一种烟支空头倒装在线检测系统的制作方法

1.本实用新型属于在线检测技术领域，特别涉及一种烟支空头倒装在线检测系统。

背景技术：

2.烟支空头倒装问题是国内卷烟制造企业普遍存在的质量问题，如何检测和剔除空头烟支一直困扰着卷烟制造企业。目前市面上已有检测方式包括：机械接触式检测和光电式检测。这两种检测方式受环境影响大、稳定性差、检测效果并不理想。如何应用新的检测手段，高速准确的检测和剔除空头烟支是急需解决的难题。
3.空头烟支倒装的准确检测和剔除不仅可以提高卷烟质量，避免空头烟支流入市场影响卷烟制造企业品牌形象，还可以降低盘纸、滤嘴、锡箔纸等材料的消耗，减少人工检测空头烟成本，提升卷烟生产效率，具有良好的经济和社会效益。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提供一种烟支空头倒装在线检测系统，采用机器视觉检测的方式对下烟库中的烟支进行检测，检测出空头烟支倒装后利用气阀进行剔除，不仅检测准确率高，而且剔除稳定可靠，能够极大地提升卷烟质量，同时减少卷烟生产中的浪费。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种烟支空头倒装在线检测系统，包括主控柜和与主控柜电性连接的倍福控制器、图像采集单元、在线传输单元和剔除单元；
6.所述主控柜包括主控制器，与主控制器电性连接的i/o控制板、继电器和触控显示屏，且安装有检测软件；
7.所述图像采集单元包括图像采集器、图像采集卡、用于为图像采集器补光的光源和安装在卷烟机的一个主轴上的编码器，所述主轴提供包装机下烟库推杆的动力；
8.所述主控制器还通过第一驱动电路与剔除单元电性连接，所述主控制器还通过第二驱动电路与光源电性连接；
9.所述倍福控制器还分别与编码器、剔除单元、光源和图像采集器电性连接；
10.所述i/o控制板能够采集编码器的相位信号并根据该信号控制图像采集单元和剔除单元。
11.进一步的，所述剔除单元为剔除气阀。
12.进一步的，所述图像采集器有多个，所述光源有多个。
13.进一步的，所述主控制器的型号为海康机器人的mv-vc4510控制器。
14.进一步的，所述倍福控制器采用cx1030控制器。
15.进一步的，所述图像采集器为工业相机，工业相机的型号为采用海康机器人的mv-ca003。
16.进一步的，所述光源为led灯。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：其一，能够解决人工识别烟支倒装检测方式所存在的准确率低、劳动强度大等问题，本技术所述的技术方案利用工业相机采集烟支图像并对其进行预处理，利用建立的二级检测模型对烟支外观进行分析，第一级采用轮廓最大面积判定法检测有明显外观缺陷的烟支，第二级采用模板匹配法检测有轻微缺陷的烟支，并将不合格烟支剔除。
18.其二，本技术所述的技术方案受环境影响因素小、图像信息丰富；检出率高，误剔率低；可检测反向烟支（倒装烟）；检测和剔除结果可追溯，可对缺陷烟支进行图像存底，方便分析统计；剔除稳定可靠，能够极大地提升卷烟质量，同时减少卷烟生产中的浪费。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
20.图1为本实用新型的结构框图；
21.图2为本实用新型的检测流程图。
具体实施方式
22.为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步清楚阐述本实用新型的内容，但本实用新型的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
23.如图1-2所示，一种烟支空头倒装在线检测系统，包括主控柜和与主控柜电性连接的倍福控制器、图像采集单元、在线传输单元和剔除单元；
24.所述主控柜包括主控制器，与主控制器电性连接的i/o控制板、继电器和触控显示屏，且安装有检测软件；
25.所述图像采集单元包括图像采集器、图像采集卡、用于为图像采集器补光的光源和安装在卷烟机的一个主轴上的编码器，所述主轴提供包装机下烟库推杆的动力；
26.所述主控制器还通过第一驱动电路与剔除单元电性连接，所述主控制器还通过第二驱动电路与光源电性连接；
27.所述倍福控制器还分别与编码器、剔除单元、光源和图像采集器电性连接；
28.所述i/o控制板能够采集编码器的相位信号并根据该信号控制图像采集单元和剔除单元。
29.根据本实用新型的另一个实施例，如图1-2所示，所述剔除单元为剔除气阀。
30.根据本实用新型的另一个实施例，如图1-2所示，所述图像采集器有两个，所述光源有两个。
31.根据本实用新型的另一个实施例，如图1-2所示，所述主控制器的型号为海康机器人的mv-vc4510控制器。海康机器人的mv-vc4510的控制器是一款高性能的一体化视觉运算平台，丰富的硬件接口为视觉检测提供高效、稳定的控制，广泛应用于快速多工位检测和ai应用等场景，此视觉控制器提供了高性能处理核心、高速内存、高速固态硬盘等硬件配置，为视觉检测算法提供了强大算力，即使是高精度、高速处理、深度学习cpu等应用场景下也能保证不凡效果。
32.根据本实用新型的另一个实施例，如图1-2所示，所述倍福控制器采用cx1030控制器。cx1030控制器的控制器为当前烟草行业应用比较广泛的一款嵌入式pc，具有体积小、价格便宜、性能稳定的特点。
33.根据本实用新型的另一个实施例，如图1-2所示，所述图像采集器为工业相机，工业相机的型号为采用海康机器人的mv-ca003。
34.根据本实用新型的另一个实施例，如图1-2所示，所述光源为led灯。
35.为保证设备高速运行时，图像采集器的图像采集的清晰度，采用led灯为工业相机提供足够的照度，并由智能光源控制器自动控制led灯的开启/关闭及补光亮度。工业相机的成像速度为8000次/min，安装于分离轮的上方25cm处。
36.如图2所示，为提高图像识别效果，采用二级检测方法对烟支缺陷进行逐层筛选。其中，第一级采用轮廓最大面积判定法检测滤嘴缺失、接装纸翘边以及与合格烟支外观轮廓明显不一致的缺陷烟支；第二级采用模板匹配法检测接装纸擦痕、烟支刺破以及与合格烟支外观轮廓一致但内部存在轻微缺陷的烟支。
37.主控柜的作用是接收检测盒传来的图像并进行计算，当检测到空头烟或倒支烟时控制相应的电磁阀进行剔除。另外，主控柜还对下烟库有无烟支进行分析判断，当发现无烟时控制卷烟机停机。
38.本实用新型的工作原理：卷烟机的主轴带动编码器旋转，编码器旋转到固定的相位时触发工业相机拍照，同时将工业相机拍到的图像传送给主控柜，主控柜中的软件对图像进行处理，判断是否是空头烟支，如果是空头烟支就发送剔除信号，编码器转动到剔除相位时，剔除阀打开剔除空头烟支，空头烟支被剔除到废烟回收槽中。
39.首先由倍福控制器接收编码器信号，当达到预定工位时，控制光源点亮，并控制工业相机分别对模盒两端进行拍照并将图像数据发送给主控制器，当主控制器接收到工业相机发送过来的烟支照片后，运用ai图像处理算法对这些图片中的烟支进行识别，判断其是否存在缺支、空头以及倒装的情况。
40.当检测完成后，将检测结果发送给倍福控制器，由其对检测到的烟支缺陷进行处理，若存在缺陷则对本模盒烟支进行标记，当其运行到预定工位时，向剔除模块发送剔除信号对有缺陷的烟支进行剔除操作，从而完成对烟支缺陷的检测工作。
41.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种烟支空头倒装在线检测系统，其特征在于：包括主控柜和与主控柜电性连接的倍福控制器、图像采集单元、在线传输单元和剔除单元；所述主控柜包括主控制器，与主控制器电性连接的i/o控制板、继电器和触控显示屏，且安装有检测软件；所述图像采集单元包括图像采集器、图像采集卡、用于为图像采集器补光的光源和安装在卷烟机的一个主轴上的编码器，所述主轴提供包装机下烟库推杆的动力；所述主控制器还通过第一驱动电路与剔除单元电性连接，所述主控制器还通过第二驱动电路与光源电性连接；所述倍福控制器还分别与编码器、剔除单元、光源和图像采集器电性连接；所述i/o控制板能够采集编码器的相位信号并根据该信号控制图像采集单元和剔除单元。2.如权利要求1所述的烟支空头倒装在线检测系统，其特征在于：所述剔除单元为剔除气阀。3.如权利要求2所述的烟支空头倒装在线检测系统，其特征在于：所述图像采集器有多个，所述光源有多个。4.如权利要求3所述的烟支空头倒装在线检测系统，其特征在于：所述主控制器的型号为海康机器人的mv-vc4510控制器。5.如权利要求4所述的烟支空头倒装在线检测系统，其特征在于：所述倍福控制器采用cx1030控制器。6.如权利要求5所述的烟支空头倒装在线检测系统，其特征在于：所述图像采集器为工业相机，工业相机的型号为采用海康机器人的mv-ca003。7.如权利要求6所述的烟支空头倒装在线检测系统，其特征在于：所述光源为led灯。

技术总结

本实用新型提供一种烟支空头倒装在线检测系统，包括主控柜和与主控柜电性连接的倍福控制器、图像采集单元、在线传输单元和剔除单元；主控柜包括主控制器，与主控制器电性连接的I/O控制板、继电器和触控显示屏，且安装有检测软件；图像采集单元包括图像采集器、图像采集卡、用于为图像采集器补光的光源和安装在卷烟机的一个主轴上的编码器，主轴提供包装机下烟库推杆的动力。通过本实用新型所述的烟支空头倒装在线检测系统，采用机器视觉检测的方式对下烟库中的烟支进行检测，检测出空头烟支倒装后利用气阀进行剔除，不仅检测准确率高，而且剔除稳定可靠，能够极大地提升卷烟质量，同时减少卷烟生产中的浪费。时减少卷烟生产中的浪费。时减少卷烟生产中的浪费。