1、条烟透明纸拉线检测装置的研制摘 要在条烟透明纸折叠成型过程中，存在诸多影响条烟拉线外观质量稳定的因素，而条烟的拉线缺陷又是质量检测的一个重点。在此工位上传统方法是依靠人工对透明纸拉线缺陷进行检测，效率非常低，也容易发生漏检的情况。本装置是基于条烟透明纸拉线的存在的实际缺陷问题而有针对性研制的，文中主要讨论了基于数字图像处理技术的条烟透明纸拉线缺陷视觉检测系统的具体内容，提出了检测系统的构建方案，介绍了检测装箱置的组成和结构及对不合格品的处理方案。装置构成得到了优化，检测项目全面，避免了以往人工检测带来的漏检等不足。关键词条烟拉线缺陷 中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1009-9
2、14X（2016）02-0354-02 烟草企业中成品条烟包装外观质量是关系到香烟质量的重要因素，对包装质量的检测是确保香烟质量的关键环节之一。在条盒烟生产过程中，对条盒烟外围包裹了一层透明包装纸，以达到美观、密封、防潮效果。同时，为便于用户拆开包装，在透明包装纸的内表面贴有一条宽约2-3mm 的拉线。在生产过程中，因各种原因，拉线也可能出现缺失、偏移、错牙、缺口错位等质量缺陷问题，严重影响条盒烟的包装质量。传统的检测方法是对各包装机生产的条烟在装封箱机前集中进行检测，由于各机组的情况不同，生产的条烟透明纸拉线的偏移、错牙等位置和大小可能有偏差，但又在质量允许范围内，如果其累积偏差增大的话，势
3、必会给条烟检测器的设定标准带来困难，增加检测难度，检测精度难于保证，如果未能及时发现，造成这种包装有质量问题的条烟流入市场，会严重影响卷烟企业的声誉。 针对这个问题，很多烟厂采用了在 ZB45 包装机的条透机出口处再增加安装了一对一的条烟外观检测装置，以此来确保条烟的外观质量。但此方案也存在如下一些问题： 1、对安装位置有较高要求，对于条烟拉线面朝下的检测装置的安装位置，一般条外观检测装置需要的安装距离在 700mm 左右，包括条包翻转分离机构、视频检测柜及剔除机构，但大多数烟厂条透包机条烟输送出口距条烟输送高架处适合条外观检测安装空间只有 500mm 左右的距离，而且条烟输送过程中，因设备包
4、装工序的原因，条烟的拉线是朝下贴合输送皮带往前输送的，现在的检测系统都是要求条烟拉线面要朝上时才能进行检测。因此，必须增加机械翻转装置对条烟进行翻转，条烟翻转后使拉线面朝上，才能对条烟拉线进行有效检测，而现有的条烟出口距离是不足以实现翻转机构与检测装置的共存，如需在此安装条烟外观检测装置，需确保具有足够的安装位置才行。 2、在条透机出口处和封箱机前都安装条外观检测，会造成重复投入和重复检测，增加采购成本和维护成本。目前一台条烟外观检测设备的采购成本大约在 30 万元左右，而采用这种新型的检测装置，预计采购成本可控制在 10 万元以内，这样既可以实现在设备现有安装位置进行检测装置的安装，实现对条
5、烟拉线质量缺陷的检测与剔除，提升条烟接线外观的质量，同时从投资成本上亦可大大节约。 3、条烟出口所出现的外观缺陷很大一部份体现在条烟拉线的质量问题上，虽然有的条透包装机上会配置拉线检测装置，但这种检测是在条烟透明纸包装成型之前进行检测，对条烟成型后的情况则无法做到事后检测，而在透明纸折迭成型过程中，还存在许多影响条烟拉线成型质量的因素，还会不断出现新的质量问题，还需要对条烟拉线位置等进行不断的调整，如果各机台都有拉线质量缺陷的条烟都输送到装封箱机前再进行检测，就不能在第一时间内有针对性的解决问题，也会造成很大的浪费。而条烟从条烟高架往装封机的输送过程中，可能会因条烟在爬升、输送、调头、下落或碰
6、撞等过程中而出现二次损伤。则有必要在装封机前要配置条烟外观检测装置，在工序的终端对条烟外观进行检测，这样，就能做到点面结合进行有效检测。 本文讨论了一种安装在条透机出口处，单独检测拉线质量的检测装置，此检测方式则无需增加翻转机构，即可实现检测与剔除，结构简单，占用空间小，检测针对性强，精度更高。 1、系统构成 条烟外包装拉线检测系统包括如下部分：工业用控制计算机、显示器、相机、镜头、光源、IO 控制单元、检测软件、位置传感器、剔除气缸等。系统安装在包装机出口处，采用单台相机正面拍摄拉线，光源从侧面进行打光，剔除装置采用气缸直接将问题烟条剔出轨道。 2、工作原理 条烟从条透包装机出口输送出来后，
7、进入有皮带带动的输送跑道上（如图 1 所示） ，跑道上安装有反射式光纤，条烟经过时触发光纤，光纤将信号输入 IO 控制单元，IO 控制单元触发相机和光源进行曝光拍照。照片传输给工控机后进行处理，通过图像算法识别拉线是否存在问题，如果存在问题，工控机会给 IO 控制单元信号，做剔除烟包的准备，当问题烟包经过剔除位时，剔除位光纤将信号发给 IO 控制单元，IO 控制单元确认剔除，直接控制剔除气缸进行剔除。 3、检测部分安装结构 条透机包装好的条烟拉线搭口一般是在皮带下面，如果在上方进行拍照，需要增加翻转装置，这样会使系统更加复杂，并且进行翻转也会对烟条造成损伤，增加了不稳定的因素。为此，如采用从下
8、方进行拍摄的方式，不需要对条烟进行翻转（如图 2）即可完成。 视觉检测部分的关键可以连续获得拉线清晰，稳定性高的图像，采用 3 组光源从侧面打光，3 组光源分别为 1 组长光源和 2 组短光源，光源的发散角为 15 度，可以在近距离实现近似的平行光，光源的位置尽量贴近烟条，这样可以突出拉线线条，减少其他地方的反光。拍摄出的效果如图 3 所示。 4、剔除部分安装结构 检测出的质量不合格条烟采用气缸进行剔除，剔除气缸采用 L 型支架安装在跑道上，偏移检测位置 60？mm 左右，这样可以做到即检即剔（如图 4） ，中间不会间隔烟条，保证剔除的准确性。剔除气缸采用FESTO 的高速气缸，整个剔除动作在
9、 60ms 内完成，剔除的烟条在离开跑道的时候会有很大的冲力，因此，需要一个具有缓冲作用的条烟剔除通道，在通道后部装有海绵等缓冲垫，烟条在经过缓冲之后顺着弧形滑道进入坏烟收集箱。缓冲垫和弧形滑道可以保护烟条不受二次损伤。剔除位光纤安装在跑道下方，调整感应距离使得只有烟条经过时才会有信号，这样可以避免人手在拿烟时误触发剔除气缸，造成人员伤害。 5、软件设计 软件采用 VC+进行编程，具有边界定位、拉线检测、圆弧检测、关联检测功能。边界定位用于确认每条烟的整体偏移量，拉线和圆弧检测用于检测拉线缺失和定位拉线位置，关联检测用于检测拉线偏移量。软件算法的处理速度在 20ms 以内。 6、结束语 此装置
10、只需要 200mm 的安装位置，并且不需要对烟条进行翻转。经过实际测试，此方案对于拉线缺失可 100%检测，对拉线偏移检测可精确到1mm，这极大的保证了拉线检测的精度，消除了不同机台生产的差异，该装置具有很高的实用性、可靠性。 参考文献 1 唐向阳，张勇，李江有等.机器视觉关键技术的现状及应用展望J.昆明理工大学学报（理工版） ，2004，29（2）：36-39 2 刘荣辉.机器视觉系统在 GDX2 包装机组中的应用J.烟草科技，2005， （11）：10-13 3 刘焕军，王耀南编. 机器视觉中的图像采集技术J.电脑与信息技术，2003（1）：18-21 4 贾云德主编.机器视觉M.北京：科学出版社，2000 5 吴炯，张秀彬.数字图像中边缘算法的实验研究J.微计算机息，2004，20（5）：106-107 6 高潮.基于机器视觉的裂纹缺陷检测技术J.航空精密制造技术，2007，10（5）：23-251 作者简介： 黄敬贵（1969-） ，男，本科（工学士） ，江西兴国人，工程师，主要从事设备管理、工程技术改造及在线检测设备的管理维护工作。 陈强（1979-） ，男，本科（工学士） ，江西宁都人，工程师，主要从事电器设备管理、改造及在线检测设备的管理维护工作。
