1、5.4 mm 烟支包装烟包缺支检测探讨 摘要：通过比较多种烟包缺支检测方式的优缺点，借鉴其他烟包质量检测的经验，研制出一种用于由 HLP1 包装机改造包装 45 排列 5.4mm 、长97 mm 烟支的烟包缺支系统，利用 CCD 智能相机检测缺支烟包，检测准确率达到 100%，提出了一种非接触高速检测数量的新思路。 下载 关键词：缺支检测； 5.4mm ； CCD 智能相机；计数 中图分类号： TS47 文献标识码： A 文章编号： 1006-8937（ 2011）08-0131-01 保定卷烟厂开发出一种烟支 5.4mm 、长 97 mm，包装烟支的卷烟新产品。包装机采用 HLP1 包装机改
2、造，机械包装原理和电控系统都随烟支直径和排列方式相应变化，改造完成后，经调试工作正常，因为烟支比普通烟支细且长，在烟包缺支检测上遇到了困难。 烟支在模盒中的排列方式如图 1 所示，卷烟包装机的烟包缺支检测，经过多年的开发开发升级已 有多种形式可以选择。最基础的检测方式是机械探针式检测器，结构简单，安装方便，通过并行安装的 20 个探针对应检测20 支烟支，在检测相位如出现缺少烟支现象，则机械探针使电路接通，输出缺支信号，检测精度由检测杆到烟支的距离决定。缺点是由在机器运行中可能使顶针暂时处于顶紧位置，此时若模盒中出现烟支缺少，便可能造成漏检。 磁敏式缺支检测器检测基本原理和机械探针式检测器一样
3、。只不过是用霍尔开关代替了机械探针来输出检测信号，并可以实现自诊断，但5.4 mm 烟支密度大，烟支之间的距离不能安装下霍尔开关，采用这种检测方式也遇 到了困难。 1 烟包缺支检测 光电管缺支检测器，用光电管代替了探针，不用直接接触烟支就可实现检测，但光电器件抗电冲击性较差，检测精度受环境光线和镜头污染影响较大，且调整精度要求高， HLP1 包装机模盒稳定性差，容易造成误检和漏检。静态非接触缺支光电检测器，利用光线漫反射原理来检测烟支，用红外光反射式光电传感器做探头，工作时，发射管发出红外光经烟丝端反射回接收管中，然后将光信号转换为与之成线性关系的电压信号供处理器使用。光信号的强弱与反射面的面
4、积成正比，提供与标准值进行比较，可对烟支缺支的情况 进行有效识别，适合对 5.4 mm 烟支缺支进行识别，但这种检测方式要求烟支通过检测器时要运行稳定。通过检测，用 HLP1 包装机改造的包装设备烟支模盒没有收缩功能，烟支不能稳定在模盒的固定位置，这种检测方式也不适用于 5.4 mm 、长 97 mm 烟支。 2 改进措施和方式 烟包缺支是严重质量缺陷，必须找到一种适合改造后的 HLP1包装机又适用与 5.4 mm 、长 97 mm 烟支的烟包缺支检测方式。这种检测方式要求是非接触式，并能适应模盒中烟支位置的变化。通过借鉴其它烟包质量检测的经验，我们发现 CCD智能相机检测基本符合要求。但要求
5、图像传感器运行速度要高于包装速度，还要具备采样、比较、计数等功能，最终我们选用ISM1100-00型智能相机， M0814型相机镜头，与独立光源一起制成独立系统实现缺支检测功能。检测安装在烟支进入模盒后的第四步位置，检测烟支烟丝端，既不影响机组原有功能，并且在这个位置烟支进入模盒后已排列整齐，利于检测的准确性。当待检测烟包到达高速 CCD智能相机正对的检测区域，并且整个烟包都进入相机的视觉范围时，主机 PLC给 CCD相机发送一个外部触发信号， CCD 相机把检测到的实时图像数据与预先存 入相机的图像数据进行对比，判定出是否存在缺支烟包。 最初确定在整个模盒范围内同时检测 20支烟，因烟支位置
6、不稳定和烟支相似度差异，造成误检较多。于是分别试验每 10支一组、 8支一组、 6支一组、 4 支一组、 2 支一组和每只烟分别判定，经过分别取样 10000 包烟对比，每纵向相邻的两只烟一组检测准确度和误检率综合效果最好。第 4排的烟支与中间一排和最下边一排烟支分别组合，共分为 12 个检测组，每组根据烟支在模盒中的变动情况确定检测框范围。 LED 辅助光源采用绿色光源，提高检测准确性；把检测 CCD智能相机与光源安装在一 个独立的金属盒中减少环境光线和镜头污染造成的影响。 安装完成后，经过连续 3 个月的观察、试验、检测，缺支烟剔除率达到100%，误剔的非缺支烟包都是有断残烟支或排列错误等问题的烟包，如图 2、图 3、图 4。达到了检测效果，为新产品的生产提供的技术支持。这种检测方式，不仅在烟草行业有借鉴价值，对其他行业需要非接触高速检测数量的检测也提供了一种思路。 参考文献： 日 米本和也著 . 陈榕庭 ,彭美柱译 .CCD/CMOS 图像传感 器基础与应用M.北京 :科学出版社 ,2006. 注： 本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以 PDF 格式阅读原文
