煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)硬盒香煙小盒煙包包裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的鋁箔紙缺損、內(nèi)襯紙缺損等問(wèn)題?？捎糜谀壳笆袌?chǎng)上大量使用的G.DX2(ZB45)包裝機(jī)，既避免了缺陷煙包流入市場(chǎng)又減少了工作人員的工作量。主要由圖像采集組件、控制器及編碼器等外圍設(shè)備組成。其中，控制器內(nèi)包含一個(gè)工控板、一個(gè)接口板、一個(gè)帶觸摸屏的彩色液晶屏及一個(gè)母板，圖像采集組件內(nèi)包含一個(gè)CMOS工業(yè)相機(jī)、一個(gè)光學(xué)鏡頭、一個(gè)光源控制板及一個(gè)紅外LED光源。
【專(zhuān)利說(shuō)明】煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煙包檢測(cè)裝置領(lǐng)域，具體為一種煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上主流的硬盒香煙包裝機(jī)為G.DX2 (ΖΒ45)包裝機(jī)，在該包裝機(jī)的小盒煙包包裝過(guò)程中針對(duì)鋁箔紙的質(zhì)量檢測(cè)有外側(cè)鋁箔紙偏移檢測(cè)、內(nèi)側(cè)鋁箔紙偏移檢測(cè)，這兩個(gè)檢測(cè)均是在鋁箔紙包裝過(guò)程中對(duì)鋁箔紙所進(jìn)行的檢測(cè)，在商標(biāo)紙包裝過(guò)程中未設(shè)計(jì)有鋁箔紙缺損檢測(cè)裝置。小盒煙包在三號(hào)輪、四號(hào)輪包裝過(guò)程中產(chǎn)生的鋁箔紙缺損，設(shè)備均不能自動(dòng)檢測(cè)剔除。而且小盒煙包的鋁箔紙缺損后，往往會(huì)使煙支在三號(hào)輪、四號(hào)輪包裝過(guò)程中丟失，造成小盒煙包嚴(yán)重缺支。許多卷煙廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中都不同程度出現(xiàn)過(guò)鋁箔紙缺損的小盒煙包混入成品煙中的現(xiàn)象。
[0003]另外，原包裝機(jī)上在五號(hào)輪位置沒(méi)有對(duì)內(nèi)襯紙缺損進(jìn)行檢測(cè)的裝置，內(nèi)襯紙缺損的小盒煙包完成五號(hào)輪包裝后無(wú)法再進(jìn)行檢測(cè)。為避免內(nèi)襯紙缺損煙包流入市場(chǎng)，部分煙廠(chǎng)在五號(hào)輪位置安裝了色標(biāo)傳感器，該傳感器根據(jù)內(nèi)襯紙與鋁箔紙的顏色差異來(lái)判斷煙包是否存在內(nèi)襯紙。但從使用情況來(lái)看，這種方法僅適應(yīng)于鋁箔紙和內(nèi)襯紙顏色對(duì)比明顯的煙包，對(duì)于大多數(shù)鋁箔紙和內(nèi)襯紙顏色相近的煙包并不能有效分辨。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置，其特征在于:包括有圖像采集組件、控制器，其中:
[0007]所述圖像采集組件由配置有光學(xué)鏡頭的工業(yè)相機(jī)、光源電源電路供電的紅外光源構(gòu)成，所述紅外光源向待測(cè)煙包發(fā)射紅外光，所述工業(yè)相機(jī)采集待測(cè)煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙的圖像；
[0008]所述控制器由工控板、接入工控板的顯示屏、接口板構(gòu)成，其中接口板包括單片機(jī)、圖像采集組件通訊接口，所述單片機(jī)上接入有光源控制電路、包裝機(jī)組控制系統(tǒng)通訊接口，所述圖像采集組件中光源電源電路與光源控制電路連接，所述工業(yè)相機(jī)接入圖像采集組件通訊接口，所述單片機(jī)與工控板連接，接口板中圖像采集組件通訊接口亦接入工控板，所述包裝機(jī)組控制系統(tǒng)通訊接口與外部包裝機(jī)組控制系統(tǒng)連接；
[0009]所述圖像采集組件負(fù)責(zé)通過(guò)工業(yè)相機(jī)采集待檢煙包鋁箔紙以及內(nèi)襯紙的圖像，并進(jìn)行初步處理后傳送給控制器，控制器通過(guò)圖像處理技術(shù)對(duì)圖像采集組件采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并判斷是否存在鋁箔紙缺損、內(nèi)襯紙缺損，根據(jù)判斷結(jié)果向外部包裝機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)剔除信號(hào)，包裝機(jī)組控制系統(tǒng)在接收到剔除信號(hào)后，在剔除口把相應(yīng)缺陷煙包剔除。
[0010]所述的煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置，其特征在于:所述接口板中，單片機(jī)還接入有編碼器信號(hào)采集電路，且編碼器信號(hào)采集電路與外部增量編碼器連接。
[0011]本實(shí)用新型用于檢測(cè)硬盒香煙小盒煙包包裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的鋁箔紙缺損、內(nèi)襯紙缺損等問(wèn)題。在檢測(cè)到存在缺陷的煙包時(shí)向包裝機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)送剔除信號(hào)，由包裝機(jī)組控制系統(tǒng)在相應(yīng)位置將缺陷煙包剔除。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0013]1、采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)比傳統(tǒng)的色標(biāo)傳感器更加靈活、直觀。
[0014]2、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是一門(mén)比較成熟的技術(shù)，本實(shí)用新型中使用到的圖像處理算法都是機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域成熟的常用算法，各種商用或開(kāi)源的機(jī)器視覺(jué)函數(shù)庫(kù)中都包含了這些算法，開(kāi)發(fā)人員可以直接調(diào)用。
[0015]3、本實(shí)用新型可用于目前市場(chǎng)上大量使用的G.DX2(ZB45)包裝機(jī)，既避免了缺陷煙包流入市場(chǎng)又減少了工作人員的工作量。另外，由于采用了機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，而且?guī)в杏|摸屏，操作人員操作更加直觀、方便。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型圖像處理流程圖。
[0018]圖3為控制器實(shí)物側(cè)面剖視圖。
[0019]圖4為控制器實(shí)物正面剖視圖。
[0020]圖5為圖像采集組件實(shí)物側(cè)面剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示。煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置，包括有圖像采集組件、控制器，其中:
[0022]圖像采集組件由配置有光學(xué)鏡頭的工業(yè)相機(jī)、光源電源電路供電的紅外光源構(gòu)成，紅外光源向待測(cè)煙包發(fā)射紅外光，工業(yè)相機(jī)采集待測(cè)煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙的圖像；
[0023]控制器由工控板、接入工控板的顯示屏、接口板構(gòu)成，其中接口板包括單片機(jī)、圖像采集組件通訊接口，單片機(jī)上接入有光源控制電路、包裝機(jī)組控制系統(tǒng)通訊接口，圖像采集組件中光源電源電路與光源控制電路連接，工業(yè)相機(jī)接入圖像采集組件通訊接口，單片機(jī)與工控板連接，接口板中圖像采集組件通訊接口亦接入工控板，包裝機(jī)組控制系統(tǒng)通訊接口與外部包裝機(jī)組控制系統(tǒng)連接；
[0024]圖像采集組件負(fù)責(zé)通過(guò)工業(yè)相機(jī)采集待檢煙包鋁箔紙以及內(nèi)襯紙的圖像，并進(jìn)行初步處理后傳送給控制器，控制器通過(guò)圖像處理技術(shù)對(duì)圖像采集組件采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并判斷是否存在鋁箔紙缺損、內(nèi)襯紙缺損，根據(jù)判斷結(jié)果向外部包裝機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)剔除信號(hào)，包裝機(jī)組控制系統(tǒng)在接收到剔除信號(hào)后，在剔除口把相應(yīng)缺陷煙包剔除。
[0025]接口板中，單片機(jī)還接入有編碼器信號(hào)采集電路，且編碼器信號(hào)采集電路與外部增量編碼器連接。
[0026]如圖1、圖2所示。工控板用于操作系統(tǒng)以及上位機(jī)軟件的運(yùn)行。單片機(jī)負(fù)責(zé)執(zhí)行上位機(jī)軟件的控制命令，包括讀取編碼器相位、與包裝機(jī)組控制系統(tǒng)通訊等。圖像采集組件通訊接口用于連接圖像采集組件，單片機(jī)通過(guò)該接口控制圖像采集組件內(nèi)的工業(yè)相機(jī)在指定時(shí)間拍照，工業(yè)相機(jī)通過(guò)該接口將拍攝的圖片傳送給控制器內(nèi)的工控板。編碼器信號(hào)采集電路用于單片機(jī)讀取編碼器相位并傳送給工控板，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型與整個(gè)包裝機(jī)控制系統(tǒng)的相位同步。包裝機(jī)控制系統(tǒng)通訊接口用于單片機(jī)向包裝機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)送剔除信號(hào)。光源控制電路控制光源的開(kāi)關(guān)，只在系統(tǒng)拍照時(shí)才打開(kāi)光源，其它時(shí)間關(guān)閉光源，從而保證光源的穩(wěn)定性。LVDS顯示接口用于工控板與彩色液晶屏的連接。觸摸屏接口用于工控板與觸摸屏的連接。操作者可以通過(guò)液晶屏查看系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)信息，并通過(guò)觸摸屏設(shè)置系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。
[0027]在圖2中，本實(shí)用新型中的圖像處理程序首先將工業(yè)相機(jī)拍攝到的待檢煙包圖像分割為多個(gè)檢測(cè)區(qū)域。每個(gè)檢測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的圖像依次進(jìn)行灰度化、二值化、腐蝕、膨脹等處理，查找并繪制鋁箔紙/內(nèi)襯紙輪廓，最后計(jì)算出輪廓面積即鋁箔紙/內(nèi)襯紙對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)。灰度化是為了將工業(yè)相機(jī)拍攝到的煙包彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，如果采用的是黑白相機(jī)則不需要進(jìn)行灰度化處理；二值化是為了將鋁箔紙/內(nèi)襯紙與破損后的背景進(jìn)行區(qū)分，將鋁箔紙/內(nèi)襯紙像素的灰度值設(shè)為255，破損后的背景像素的灰度值設(shè)為O ;腐蝕及膨脹是為了消除經(jīng)二值化處理后的圖像中的一些小噪點(diǎn)，這樣可以提高后續(xù)查找凹陷圖案輪廓的速度；查找濾嘴凹陷圖案輪廓是為了繪制出鋁箔紙/內(nèi)襯紙的輪廓線(xiàn)，是后續(xù)計(jì)算鋁箔紙/內(nèi)襯紙像素?cái)?shù)的前提；計(jì)算鋁箔紙/內(nèi)襯紙輪廓面積是為了計(jì)算鋁箔紙/內(nèi)襯紙輪廓線(xiàn)包圍的鋁箔紙/內(nèi)襯紙像素?cái)?shù)。
[0028]在圖3中，首先將焊裝好電纜插座9的母板8通過(guò)螺釘固定到機(jī)箱箱體7上。然后將接口板4、工控板5及工控板散熱片6通過(guò)螺釘固定到一起之后通過(guò)螺柱固定到機(jī)箱箱體7上，工控板散熱片6緊貼機(jī)箱箱體7。再將液晶屏及觸摸屏I通過(guò)液晶屏安裝支架2固定到機(jī)箱前面板3上，通過(guò)液晶屏及觸摸屏電纜10連接液晶屏及觸摸屏I與接口板4。最后通過(guò)螺釘將機(jī)箱前面板3與機(jī)箱箱體7固定到一起。
[0029]在圖4中，接口板4與母板12之間通過(guò)兩個(gè)印制板插座13相連，母板12上的電纜插座14穿過(guò)機(jī)箱箱體7上對(duì)應(yīng)的安裝孔露出機(jī)箱箱體7。機(jī)箱箱體7側(cè)面的USB接口蓋板11用于防止灰塵進(jìn)入機(jī)箱箱體7。
[0030]在圖5中，通過(guò)鏡頭座17將鏡頭18固定到工業(yè)相機(jī)16上。通過(guò)相機(jī)支架19將工業(yè)相機(jī)16固定到底殼15上。通過(guò)光源支架20將LED光源21固定到底殼15上。通過(guò)螺釘將光源控制板22固定到底殼15上。通過(guò)電纜插座23自帶的鎖緊螺母將其固定到底殼15。通過(guò)萬(wàn)能膠將鏡頭濾光片24及光源濾光片25固定到底殼15上。最后通過(guò)螺釘將殼體上蓋26與底殼15固定到一起。
【權(quán)利要求】
1.煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置，其特征在于:包括有圖像采集組件、控制器，其中: 所述圖像采集組件由配置有光學(xué)鏡頭的工業(yè)相機(jī)、光源電源電路供電的紅外光源構(gòu)成，所述紅外光源向待測(cè)煙包發(fā)射紅外光，所述工業(yè)相機(jī)采集待測(cè)煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙的圖像； 所述控制器由工控板、接入工控板的顯示屏、接口板構(gòu)成，其中接口板包括單片機(jī)、圖像采集組件通訊接口，所述單片機(jī)上接入有光源控制電路、包裝機(jī)組控制系統(tǒng)通訊接口，所述圖像采集組件中光源電源電路與光源控制電路連接，所述工業(yè)相機(jī)接入圖像采集組件通訊接口，所述單片機(jī)與工控板連接，接口板中圖像采集組件通訊接口亦接入工控板，所述包裝機(jī)組控制系統(tǒng)通訊接口與外部包裝機(jī)組控制系統(tǒng)連接； 所述圖像采集組件負(fù)責(zé)通過(guò)工業(yè)相機(jī)采集待檢煙包鋁箔紙以及內(nèi)襯紙的圖像，并進(jìn)行初步處理后傳送給控制器，控制器通過(guò)圖像處理技術(shù)對(duì)圖像采集組件采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并判斷是否存在鋁箔紙缺損、內(nèi)襯紙缺損，根據(jù)判斷結(jié)果向外部包裝機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)剔除信號(hào)，包裝機(jī)組控制系統(tǒng)在接收到剔除信號(hào)后，在剔除口把相應(yīng)缺陷煙包剔除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測(cè)裝置，其特征在于:所述接口板中，單片機(jī)還接入有編碼器信號(hào)采集電路，且編碼器信號(hào)采集電路與外部增量編碼器連接。
【文檔編號(hào)】B65B19/28GK203793692SQ201420182149
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】張濟(jì)民, 張義偉, 王法明, 金懷國(guó), 顏魏偉, 張 杰, 徐洋, 楊廣東, 周寶民, 楊世華, 焦軍鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所, 陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司漢中卷煙廠(chǎng)