專利名稱：一種條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙草行業(yè)中的檢測裝備，具體的說是一種條煙外觀缺陷在線檢測
直O(jiān)
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化的卷煙生產(chǎn)中，成品小包香煙經(jīng)歷條盒包裝、條盒透明紙包裝、條煙美容、缺包檢測、條煙輸送等環(huán)節(jié)，最后進(jìn)入封箱機(jī)。在進(jìn)入封箱機(jī)之前的各環(huán)節(jié)中，均存在影響條煙外觀質(zhì)量的因素。在實際生產(chǎn)中，條煙的外觀質(zhì)量是缺陷檢測的一個重點(diǎn)。在傳統(tǒng)的透明紙缺陷檢測工序中，都是依靠人工對透明紙質(zhì)量進(jìn)行檢測，效率非常低，由于長時間靠眼睛檢查生產(chǎn)線的產(chǎn)品，人很容易疲勞，工作強(qiáng)度非常大，而且容易發(fā)生漏檢的情況。為了降低檢測人員的勞動強(qiáng)度，提高產(chǎn)品出廠的質(zhì)量，減少生產(chǎn)企業(yè)的人力成本和管理成本，出現(xiàn)在利用工控機(jī)配合采集卡的方式對條煙外觀缺陷進(jìn)行檢測，這種方式存在檢測裝置體積大、處理速度慢、效率低等不足，不能滿足條煙外觀缺陷在線檢測的高速度要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的條煙檢測裝置積大、處理速度慢等不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種速度快、精度高、穩(wěn)定性好，與被測物不接觸且無污染的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置安裝于封箱機(jī)之前的傳送帶上，包括視覺檢測箱、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、以太網(wǎng)交換機(jī)、條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、剔除機(jī)構(gòu)以及輸入輸出控制模塊，其中視覺檢測箱采集條煙外觀圖像通過以太網(wǎng)交換機(jī)送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；輸入輸出控制模塊接收視覺檢測箱輸出的條煙到位信號、剔除信號以及條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的位置信號，輸出相機(jī)觸發(fā)信號至視覺檢測箱，輸出電機(jī)控制信號至條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸出剔除信號至剔除機(jī)構(gòu)。所述視覺檢測箱具有多個智能相機(jī)、條形光源、以及光電傳感器，其中，智能相機(jī)接收輸入輸出控制模塊的觸發(fā)信號，輸出條煙外觀圖像以及分析數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)交換機(jī)送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；條形光源接收輸入輸出控制模塊的觸發(fā)信號；光電傳感器檢測條煙的位置信號，輸出至輸入輸出控制模塊。所述視覺檢測箱包括箱體、設(shè)于箱體內(nèi)部的多個智能相機(jī)及其相機(jī)支架、多個條形光源及其光源支架以及多個光電傳感器及其傳感器支架，其中多個智能相機(jī)通過其相機(jī)支架分別設(shè)于傳送帶的上方及兩側(cè)、使智能相機(jī)能夠拍攝到條煙外觀的各個檢測面的位置；多個條形光源通過其光源支架分別設(shè)于智能相機(jī)周圍、為智能相機(jī)提供最佳拍攝光線的位置；多個光電傳感器通過其傳感器支架位于方便光電傳感器檢測條煙位置信號的位置；所述智能相機(jī)為3 6個；每個智能相機(jī)配置兩個條形光源；所述光電傳感器為兩個，分別設(shè)于傳送帶側(cè)邊發(fā)送拍攝信號的位置和箱體出口發(fā)送剔除信號的位置。所述條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)于視覺檢測箱之前的傳送帶上，包括翻轉(zhuǎn)桿臂、夾緊毛刷以及轉(zhuǎn)動軸，夾緊毛刷為兩個，設(shè)于轉(zhuǎn)動軸的兩端，間距與條煙橫向長度相當(dāng)，翻轉(zhuǎn)桿臂為兩套，分別設(shè)于兩個夾緊毛刷內(nèi)側(cè)、轉(zhuǎn)動軸的兩端，每套為4個，在一個平面上呈90度夾角布置。本發(fā)明還具有條煙到位傳感器和條煙離開傳感器，條煙到位傳感器安裝于轉(zhuǎn)動軸的側(cè)邊，條煙離開傳感器安裝于翻轉(zhuǎn)桿臂的外緣。所述夾緊毛刷具有基板，在基板相對側(cè)設(shè)有毛刷。所述條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過支承架整體安裝于傳送帶側(cè)邊。本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明裝置的視覺系統(tǒng)采用四套工業(yè)彩色CCD智能相機(jī)，利用內(nèi)部高速DSP處理芯片對進(jìn)入封箱機(jī)之前各環(huán)節(jié)的條煙圖像進(jìn)行實時分析處理，不僅滿足系統(tǒng)復(fù)雜算法處理速度的要求，同時可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜度，免于使用龐大的工控機(jī)以及系統(tǒng)控制柜，簡化了裝置構(gòu)成。2.本發(fā)明運(yùn)用更為先進(jìn)的機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行在線無接觸式對進(jìn)入封箱機(jī)前的條煙外觀五個面進(jìn)行缺陷在線檢測，缺陷包括錯牌、反包、無條盒紙、條盒變形、錯位、破損、印刷缺陷、無透明紙、條包兩端透明紙封口和長邊封口褶皺、破損、變形、透明紙散包、變形、破損、錯牙、歪斜、缺少等十幾種，并對缺陷條煙進(jìn)行自動剔除，檢測項目全面，避免了以往人工檢測帶來的漏檢等不足。3.本發(fā)明采用SQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對每箱煙進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)庫信息內(nèi)容包括煙箱的品牌、流水賬號、合格或缺條記錄、檢測日期(包括年/月/日/時/分/秒)等，同時記錄系統(tǒng)故障、班組統(tǒng)計、開停機(jī)記錄等信息，便于日后查詢管理。


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中視覺檢測箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中視覺檢測箱中各部件的電氣原理圖；圖4為本發(fā)明中數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)示意圖；圖5為本發(fā)明中翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明裝置的使用方法做進(jìn)一步說明。為了降低檢測人員的勞動強(qiáng)度，提高產(chǎn)品出廠的質(zhì)量，減少生產(chǎn)企業(yè)的人力成本和管理成本，本發(fā)明利用智能相機(jī)結(jié)合圖像處理技術(shù)的在線檢測裝置可以有效地檢出條包包裝中常見的拉線錯牙、透明紙缺失、透明紙損壞、條盒紙反折、條包品牌錯誤(混入別的品牌)、透明紙嚴(yán)重褶皺、透明紙撕裂等包裝缺陷，將包裝不合格的產(chǎn)品從生產(chǎn)線上剔出。如圖1所示，為本發(fā)明電氣結(jié)構(gòu)示意圖，包括視覺檢測箱1、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2、以太網(wǎng)交換機(jī)4、條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、剔除機(jī)構(gòu)5以及輸入輸出控制模塊7，其中視覺檢測箱1設(shè)于翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3之后的傳送帶上，用于采集條煙外觀圖像，并將采集到的圖像通過以太網(wǎng)交換機(jī)4送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2 ；輸入輸出控制模塊6接收視覺檢測箱1輸出的條煙到位信號、剔除信號以及條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的位置信號，輸出相機(jī)觸發(fā)信號至視覺檢測箱1，輸出電機(jī)控制信號至條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，輸出剔除信號至剔除機(jī)構(gòu)5。如圖2所示，為本發(fā)明裝置中視覺檢測箱1內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。所述視覺檢測箱1 包括多個智能相機(jī)、條形光源以及光電傳感器，其中，智能相機(jī)接收輸入輸出控制模塊的觸發(fā)信號，輸出條煙外觀圖像通過以太網(wǎng)交換機(jī)送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；條形光源接收輸入輸出控制模塊的觸發(fā)信號；光電傳感器檢測條煙的位置信號，輸出至輸入輸出控制模塊，智能相機(jī)為3 6個，每個智能相機(jī)配置兩個條形光源；光電傳感器為兩個，分別設(shè)于傳送帶側(cè)邊發(fā)送拍攝信號的位置和箱體出口發(fā)送剔除信號的位置。本實施例中，如圖3所示，視覺檢測箱1內(nèi)部包括第1 4智能相機(jī)C1-C4，第1 6條形光源L1-L6以及拍照傳感器Si、剔除傳感器S2。如圖5所示，條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3設(shè)于視覺檢測箱1之前的傳送帶上，通過支承架整體安裝于傳送帶側(cè)邊，包括翻轉(zhuǎn)桿臂10、夾緊毛刷11以及轉(zhuǎn)動軸12，夾緊毛刷11為兩個，具有基板，在基板相對側(cè)設(shè)有毛刷，兩個夾緊毛刷11分別設(shè)于轉(zhuǎn)動軸12的兩端，間距與條煙橫向長度相當(dāng)，用于夾持進(jìn)入條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的條煙；翻轉(zhuǎn)桿臂10為兩套，分別設(shè)于兩個夾緊毛刷11內(nèi)側(cè)、轉(zhuǎn)動軸12的兩端，每套為4個，在一個平面上呈90度夾角布置。條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3中條煙到位傳感器S3安裝于轉(zhuǎn)動軸12的側(cè)邊，條煙離開傳感器 S4安裝于翻轉(zhuǎn)桿臂10的外緣。如圖4所示，為本發(fā)明裝置中數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)示意圖，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2包括上位機(jī)操作軟件、嵌入式一體機(jī)、SQL Server數(shù)據(jù)庫，所述上位機(jī)操作軟件負(fù)責(zé)配置第1 4智能相機(jī)C1-C4參數(shù)設(shè)置，圖像信息顯示與查詢功能；嵌入式一體機(jī)通過以太網(wǎng)交換機(jī)與第1 4 智能相機(jī)C1-C4進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。本發(fā)明裝置的工作過程如下當(dāng)條煙在傳送帶上接受本發(fā)明裝置檢測時，首先進(jìn)入條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，翻轉(zhuǎn)桿臂 10將條煙從傳輸帶上翻起，使得條煙的拉線面朝上，便于本發(fā)明裝置進(jìn)行檢測，夾緊毛刷 11使得條煙在翻轉(zhuǎn)桿臂10運(yùn)動過程中保持穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)條煙離開傳感器S4不被觸發(fā)時， 并且條煙到位傳感器S3每次檢測有效時，輸入輸出控制模塊6驅(qū)動電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動軸12旋轉(zhuǎn)，使得每個翻轉(zhuǎn)桿臂10翻轉(zhuǎn)90°，連續(xù)的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動使得條煙有序的進(jìn)入視覺檢測箱1進(jìn)行在線檢測。當(dāng)條煙被傳送帶運(yùn)送至視覺檢測箱1內(nèi)部接近中間位置時，拍照傳感器Sl將條煙到位信號輸出至輸入輸出控制模塊6，輸入輸出控制模塊6輸出觸發(fā)信號至第1 4智能相機(jī)C1-C4，對條煙的多個面進(jìn)行拍攝，獲取條煙圖像進(jìn)行缺陷分析，包括錯牌、反包、無條盒紙、條盒變形、條盒錯位、條盒破損、印刷缺陷、無透明紙、條盒兩端透明紙封口和長邊封口褶皺、破損、變形、透明紙散包、變形、破損、拉線錯牙、拉線歪斜等十幾種，第1 4智能相機(jī) C1-C4將采集處理后的條煙圖像數(shù)據(jù)以及缺陷分析結(jié)果通過以太網(wǎng)交換機(jī)4送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2對接收到的條煙圖像進(jìn)行統(tǒng)計、存儲。對于有上述任何一種缺陷的條煙，由智能相機(jī)發(fā)送剔除信號至輸入輸出控制模塊 6，當(dāng)剔除傳感器S2檢測到有條煙時，由輸入輸出控制模塊6發(fā)出剔除信號至剔除機(jī)構(gòu)5，剔除機(jī)構(gòu)5使其內(nèi)部電磁閥得電，驅(qū)動氣缸將的缺陷的條煙從傳送帶上快速頂出。
權(quán)利要求
1.一種條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，安裝于封箱機(jī)之前的傳送帶上，其特征在于 包括視覺檢測箱、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、以太網(wǎng)交換機(jī)、條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、剔除機(jī)構(gòu)以及輸入輸出控制模塊，其中視覺檢測箱采集條煙外觀圖像通過以太網(wǎng)交換機(jī)送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；輸入輸出控制模塊接收視覺檢測箱輸出的條煙到位信號、剔除信號以及條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的位置信號，輸出相機(jī)觸發(fā)信號至視覺檢測箱，輸出電機(jī)控制信號至條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸出剔除信號至剔除機(jī)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于所述視覺檢測箱具有多個智能相機(jī)、條形光源、以及光電傳感器，其中，智能相機(jī)接收輸入輸出控制模塊的觸發(fā)信號，輸出條煙外觀圖像以及分析數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)交換機(jī)送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；條形光源接收輸入輸出控制模塊的觸發(fā)信號；光電傳感器檢測條煙的位置信號，輸出至輸入輸出控制模塊。
3.按權(quán)利要求1所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于所述視覺檢測箱包括箱體、設(shè)于箱體內(nèi)部的多個智能相機(jī)及其相機(jī)支架、多個條形光源及其光源支架以及多個光電傳感器及其傳感器支架，其中多個智能相機(jī)通過其相機(jī)支架分別設(shè)于傳送帶的上方及兩側(cè)、使智能相機(jī)能夠拍攝到條煙外觀的各個檢測面的位置；多個條形光源通過其光源支架分別設(shè)于智能相機(jī)周圍、為智能相機(jī)提供最佳拍攝光線的位置；多個光電傳感器通過其傳感器支架位于方便光電傳感器檢測條煙位置信號的位置。
4.按權(quán)利要求3所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于所述智能相機(jī)為3 6個。
5.按權(quán)利要求3所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于每個智能相機(jī)配置兩個條形光源。
6.按權(quán)利要求3所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于所述光電傳感器為兩個，分別設(shè)于傳送帶側(cè)邊發(fā)送拍攝信號的位置和箱體出口發(fā)送剔除信號的位置。
7.按權(quán)利要求1所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于所述條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)于視覺檢測箱之前的傳送帶上，包括翻轉(zhuǎn)桿臂(10)、夾緊毛刷(11)以及轉(zhuǎn)動軸 (12)，夾緊毛刷(11)為兩個，設(shè)于轉(zhuǎn)動軸(1 的兩端，間距與條煙橫向長度相當(dāng)，翻轉(zhuǎn)桿臂(10)為兩套，分別設(shè)于兩個夾緊毛刷(11)內(nèi)側(cè)、轉(zhuǎn)動軸(1 的兩端，每套為4個，在一個平面上呈90度夾角布置。
8.按權(quán)利要求7所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于還具有條煙到位傳感器(S3)和條煙離開傳感器(S4)，條煙到位傳感器(S3)安裝于轉(zhuǎn)動軸(12)的側(cè)邊， 條煙離開傳感器(S4)安裝于翻轉(zhuǎn)桿臂(10)的外緣。
9.按權(quán)利要求7所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于所述夾緊毛刷(11)具有基板，在基板相對側(cè)設(shè)有毛刷。
10.按權(quán)利要求7所述的條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，其特征在于所述條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過支承架整體安裝于傳送帶側(cè)邊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種條煙外觀缺陷視覺在線檢測裝置，安裝于封箱機(jī)之前的傳送帶上，包括視覺檢測箱、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、以太網(wǎng)交換機(jī)、條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、剔除機(jī)構(gòu)以及輸入輸出控制模塊，其中視覺檢測箱采集條煙外觀圖像通過以太網(wǎng)交換機(jī)送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；輸入輸出控制模塊接收視覺檢測箱輸出的條煙到位信號、剔除信號以及條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的位置信號，輸出相機(jī)觸發(fā)信號至視覺檢測箱，輸出電機(jī)控制信號至條煙翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，輸出剔除信號至剔除機(jī)構(gòu)。本發(fā)明不僅滿足系統(tǒng)復(fù)雜算法處理速度的要求，同時可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜度，免于使用龐大的工控機(jī)以及系統(tǒng)控制柜，簡化了裝置構(gòu)成，檢測項目全面，避免了以往人工檢測帶來的漏檢等不足。
文檔編號G06K9/20GK102275657SQ20101019909
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者于宏海, 張延利, 李昭月, 杜勁松, 畢欣 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所