煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)公開了一種基于機器視覺技術(shù)的煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置，用于檢測硬盒香煙小盒煙包包裝過程中可能出現(xiàn)的鋁箔紙缺損、內(nèi)襯紙缺損等問題。可用于目前市場上大量使用的G.DX2(ZB45)包裝機，既避免了缺陷煙包流入市場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)包含一個工控板、一個接口板、一個帶觸摸屏的彩色液晶屏及一個母板，圖像采集組件內(nèi)包含一個CMOS工業(yè)相機、一個光學(xué)鏡頭、一個光源控制板及一個紅外LED光源。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置
本技術(shù)涉及煙包檢測裝置領(lǐng)域，具體為一種煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置。
技術(shù)介紹
目前市場上主流的硬盒香煙包裝機為G.DX2 (ΖΒ45)包裝機，在該包裝機的小盒煙包包裝過程中針對鋁箔紙的質(zhì)量檢測有外側(cè)鋁箔紙偏移檢測、內(nèi)側(cè)鋁箔紙偏移檢測，這兩個檢測均是在鋁箔紙包裝過程中對鋁箔紙所進行的檢測，在商標(biāo)紙包裝過程中未設(shè)計有鋁箔紙缺損檢測裝置。小盒煙包在三號輪、四號輪包裝過程中產(chǎn)生的鋁箔紙缺損，設(shè)備均不能自動檢測剔除。而且小盒煙包的鋁箔紙缺損后，往往會使煙支在三號輪、四號輪包裝過程中丟失，造成小盒煙包嚴重缺支。許多卷煙廠在生產(chǎn)過程中都不同程度出現(xiàn)過鋁箔紙缺損的小盒煙包混入成品煙中的現(xiàn)象。另外，原包裝機上在五號輪位置沒有對內(nèi)襯紙缺損進行檢測的裝置，內(nèi)襯紙缺損的小盒煙包完成五號輪包裝后無法再進行檢測。為避免內(nèi)襯紙缺損煙包流入市場，部分煙廠在五號輪位置安裝了色標(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判斷煙包是否存在內(nèi)襯紙。但從使用情況來看，這種方法僅適應(yīng)于鋁箔紙和內(nèi)襯紙顏色對比明顯的煙包，對于大多數(shù)鋁箔紙和內(nèi)襯紙顏色相近的煙包并不能有效分辨。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。為了達到上述目的，本技術(shù)所采用的技術(shù)方案為:煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置，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、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煙包發(fā)射紅外光，所述工業(yè)相機采集待測煙包鋁箔紙及內(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、圖像采集組件通訊接口，所述單片機上接入有光源控制電路、包裝機組控制系統(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)相機接入圖像采集組件通訊接口，所述單片機與工控板連接，接口板中圖像采集組件通訊接口亦接入工控板，所述包裝機組控制系統(tǒng)通訊接口與外部包裝機組控制系統(tǒng)連接；所述圖像采集組件負責(zé)通過工業(yè)相機采集待檢煙包鋁箔紙以及內(nèi)襯紙的圖像，并進行初步處理后傳送給控制器，控制器通過圖像處理技術(shù)對圖像采集組件采集的圖像數(shù)據(jù)進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)果向外部包裝機組控制系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)剔除信號，包裝機組控制系統(tǒng)在接收到剔除信號后，在剔除口把相應(yīng)缺陷煙包剔除。所述的煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置，其特征在于:所述接口板中，單片機還接入有編碼器信號采集電路，且編碼器信號采集電路與外部增量編碼器連接。本技術(shù)用于檢測硬盒香煙小盒煙包包裝過程中可能出現(xiàn)的鋁箔紙缺損、內(nèi)襯紙缺損等問題。在檢測到存在缺陷的煙包時向包裝機組控制系統(tǒng)發(fā)送剔除信號，由包裝機組控制系統(tǒng)在相應(yīng)位置將缺陷煙包剔除。本技術(shù)的有益效果為:1、采用機器視覺技術(shù)比傳統(tǒng)的色標(biāo)傳感器更加靈活、直觀。2、機器視覺技術(shù)是一門比較成熟的技術(shù)，本技術(shù)中使用到的圖像處理算法都是機器視覺領(lǐng)域成熟的常用算法，各種商用或開源的機器視覺函數(shù)庫中都包含了這些算法，開發(fā)人員可以直接調(diào)用。3、本技術(shù)可用于目前市場上大量使用的G.DX2(ZB45)包裝機，既避免了缺陷煙包流入市場又減少了工作人員的工作量。另外，由于采用了機器視覺技術(shù)，而且?guī)в杏|摸屏，操作人員操作更加直觀、方便。【附圖說明】圖1為本技術(shù)結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本技術(shù)圖像處理流程圖。圖3為控制器實物側(cè)面剖視圖。圖4為控制器實物正面剖視圖。圖5為圖像采集組件實物側(cè)面剖視圖。【具體實施方式】如圖1所示。煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置，包括有圖像采集組件、控制器，其中:圖像采集組件由配置有光學(xué)鏡頭的工業(yè)相機、光源電源電路供電的紅外光源構(gòu)成，紅外光源向待測煙包發(fā)射紅外光，工業(yè)相機采集待測煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙的圖像；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、圖像采集組件通訊接口，單片機上接入有光源控制電路、包裝機組控制系統(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)相機接入圖像采集組件通訊接口，單片機與工控板連接，接口板中圖像采集組件通訊接口亦接入工控板，包裝機組控制系統(tǒng)通訊接口與外部包裝機組控制系統(tǒng)連接；圖像采集組件負責(zé)通過工業(yè)相機采集待檢煙包鋁箔紙以及內(nèi)襯紙的圖像，并進行初步處理后傳送給控制器，控制器通過圖像處理技術(shù)對圖像采集組件采集的圖像數(shù)據(jù)進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)果向外部包裝機組控制系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)剔除信號，包裝機組控制系統(tǒng)在接收到剔除信號后，在剔除口把相應(yīng)缺陷煙包剔除。接口板中，單片機還接入有編碼器信號采集電路，且編碼器信號采集電路與外部增量編碼器連接。如圖1、圖2所示。工控板用于操作系統(tǒng)以及上位機軟件的運行。單片機負責(zé)執(zhí)行上位機軟件的控制命令，包括讀取編碼器相位、與包裝機組控制系統(tǒng)通訊等。圖像采集組件通訊接口用于連接圖像采集組件，單片機通過該接口控制圖像采集組件內(nèi)的工業(yè)相機在指定時間拍照，工業(yè)相機通過該接口將拍攝的圖片傳送給控制器內(nèi)的工控板。編碼器信號采集電路用于單片機讀取編碼器相位并傳送給工控板，實現(xiàn)本技術(shù)與整個包裝機控制系統(tǒng)的相位同步。包裝機控制系統(tǒng)通訊接口用于單片機向包裝機組控制系統(tǒng)發(fā)送剔除信號。光源控制電路控制光源的開關(guān)，只在系統(tǒng)拍照時才打開光源，其它時間關(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。操作者可以通過液晶屏查看系統(tǒng)運行的相關(guān)信息，并通過觸摸屏設(shè)置系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。在圖2中，本技術(shù)中的圖像處理程序首先將工業(yè)相機拍攝到的待檢煙包圖像分割為多個檢測區(qū)域。每個檢測區(qū)域?qū)?yīng)的圖像依次進行灰度化、二值化、腐蝕、膨脹等處理，查找并繪制鋁箔紙/內(nèi)襯紙輪廓，最后計算出輪廓面積即鋁箔紙/內(nèi)襯紙對應(yīng)的像素數(shù)。灰度化是為了將工業(yè)相機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則不需要進行灰度化處理；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，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，是后續(xù)計算鋁箔紙/內(nèi)襯紙像素數(shù)的前提；計算鋁箔紙/內(nèi)襯紙輪廓面積是為了計算鋁箔紙/內(nèi)襯紙輪廓線包圍的鋁箔紙/內(nèi)襯紙像素數(shù)。在圖3中，首先將焊裝好電纜插座9的母板8通過螺釘固定到機箱箱體7上。然后將接口板4、工控板5及工控板散熱片6通過螺釘固定到一起之后通過螺柱固定到機箱箱體7上，工控板散熱片6緊貼機箱箱體7。再將液晶屏及觸摸屏I通過液晶屏安裝支架2固定到機箱前面板3上，通過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。最后通過螺釘將機箱前面板3與機箱箱體7固定到一起。在圖4中，接口板4與母板12之間通過兩個印制板插座13相連，母板12上的電纜插座14穿過機箱箱體7上對應(yīng)的安裝孔露出機箱箱體7。機箱箱體7側(cè)面的USB接口蓋板11用于防止灰塵進入機箱箱體7。在圖5中，通過鏡頭座17將鏡頭18固定到本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置，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、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煙包發(fā)射紅外光，所述工業(yè)相機采集待測煙包鋁箔紙及內(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、圖像采集組件通訊接口，所述單片機上接入有光源控制電路、包裝機組控制系統(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)相機接入圖像采集組件通訊接口，所述單片機與工控板連接，接口板中圖像采集組件通訊接口亦接入工控板，所述包裝機組控制系統(tǒng)通訊接口與外部包裝機組控制系統(tǒng)連接；所述圖像采集組件負責(zé)通過工業(yè)相機采集待檢煙包鋁箔紙以及內(nèi)襯紙的圖像，并進行初步處理后傳送給控制器，控制器通過圖像處理技術(shù)對圖像采集組件采集的圖像數(shù)據(jù)進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)果向外部包裝機組控制系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)剔除信號，包裝機組控制系統(tǒng)在接收到剔除信號后，在剔除口把相應(yīng)缺陷煙包剔除。

【技術(shù)特征摘要】
1.煙包鋁箔紙及內(nèi)襯紙完整性檢測裝置，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、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煙包發(fā)射紅外光，所述工業(yè)相機采集待測煙包鋁箔紙及內(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、圖像采集組件通訊接口，所述單片機上接入有光源控制電路、包裝機組控制系統(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)相機接入圖像采集組件通訊接口，所述單片機與工控板連接，接口板中圖像采集組件通訊接口...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張濟民，張義偉，王法明，金懷國，顏魏偉，張杰，徐洋，楊廣東，周寶民，楊世華，焦軍鋒，
申請(專利權(quán))人：中國電子科技集團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，
類型：新型
國別省市：安徽;34