQ201310232759
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】H.加斯特, P.施特勞貝, A.岡澤維希, M.福爾格 申請人:豪尼機械制造股份公司