一种带有翻转结构的烟支外观检测装置的制作方法

本发明属于烟支加工技术领域，尤其涉及一种带有翻转结构的烟支外观检测装置。

背景技术：

随着自动化技术的飞速发展，工业控制行业也对自动化技术提出新的需求。特别是在烟草行业，先进的自动化技术可以更好的提高生产效率、加强生产质量和改善生产管理。现在，卷烟的生产已经高度自动化，在速率为120—200支/秒的高速烟支生产流水线上，由于生产环境因素和设备等原因，可能出现烟支夹沫、烟支油斑、烟支刺破、烟支翘边、滤嘴脱落、短支、断残烟支和印刷缺陷、卷制缺陷等烟支外观缺陷，导致形成不合格烟支。这些不合格烟支的存在，将影响卷烟的整体品质，因此，需要对生产线上的烟支进行外观瑕疵的检测。目前在烟支的外观检测技术上，一般是通过人工检测，采用人工进行检测香烟外观质量，如此，将占用大量人力，而且由于受到个人的视力、情绪、疲劳、光线等因素的影响，造成检验效率低，分选差异大，降低企业生产效率和经济效益，影响烟草企业的市场竞争力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种带有翻转结构的烟支外观检测装置，解决卷烟烟支生产流水线上烟支外观缺陷的检测的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：一种带有翻转结构的烟支外观检测装置，包括底板、第一支撑架、第二支撑架、机壳、传输机构、翻转机构、图像检测机构和筛选机构，所述第一支撑架、第二支撑架和机壳均固定安装在底板上，所述传输机构包括第一步进电机、主动轮、从动轮，所述主动轮中穿插有主动轴，所述主动轴的一端转动安装在第一支撑架一端上，所述主动轴的另一端与第一步进电机的输出轴固定连接，所述第一步进电机固定安装在第一支撑架上，所述从动轮中穿插有从动轴，所述从动轴两端转动安装于第二支撑架上，所述主动轮与从动轮之间张紧有传送带，所述传送带的外表面上设有若干圆弧形凹槽，所述翻转机构包括第二步进电机、翻转辊、夹紧臂和微型气缸，所述第二步进电机固定安装于机壳上，所述第二步进电机输出轴与翻转辊固定连接，所述翻转辊圆柱面端部均匀固定连接有四对夹紧臂，所述每对夹紧臂中远离第二步进电机的夹紧臂上设置有微型气缸，所述夹紧臂之间的距离大于传送带的宽度，所述图像检测机构包括三个摄像机和三个支撑件，所述摄像机固定安装于支撑件上，所述支撑件固定安装于机壳上。

进一步，所述筛选机构包括合格烟支回收箱和报废烟支回收箱，合格烟支回收箱和报废烟支回收箱均固定安装于底板上，合格烟支回收箱和报废烟支回收箱并列放置于翻转辊轴心正下方。若烟支外观检测合格，则当烟支旋转到下半圆右侧位置时掉入合格烟支回收箱，反之，当烟支旋转到下半圆左侧时掉入到报废烟支回收箱。

进一步，所述合格烟支回收箱下端为开口逐渐减小的锥形箱，开口为恰好一只烟支能出来的大小，开口处设有滑槽。开口逐渐减小是为了使烟支下落时能一支一支的下落从滑槽中出来进入到下一步工序。

进一步，所述三个摄像机采集方向的夹角为120°。设置三个夹角为120°的摄像机是为了将圆柱面均匀的分为三个面进行拍摄，取得更准确图像数据。

进一步，所述图像检测机构还包括物体检测电路、中央控制器、图像储存系统、图像检索系统和图像分析系统并都安装于机壳内部,上述物体检测电路、中央控制器、图像储存系统、图像检索系统和图像分析系统均为现有技术。

进一步，所述传送带上的相邻两个圆弧形凹槽之间的距离为翻转辊四分之一的周长。圆弧形凹槽之间的距离设置为四分之一翻转辊的周长是为了烟支从传送带上传递到翻转辊上的工作连续进行。

进一步，所述摄像机和物体检测电路电连接中央控制器、中央控制器电连接图像储存系统、图像储存系统电连接图像检索系统、图像检索系统电连接图像分析系统，四个微型气缸、第一步进电机和第二步进电机均电连接于中央控制器。

本发明的有益效果：本发明能够通过传输机构上的传送带设置的圆弧形凹槽与翻转辊上设置的四对夹紧臂相配合实现烟支从传送带到夹紧臂上的传递，夹紧臂上的微型气缸的设置来实现对烟支的夹紧，通过翻转辊来带动烟支旋转，通过夹角为120°的三个摄像机将烟支的圆柱面拍摄成图片，得到烟支三个圆柱面上的图像，通过图像检测机构将成像的图片进行对比分析，分析烟支外观检测是否合格，然后通过中央控制器控制夹紧臂上的微型气缸将合格的烟支掉入合格烟支回收箱，将不合格的烟支掉入报废烟支回收箱。

附图说明

图1是本发明一种带有翻转结构的烟支外观检测装置的正面结构示意图；

图2是本发明一种带有翻转结构的烟支外观检测装置的侧面结构示意图；

图3是本发明一种带有翻转结构的烟支外观检测装置的电路控制图；

其中，底板1、第一支撑架2、第二支撑架3、机壳4、传送带5、第一步进电机6、主动轮7、从动轮8、主动轴9、从动轴10、圆弧形凹槽11、第二步进电机12、翻转辊13、夹紧臂14、微型气缸15、摄像机16、支撑件17、中央控制器18、合格烟支回收箱19、报废烟支回收箱20、滑槽21、烟支22。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：

本发明的使用方法如下：

如图1-图3所示，本实施例的一种带有翻转结构的烟支外观检测装置，包括底板1、第一支撑架2、第二支撑架3、机壳4、传输机构、翻转机构、图像检测机构和筛选机构，第一支撑架2、第二支撑架3和机壳4均固定安装在底板1上，传输机构包括第一步进电机6、主动轮7、从动轮8，主动轮7中穿插有主动轴9，主动轴9的一端转动安装在第一支撑架2上，主动轴9的另一端与第一步进电机6的输出轴固定连接，第一步进电机6固定安装在第一支撑架2上，从动轮8中穿插有从动轴10，从动轴10两端转动安装于第二支撑架3上，主动轮7与从动轮8之间张紧有传送带5，传送带5的外表面上设有若干圆弧形凹槽11。

翻转机构包括第二步进电机12、翻转辊13、夹紧臂14和微型气缸15，第二步进电机12固定安装于机壳4上，第二步进电机12输出轴与翻转辊13固定连接，翻转辊13圆柱面端部均匀固定连接有四对夹紧臂14，每对夹紧臂14中远离第二步进电机12的的夹紧臂14上设置有微型气缸15，夹紧臂14之间的距离大于传送带5的宽度，传送带5上的相邻两个圆弧形凹槽11之间的距离为翻转辊13周长的四分之一。

图像检测机构包括三个摄像机16和三个支撑件17，以翻转辊13为中心设置三个摄像机16，其中一个摄像机16在翻转辊13竖直轴线正上方，三个摄像机16采集方向的夹角为120°，摄像机16固定安装于支撑件17上，支撑件17固定安装于机壳4上，图像检测机构还包括物体检测电路、中央控制器18、图像储存系统、图像检索系统和图像分析系统并都安装于机壳4内部，上述物体检测电路、中央控制器18、图像储存系统、图像检索系统和图像分析系统均为现有技术。

筛选机构包括合格烟支回收箱19和报废烟支回收箱20，合格烟支回收箱19和报废烟支回收箱20均固定安装于底板1上，合格烟支回收箱19和报废烟支回收箱20并列放置于翻转辊13轴心正下方，合格烟支回收箱19下端为开口逐渐减小的锥形箱，开口为恰好一只烟支22能出来的大小，开口处设有滑槽21。

摄像机16和物体检测电路电连接中央控制器18、中央控制器18电连接图像储存系统、图像储存系统电连接图像检索系统、图像检索系统电连接图像分析系统，四个微型气缸15、第一步进电机6和第二步进电机12均电连接于中央控制器18。

本发明的使用方法如下：

生产线上的烟支22排好序依次进入到传送带5上的圆弧形凹槽11上，按照进入传送带5圆弧形凹槽11上的烟支22顺序将本实例烟支22命名为第一烟支、第二烟支、第三烟支第四烟支等，将处于翻转辊13水平轴心靠近传送带5的一对夹紧臂14命名为第一夹紧臂，第一夹紧臂上的微型气缸15命名为第一微型气缸，从翻转辊13逆时针的顺序对其余三个夹紧臂命名分别为第二夹紧臂、第三夹紧臂和第四夹紧臂，与之相对应的微型气缸15命名为第二微型气缸、第三微型气缸和第四微型气缸。

中央控制器18控制第一步进电机6的步进速度从而控制传送带5运动周期，且控制传送带5的间接性运动；中央控制器18控制翻转辊13的翻转周期，且控制翻转辊13的间接性运动；中央控制器18控制三个摄像机16的拍照周期。特别说明：传送带5运动周期、翻转辊13的翻转周期和三个摄像机16的拍照周期一致。即传送带5与翻转辊13一起运动也一起停止运动，当传送带5与翻转辊13一起停止运动时，三个摄像机16进行拍摄。中央控制器18控制微型气缸15在特定情况下的夹紧与松开。

第一步：中央控制器18控制第一步进电机6和第二步进电机12运动，传送带5顺时针转动、翻转辊13顺时针转动，翻转辊13带动所有夹紧臂14转动，传送带5上有第一烟支的圆弧形凹槽11与第一夹紧臂相配合时停止，即第一夹紧臂和有第一烟支的圆弧形凹槽11同时运动到与翻转辊13水平轴心重合处时停止，停止后中央控制器18控制第一微型气缸夹紧第一烟支；

第二步：第一步完成后，中央控制器18控制第一步进电机6和第二步进电机12继续运动，传送带5顺时针转动、翻转辊13顺时针转动，翻转辊13带动所有夹紧臂14转动，当被夹紧的第一烟支随着第一夹紧臂转动到翻转辊13竖直轴心正上方的位置时停止运动，以翻转辊13为中心设置三个夹角为120°的摄像机16，其中一个摄像机16在翻转辊13竖直轴线正上方，三个摄像机16开始进行拍照；

第三步：第一烟支拍照完成后通过图像检测机构将获取的图像与标准图像进行对比分析，并对第一支烟支是否合格进行判断，判断时间小于翻转辊13转动四分之一圈的时间；

第四步：若第一支烟支合格，当第一烟支转动到合格烟支回收箱19上方时，中央控制器18控制微型气缸15将第一烟支掉入合格烟支回收箱19，若第一支烟支不合格，在第一支烟支随着翻转辊13转动到报废烟支回收箱20上方时，中央控制器18控制微型气缸15将第一烟支掉入报废烟支回收箱20。

当被夹紧的第一烟支随着第一夹紧臂转动到翻转辊13竖直轴心正上方的位置传送带5和翻转辊13停止运动时，传送带5上有第二烟支的圆弧形凹槽11与第二夹紧臂相配合，中央控制器18控制第二微型气缸夹紧第二烟支，并重复第二步、第三步、第四步。第三烟支及后续烟支继续循环第一步到第三步，合格的烟支通过合格烟支回收箱19上的滑槽21进入到下一步工序。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

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