卷烟机的制作方法

1.本发明涉及烟草机械领域，特别涉及一种卷烟机。


背景技术：

2.在现代卷烟生产过程中，生产速度越来越快，企业对产品质量的要求越来越严格。其中，针对烟支的质量检测包括空头、漏气、重量、外观等检测内容。目前，空头、漏气、重量等已经实现在线实时检测，但是绝大部分企业的烟支外观质量检测依然处于人工抽检的状态。卷烟机是用卷烟纸将烟丝卷成卷烟的机器。卷烟机包括供丝、成型、切割和重量控制四个主要部分，还有印刷、除尘等辅助部分。如何实现卷烟机产品的外观自动且准确的检测，对于提高产品质量和生产效率具有重要影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够对烟支的外观进行自动准确检测的卷烟机。
4.本发明公开一种卷烟机，包括：
5.烟支卷制装置，用于将烟丝卷制成烟支；
6.烟支输送装置，包括相邻的第一鼓轮和第二鼓轮，所述第一鼓轮用于转动以接收和向所述第二鼓轮输送卷制后的烟支，所述第二鼓轮用于转动以接收和向下游输送所述第一鼓轮输送过来的烟支；
7.第一摄像组，包括用于对所述第一鼓轮上的上的烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同的第一摄像装置和第二摄像装置；
8.第二摄像组，包括用于对所述第二鼓轮上的烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同的第三摄像装置和第四摄像装置；
9.图像采集装置，用于采集所述第一摄像装置、所述第二摄像装置、所述第三摄像装置和所述第四摄像装置拍摄的图像；
10.剔除装置，用于剔除烟支；
11.控制装置，与所述图像采集器和所述剔除装置信号连接，用于接收所述图像采集装置采集的图像，被配置为根据所述第一摄像装置和所述第二摄像装置拍摄的图像判断位于所述第一鼓轮上的烟支外观是否有缺陷，根据所述第三摄像装置和所述第四摄像装置拍摄的图像判断位于所述第二鼓轮上的烟支外观是否有外观缺陷，如果判断烟支存在外观缺陷，则控制所述剔除装置对判断有外观缺陷的烟支进行剔除。
12.在一些实施例中，所述控制装置被配置为：当第一摄像装置和第二摄像装置对烟支的同一外表面拍摄的图像显示在烟支的外表面的同一位置均存在斑点，则判断该烟支存在外观缺陷；如果当第一摄像装置和第二摄像装置对烟支的同一外表面拍摄的图像显示烟支的外表面只在不同位置均存在斑点，则判断该烟支在该外表面不存在外观缺陷；如果当第一摄像装置和第二摄像装置对烟支的同一外表面拍摄的图像只有一个图像显示烟支的外表面存在斑点，则判断该烟支在该外表面不存在外观缺陷。
13.在一些实施例中，所述第二鼓轮包括压力源和用于转动以输送烟支的包围所述压力源的外鼓面，所述外鼓面的外周上设有多个烟支输送口，所述第二鼓轮转动以输送烟支时，所述压力源通过所述多个烟支输送口提供负压以使各烟支吸附在所述第二鼓轮上，所述外鼓面具有剔除工位，位于所述剔除工位上的烟支输送口与所述第二鼓轮上的其他烟支输送口之间不连通，所述剔除装置包括与剔除工位上的烟支输送口连接以控制位于剔除工位上的烟支输送口的压力的压力控制阀，当判断烟支存在外观缺陷时，当存在外观缺陷的烟支输送到所述剔除工位时，所述压力控制阀控制位于所述剔除工位上的烟支输送口的负压消失或者将位于所述剔除工位上的烟支输送口的负压变为正压。
14.在一些实施例中，所述剔除装置还包括信号连接在所述控制装置和所述压力控制阀之间的采集剔除控制器，所述采集剔除控制器用于在判断烟支存在外观缺陷时接收所述控制装置的剔除信号以驱动所述压力控制阀。
15.在一些实施例中，所述图像采集装置包括信号连接在所述第一摄像组与所述控制装置之间的第一图像采集器和信号连接在所述第二摄像组与所述控制装置之间的第二图像采集器。
16.在一些实施例中，还包括机架，所述第一摄像组包括与所述机架固定连接的安装架和与所述第一摄像装置和所述第二摄像装置固定连接的第一连接板，所述第一连接板和/或所述安装架上设有直线形槽，所述第一连接板和所述安装架之间通过穿过所述直线形槽的螺栓和螺母的螺纹配合将所述第一连接板和所述安装架固定连接。
17.在一些实施例中，所述第一摄像组包括连接在所述第一连接板与所述第一摄像装置和/或所述第二摄像装置之间的第二连接板，所述第二连接板和/或所述第一连接板上设有弧形槽，所述第一连接板和所述第二连接板之间通过穿过所述弧形槽的螺栓和螺母的螺纹配合将所述第一连接板和所述第二连接板固定连接。
18.在一些实施例中，所述第一摄像装置和/或所述第二摄像装置包括相机和光源。
19.基于本发明提供的卷烟机，通过设置剔除装置以及设置第一摄像装置和第二摄像装置对第一鼓轮上的烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同，通过设置第三摄像装置和第四摄像装置对第二鼓轮上的烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同，然后通过图像采集装置采集图像传递至控制装置进行判断，从而可以对烟支的多个表面进行外观缺陷检测，当发现存在外观缺陷时，控制装置可以及时控制剔除装置对存在外观缺陷的烟支进行剔除，同时，还可以对第一鼓轮和第二鼓轮上是存在的飞沫干扰进行剔除，避免对烟支存在缺陷进行错判。
20.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
22.图1为本发明实施例的卷烟机对烟支的外观进行检测的结构原理示意图；
23.图2为本发明另一实施例的卷烟机的部分结构示意图；
24.图3为本发明又一实施例的卷烟机的第二鼓轮的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
30.本实施例的卷烟机包括烟支卷制装置、烟支输送装置、第一摄像组21、第二摄像组22、图像采集装置、剔除装置和控制装置4。
31.烟支卷制装置用于将烟丝卷制成烟支100。
32.如图1和图2所示，烟支输送装置包括相邻的第一鼓轮11和第二鼓轮12，第一鼓轮11用于转动以接收和向第二鼓轮12输送卷制后的烟支100，第二鼓轮12用于转动以接收和向下游输送第一鼓轮11输送过来的烟支100。烟支100在第一鼓轮11上和在第二鼓轮12上的朝向鼓轮的径向外侧的外表面不同。如图1所示的实施例中，当烟支100从第一鼓轮11上切换到第二鼓轮12上时，烟支100在第一鼓轮11上时的外表面和内表面，变成了在第二鼓轮12上的内表面和外表面，即内外方向相反(内外均是以相对所在鼓轮的径向为参考，远离鼓轮的圆心的方向为外)。
33.第一摄像组21包括用于对第一鼓轮11上的上的烟支100的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同的第一摄像装置211和第二摄像装置212。
34.第二摄像组22包括用于对第二鼓轮12上的烟支100的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同的第三摄像装置223和第四摄像装置224。
35.图像采集装置用于采集第一摄像装置211、第二摄像装置212、第三摄像装置223和第四摄像装置224拍摄的图像。
36.控制装置4与图像采集器和剔除装置信号连接，控制装置4用于接收图像采集装置采集的图像，控制装置4被配置为根据第一摄像装置211和第二摄像装置212拍摄的图像判断位于第一鼓轮11上的烟支100外观是否有缺陷，根据第三摄像装置223和第四摄像装置224拍摄的图像判断位于第二鼓轮12上的烟支100外观是否有外观缺陷，如果判断烟支100存在外观缺陷，则控制剔除装置对判断有外观缺陷的烟支100进行剔除。
37.控制装置在接收第一摄像组和第二摄像组拍摄的图像后，通过采用机器视觉技术，通过其图像处理系统，根据图像像素的分布和亮度、颜色等信息，将图像转变成数字信号，然后图像处理系统对这些数字信号进行运算来抽取特征，判断图像上是否存在斑点等外观缺陷，进而判断烟支100是否存在外观缺陷。由于第一摄像组的第一摄像装置和第二摄像装置以及第二摄像组的第三摄像装置和第四摄像装置对烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同，以第一摄像组为例，只有第一摄像装置和第二摄像装置拍摄的斑点位于烟支外表面图像的同一位置上才能判断烟支存在外观缺陷，当第一摄像装置和第二摄像装置拍摄的斑点位于外表面的图像的不同位置，说明该斑点实际并非位于烟支100的表面上，而是由于烟支和摄像装置之间的飞沫、尘块等阻挡物造成的干扰，从而可以排除干扰。
38.本实施例的卷烟机，通过设置剔除装置以及设置第一摄像装置211和第二摄像装置212对第一鼓轮11上的烟支100的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同，通过设置第三摄像装置223和第四摄像装置224对第二鼓轮12上的烟支100的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同，然后通过图像采集装置采集图像传递至控制装置4进行判断，从而可以对烟支100的多个表面进行外观缺陷检测，当发现存在外观缺陷时，控制装置4可以及时控制剔除装置对存在外观缺陷的烟支100进行剔除，同时，还可以对第一鼓轮11和第二鼓轮12上是存在的飞沫干扰进行剔除，避免对烟支100存在缺陷进行错判。
39.在一些实施例中，控制装置4被配置为：当第一摄像装置211和第二摄像装置212对烟支100的同一外表面拍摄的图像显示在烟支100的外表面的同一位置均存在斑点，则判断该烟支100存在外观缺陷；如果当第一摄像装置211和第二摄像装置212对烟支100的同一外表面拍摄的图像显示烟支100的外表面只在不同位置均存在斑点，则判断该烟支100在该外表面不存在外观缺陷；如果当第一摄像装置211和第二摄像装置212对烟支100的同一外表面拍摄的图像只有一个图像显示烟支100的外表面存在斑点，则判断该烟支100在该外表面不存在外观缺陷。控制装置根据第三摄像装置和第四摄像装置拍摄的图像判断烟支是否存在外观缺陷也同理。
40.在一些实施例中，如图3所示，第二鼓轮12包括压力源和用于转动以输送烟支100的包围压力源的外鼓面122，外鼓面122的外周上设有多个烟支输送口123，第二鼓轮12转动以输送烟支100时，压力源通过多个烟支输送口123提供负压以使各烟支100吸附在第二鼓轮12上，外鼓面具有剔除工位，在剔除工位上的烟支输送口与第二鼓轮12上的其他烟支输
送口之间不连通，剔除装置包括与剔除工位上的烟支输送口连接以控制位于剔除工位上的烟支输送口的压力的压力控制阀。外鼓面当判断烟支100存在外观缺陷时，当存在外观缺陷的烟支输送到剔除工位时，压力控制阀控制位于剔除工位上的烟支输送口的负压消失或者将位于剔除工位上的烟支输送口的负压变为正压。如图所示，压力源包括两个互不连通的具有开口的腔体，分别为第一腔体121和第二腔体124，第一腔体121和第二腔体124分别由两个不同气压管路提供压力，压力控制阀与第二腔体124所在的气压管路连接以控制第二腔体124的气压。当外鼓面的烟支输送口与第一腔体121连通时，第一腔体121提供负压使烟支吸附在外鼓面上，当外鼓面的烟支输送口与第二腔体124连通时，
41.在一些实施例中，剔除装置还包括信号连接在控制装置4和压力控制阀之间的采集剔除控制器，采集剔除控制器用于在判断烟支100存在外观缺陷时接收控制装置4的剔除信号以驱动压力控制阀。
42.在一些实施例中，图像采集装置包括信号连接在第一摄像组21与控制装置4之间的第一图像采集器31和信号连接在第二摄像组22与控制装置4之间的第二图像采集器32。
43.在一些实施例中，如图2所示，卷烟机还包括机架，第一摄像组21包括与机架固定连接的安装架213和与第一摄像装置211和第二摄像装置212固定连接的第一连接板214，第一连接板214和/或安装架213上设有直线形槽231，连接板和安装架213之间通过穿过直线形槽231的螺栓和螺母的螺纹配合将第一连接板214和安装架213固定连接。通过设置直线形槽231，可以调节第一连接板和安装架213之间的相对位置，从而可以调节第一摄像组的第一摄像装置和第二摄像装置相对于第一鼓轮的位置。
44.在一些实施例中，第一摄像组21包括连接在第一连接板214与第一摄像装置211和/或第二摄像装置212之间的第二连接板215，第二连接板215和/或第一连接板214上设有弧形槽232，第一连接板214和第二连接板215之间通过穿过弧形槽232的螺栓和螺母的螺纹配合将第一连接板214和第二连接板215固定连接。本实施例k可以调节第一摄像组的角度，从而可以调节第一摄像装置和第二摄像装置对第一鼓轮的拍摄角度。
45.在一些实施例中，第一摄像装置211和/或第二摄像装置212包括相机和光源，光源可以为led光源。
46.在一些实施例中，控制装置包括控制计算机。控制计算机可以对用户界面、图像显示存储、识别结果显示统计、控制参数调整集中监控。其通过rs232和usb3.0接口的方式与采集剔除控制器通讯，实现图像数据、结果信息、控制参数等通讯内容；根据需要可对外提供数据接口，实现同外部系统通讯。采集剔除控制器用标准usb3.0接口同相机连接实现图像数据传输，通过数字i/o接收原机时序信号并转发给高速相机，通过控制led光源的电源输出实现对光源(频闪或常亮)的控制。
47.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种卷烟机，其特征在于，包括：烟支卷制装置，用于将烟丝卷制成烟支；烟支输送装置，包括相邻的第一鼓轮和第二鼓轮，所述第一鼓轮用于转动以接收和向所述第二鼓轮输送卷制后的烟支，所述第二鼓轮用于转动以接收和向下游输送所述第一鼓轮输送过来的烟支；第一摄像组，包括用于对所述第一鼓轮上的上的烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同的第一摄像装置和第二摄像装置；第二摄像组，包括用于对所述第二鼓轮上的烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同的第三摄像装置和第四摄像装置；图像采集装置，用于采集所述第一摄像装置、所述第二摄像装置、所述第三摄像装置和所述第四摄像装置拍摄的图像；剔除装置，用于剔除烟支；控制装置，与所述图像采集器和所述剔除装置信号连接，用于接收所述图像采集装置采集的图像，被配置为根据所述第一摄像装置和所述第二摄像装置拍摄的图像判断位于所述第一鼓轮上的烟支外观是否有缺陷，根据所述第三摄像装置和所述第四摄像装置拍摄的图像判断位于所述第二鼓轮上的烟支外观是否有外观缺陷，如果判断烟支存在外观缺陷，则控制所述剔除装置对判断有外观缺陷的烟支进行剔除。2.如权利要求1所述的卷烟机，其特征在于，所述控制装置被配置为：当第一摄像装置和第二摄像装置对烟支的同一外表面拍摄的图像显示在烟支的外表面的同一位置均存在斑点，则判断该烟支存在外观缺陷；如果当第一摄像装置和第二摄像装置对烟支的同一外表面拍摄的图像显示烟支的外表面只在不同位置均存在斑点，则判断该烟支在该外表面不存在外观缺陷；如果当第一摄像装置和第二摄像装置对烟支的同一外表面拍摄的图像只有一个图像显示烟支的外表面存在斑点，则判断该烟支在该外表面不存在外观缺陷。3.如权利要求1所述的卷烟机，其特征在于，所述第二鼓轮包括压力源和用于转动以输送烟支的包围所述压力源的外鼓面，所述外鼓面的外周上设有多个烟支输送口，所述第二鼓轮转动以输送烟支时，所述压力源通过所述多个烟支输送口提供负压以使各烟支吸附在所述第二鼓轮上，所述外鼓面具有剔除工位，位于所述剔除工位上的烟支输送口与所述第二鼓轮上的其他烟支输送口之间不连通，所述剔除装置包括与剔除工位上的烟支输送口连接以控制位于剔除工位上的烟支输送口的压力的压力控制阀，当判断烟支存在外观缺陷时，当存在外观缺陷的烟支输送到所述剔除工位时，所述压力控制阀控制位于所述剔除工位上的烟支输送口的负压消失或者将位于所述剔除工位上的烟支输送口的负压变为正压。4.如权利要求3所述的卷烟机，其特征在于，所述剔除装置还包括信号连接在所述控制装置和所述压力控制阀之间的采集剔除控制器，所述采集剔除控制器用于在判断烟支存在外观缺陷时接收所述控制装置的剔除信号以驱动所述压力控制阀。5.如权利要求1所述的卷烟机，其特征在于，所述图像采集装置包括信号连接在所述第一摄像组与所述控制装置之间的第一图像采集器和信号连接在所述第二摄像组与所述控制装置之间的第二图像采集器。6.如权利要求1所述的卷烟机，其特征在于，还包括机架，所述第一摄像组包括与所述机架固定连接的安装架和与所述第一摄像装置和所述第二摄像装置固定连接的第一连接
板，所述第一连接板和/或所述安装架上设有直线形槽，所述第一连接板和所述安装架之间通过穿过所述直线形槽的螺栓和螺母的螺纹配合将所述第一连接板和所述安装架固定连接。7.如权利要求6所述的卷烟机，其特征在于，所述第一摄像组包括连接在所述第一连接板与所述第一摄像装置和/或所述第二摄像装置之间的第二连接板，所述第二连接板和/或所述第一连接板上设有弧形槽，所述第一连接板和所述第二连接板之间通过穿过所述弧形槽的螺栓和螺母的螺纹配合将所述第一连接板和所述第二连接板固定连接。8.如权利要求1所述的卷烟机，其特征在于，所述第一摄像装置和/或所述第二摄像装置包括相机和光源。

技术总结
本发明公开一种卷烟机，包括：烟支卷制装置；烟支输送装置，包括相邻的第一鼓轮和第二鼓轮；第一摄像组，包括用于对第一鼓轮上的上的烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同的第一摄像装置和第二摄像装置；第二摄像组，包括用于对第二鼓轮上的烟支的同一外表面进行拍摄且拍摄角度不同的第三摄像装置和第四摄像装置；图像采集装置；剔除装置；控制装置，与图像采集器和剔除装置信号连接，被配置为根据第一摄像装置、第二摄像装置、第三摄像装置和第四摄像装置拍摄的图像判断位于烟支外观是否有外观缺陷，如果判断烟支存在外观缺陷，则控制剔除装置对判断有外观缺陷的烟支进行剔除。剔除。剔除。


技术研发人员：柴源 陈镕 黄俊儒 蒋家钟 卢新润 饶海荣 陈金鹏 邓春宁 程华桂
受保护的技术使用者：龙岩烟草工业有限责任公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/8/31