CN115625122B

CN115625122B - 一种圆柱产品外观质量智能化检测设备

Info

Publication number: CN115625122B
Application number: CN202211519727.1A
Authority: CN
Inventors: 张兆国; 蒋仕飞; 王法安; 解开婷; 曹钦洲
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2022-11-30
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2042-11-30
Also published as: CN115625122A

Abstract

一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，包单元离散装置、传动系统、全外观检测装置和收集装置，所述单元离散装置将集中堆叠的烟支单元化为单支，所述单元离散装置的出口对接全外观检测装置的入口，所述全外观检测装置对烟支外观进行图像采集和缺陷识别，所述全外观检测装置的尾端承接设置收集装置，收集装置将烟支顺序排列收集，所述单元离散装置和全外观检测装置均连接传动系统。本发明通过质检装置的全面拍照成像，对烟支缺陷分类准确，为智能化生产提供数据支撑，对生产过程中的小批量抽检，操作方便，检测速度快，避免人工检测时造成的漏检、错检，检测标准统一，为智能化生产的分析数据源提供统一标准。

Description

一种圆柱产品外观质量智能化检测设备

技术领域

本发明涉及质量检测控制领域，特别涉及一种圆柱产品外观质量智能化检测设备。

背景技术

随着社会的发展与进步，消费者对产品外观质量越来越在意，产品外观质量的好坏直接会影响到消费者的选择。圆柱产品的外观具有圆弧特征，在检测过程中容易造成视觉判断遗漏，如卷烟生产中，由于机器故障，烟支容易出现污点、烟纸破损、烟梗穿出、拼接不良、无印花、印花位置偏移、印墨污染等不良产品。在线生产过程中无法对所有面进行全面检测，偶有外观缺陷的不合格产品流出市场，会影响烟厂产品的品牌美誉度。因此在卷烟生产中需要采用人工抽检的方式，对卷烟进行质量复检，但复检过程存在几个问题，第一，质检人员对质检标准的理解不同，导致质检存在偏差，第二质检过程无法及时形成数字信息，无法进行数字自动化分析。随着计算机软件、硬件技术的发展，机器视觉软硬件技术逐步完善，结合机器视觉的方法研发一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，用以检测烟支的外观质量抽检工作，可以解决前述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种圆柱产品外观质量智能化检测设备。

本发明的目的是这样实现的，包括单元离散装置、传动系统、全外观检测装置和收集装置，所述单元离散装置将集中堆叠的烟支单元化为单支，所述单元离散装置的出口对接全外观检测装置的入口，所述全外观检测装置对烟支外观进行图像采集和缺陷识别，所述全外观检测装置的尾端承接设置收集装置，收集装置将烟支顺序排列收集，所述单元离散装置和全外观检测装置均连接传动系统。

本发明工作原理和技术效果：

本发明检测设备使用所带来的优势效果，第一方面，通过质检装置的全面拍照成像，通过深度学习的方式进行质量检测，准确的对烟支缺陷进行分类，以便于对缺陷数据进行统计和分析，为在线生产线的参数调整提供参考，为智能化生产提供数据支撑，第二方面，本发明设备针对生产过程中的小批量抽检，工作人员在线抽取后直接放入本设备，检测完后又自动回收在收集装置内，操作方便，检测速度快，第三方面，本装置中的单元化装置能够将集中的烟支单元化，对每一支烟的外观进行检测，避免人工检测时造成的漏检、错检，第四方面，本装置通过机器视觉进行外观检测，检测标准统一，为智能化生产的分析数据源提供统一标准。

附图说明

图1为本发明立体结构图。

图2为图1中单元离散装置内部立体结构图。

图3为图1中全外观检测装置立体结构图。

图4为图3的另一视图。

图5为图1中收集装置立体结构图。

图6为图2中离散辊的立体结构图。

图中：1-单元离散装置，11-座板，12-待检仓，13-搓动辊，14-阻流管，15-离散辊，151-离散槽，152-气槽，16-轨板，2-传动系统，21-电机，22-传动带，3-全外观检测装置，30-相机，31-传送辊组，32-第一导拨片，33-第二导拨片，34-第三导拨片，35-第一成像组件，36-第二成像组件，37-顶部成像组件，371-光源，38-限位板，39-弧板，310-承接板，4-收集装置，41-阻斜槽。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

本设备包括单元离散装置1、传动系统2、全外观检测装置3和收集装置4，所述单元离散装置1将集中堆叠的烟支单元化为单支，所述单元离散装置1的出口对接全外观检测装置3的入口，所述全外观检测装置3对烟支外观进行图像采集和缺陷识别，所述全外观检测装置3的尾端承接设置收集装置4，收集装置4将烟支顺序排列收集，所述单元离散装置1和全外观检测装置3均连接传动系统2。本设备通过离散装置将放置入内的烟支离散为单支，再通过全外观检测装置对烟支外观进行全面采图，以便于缺陷判定软件系统进行计算，通过控制系统进行统计后在显示屏实时显示检测结果。

所述单元离散装置1包括待检仓12、离散辊15、轨板16，所述离散辊15表面上轴向设置离散槽151、沿圆周环形设置气槽152，所述气槽152上设置有气孔，所述离散辊15的侧面上设置待检仓12，所述待检仓12内设置搓动辊13，所述待检仓12上部设置阻流管14，所述阻流管14上设置阻流孔，所述离散辊15上与待检仓12相对一侧设置轨板16，所述轨板16设置为圆弧板、与离散辊15相适应配合，轨板16的下端设置于离散辊15的圆周底端位置。待检仓内的烟支自动进入离散辊上的离散槽151后，在气槽152的负压吸附作用下，紧紧吸附在离散槽内，离散辊15旋转将烟支带起完成离散作用，烟支在旋转降落过程中，由轨板16与离散辊旋转轨迹的配合，防止烟支提前掉落，在离散辊最低点后，失去轨板导护作用，气槽152内喷出正压气体，将烟支喷吹掉落至全外观检测装置上，搓动辊13在转动过程中能使待检仓12内的杂乱烟支受径向力而逐渐收拢整齐，当离散槽151出现将两支及以上烟支同时带起往上运动时，阻流管14的阻流孔喷出的气体将多余烟支吹落，仅保留单支烟进入后续检测工作流程。

所述离散辊15的转轴连接在座板11上，所述座板11上还设置直驱电机连接搓动辊13，所述搓动辊13的横截面设置为矩形或菱形；所述阻流管14固定于座板11上、并连通正压气；所述轨板16设置为两条、与离散辊15上的两条气槽152位置相对应；所述气槽152联通离散辊15内的气腔；所述离散辊15的转轴通过传动带22连接电机21。离散辊15内的气腔通过相位盘控制，在烟支处于离散槽的吸附相位上，则气腔为气槽152提供负压，当烟支处于离散辊正下方后需要掉落时，气腔为气槽152提供正压。

所述全外观检测装置3包括传送辊组31、定位系统、第一成像组件35、第二成像组件36、顶部成像组件37，所述传送辊组31为皮带传动的随动辊组，随动辊组下设置摩擦垫，所述传送辊组31的工作前段设置定位系统，所述定位系统位置对应设置第一成像组件35，所述定位系统后端设置第二成像组件36，所述传送辊组31的上方设置顶部成像组件37。第一成像组件35、第二成像组件36、顶部成像组件37共同完成对烟支的全面采图，定位系统用于对烟支进行位置限定，保证烟支能在成像组件的采图位置通过。

所述定位系统包括安装板和设置在安装板上的第一导拨片32、第二导拨片33和第三导拨片34，第一导拨片32、第二导拨片33、第三导拨片34按顺序交错设置在传送辊组31的两侧，所述第一成像组件35设置在第二导拨片33和第三导拨片34之间；所述第一成像组件35包括支架、光源和拍摄方向成夹角的一对相机30；所述第二成像组件36设置在第一成像组件35的相对一侧，第二成像组件36包括支架、光源和相机30，所述相机30水平照向传送辊组31的上面；所述顶部成像组件包括支架、相机30和光源371，所述相机30沿传送辊组运动方向竖直设置一对，所述光源371设置在传送辊组的两侧、并倾斜向下照射。第一导拨片将输送过程中的烟支进行一端限位，第二导拨片进行另一端的限位，通过上述配合可以将不同长短规格的烟支均定位在统一位置，为第一成像组件提供采图条件，烟支旋转过程中由顶部成像组件完成烟支圆周面的采图，加上第二成像组件的另一端图像采集，实现烟支全外观的图像采集。其中第一成像组件通过两个成夹角的相机30进行配合，能够保证烟支烟丝端包装问题的图像全面性和准确性。

所述全外观检测装置3还包括平稳输出装置，具体包括弧板39、承接板310和限位板38，所述弧板39设置为圆弧形护板、并与传送辊组31的带轮处的运动弧度相适应，所述弧板39的下面设置承接板310，所述承接板310上设置缓冲垫，缓冲垫两侧设置限位板38，所述承接板310的出口对接收集装置4。弧板39的保护下，烟支不会直接掉落，而是在弧板和传送辊的夹持下在最低点掉落在承接板310上，承接板上还设置了缓冲垫，多方位保证烟支的输送平稳性，避免烟支检测过程的损伤。

所述收集装置4设置为上面开口的收集盒，收集盒内部高度小于30mm，所述收集盒底部设置为阻斜槽41，所述阻斜槽41设置为圆弧槽，槽深度为2~4mm，所述收集盒底部设置为木质底。烟支在掉落过程中会出现外协紊乱的情况，收集盒底部的阻斜槽能让烟支掉落后整理顺序置于阻斜槽内，后续掉落烟支即可顺序收集。

所述离散槽151设置为斜槽，倾斜方向与径向夹角为10~15度，离散槽的宽度为8~10mm、深度为3~5mm。

所述座板11上设置对射传感器，传感器对射位置在离散辊15的顶部。

还包括控制系统、缺陷判定软件系统和显示屏，所述控制系统对单元离散装置1、传动系统2、全外观检测装置3进行控制，全外观检测装置所采集的照片传输至缺陷判定软件系统进行处理和分析、结果反馈至控制系统、在显示屏上实时显示采集照片、缺陷问题和数据统计；所述全外观检测装置上设置传感器，用于感应烟支位置，并及时触发第一成像组件35、第二成像组件36和顶部成像组件37工作。

工作原理和过程：将烟支放入待检仓内，设备工作，烟支在搓动辊旋转动作下整理整齐，离散辊旋转，将烟支带入离散槽内带起，若出现多支烟带起的情况，阻流管喷吹将多余烟支吹落，烟支在轨板的导向和保护下，旋转至离散辊正下方，落出在传送辊组的辊子之间，辊组旋转将烟支旋转，并通过定位系统的定位和第一成像组件35、第二成像组件36、顶部成像组件37完成图像采集，通过控制系统、缺陷判定软件系统的联合工作，将缺陷检测结果显示在显示屏上，检测完成的烟支输送至尾端整齐收在收集盒内，工作完成，做好卷烟智能化生产的质量管控环节工作。

Claims

1.一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，其特征是：包括单元离散装置（1）、传动系统（2）、全外观检测装置（3）和收集装置（4），所述单元离散装置（1）将集中堆叠的烟支单元化为单支，所述单元离散装置（1）的出口对接全外观检测装置（3）的入口，所述全外观检测装置（3）对烟支外观进行图像采集和缺陷识别，所述全外观检测装置（3）的尾端承接设置收集装置（4），收集装置（4）将烟支顺序排列收集，所述单元离散装置（1）和全外观检测装置（3）均连接传动系统（2）；所述单元离散装置（1）包括待检仓（12）、离散辊（15）、轨板（16），所述离散辊（15）表面上轴向设置离散槽（151）、沿圆周环形设置气槽（152），所述气槽（152）上设置有气孔，所述离散辊（15）的侧面上设置待检仓（12），所述待检仓（12）内设置搓动辊（13），所述待检仓（12）上部设置阻流管（14），所述阻流管（14）上设置阻流孔，所述离散辊（15）上与待检仓（12）相对一侧设置轨板（16），所述轨板（16）设置为圆弧板、与离散辊（15）相适应配合，轨板（16）的下端设置于离散辊（15）的圆周底端位置；所述全外观检测装置（3）包括传送辊组（31）、定位系统、第一成像组件（35）、第二成像组件（36）、顶部成像组件（37），所述传送辊组（31）为皮带传动的随动辊组，随动辊组下设置摩擦垫，所述传送辊组（31）的工作前段设置定位系统，所述定位系统位置对应设置第一成像组件（35），所述定位系统后端设置第二成像组件（36），所述传送辊组（31）的上方设置顶部成像组件（37）；所述定位系统包括安装板和设置在安装板上的第一导拨片（32）、第二导拨片（33）和第三导拨片（34），第一导拨片（32）、第二导拨片（33）、第三导拨片（34）按顺序交错设置在传送辊组（31）的两侧，所述第一成像组件（35）设置在第二导拨片（33）和第三导拨片（34）之间；所述第一成像组件（35）包括支架、光源和拍摄方向成夹角的一对相机（30）；所述第二成像组件（36）设置在第一成像组件（35）的相对一侧，第二成像组件（36）包括支架、光源和相机（30），所述相机（30）水平照向传送辊组（31）的上面；所述顶部成像组件包括支架、相机（30）和光源（371），所述相机（30）沿传送辊组运动方向竖直设置一对，所述光源（371）设置在传送辊组的两侧、并倾斜向下照射。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，其特征在于：所述离散辊（15）的转轴连接在座板（11）上，所述座板（11）上还设置直驱电机连接搓动辊（13），所述搓动辊（13）的横截面设置为矩形或菱形；所述阻流管（14）固定于座板（11）上、并连通正压气；所述轨板（16）设置为两条、与离散辊（15）上的两条气槽（152）位置相对应；所述气槽（152）联通离散辊（15）内的气腔；所述离散辊（15）的转轴通过传动带（22）连接电机（21）。

3.根据权利要求1或2所述的一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，其特征在于：所述全外观检测装置（3）还包括平稳输出装置，具体包括弧板（39）、承接板（310）和限位板（38），所述弧板（39）设置为圆弧形护板、并与传送辊组（31）的带轮处的运动弧度相适应，所述弧板（39）的下面设置承接板（310），所述承接板（310）上设置缓冲垫，缓冲垫两侧设置限位板（38），所述承接板（310）的出口对接收集装置（4）。

4.根据权利要求1或2所述的一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，其特征在于：所述收集装置（4）设置为上面开口的收集盒，收集盒内部高度小于30mm，所述收集盒底部设置为阻斜槽（41），所述阻斜槽（41）设置为圆弧槽，槽深度为2~4mm，所述收集盒底部设置为木质底。

5.根据权利要求1或2所述的一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，其特征在于：所述离散槽（151）设置为斜槽，倾斜方向与径向夹角为10~15度，离散槽的宽度为8~10mm、深度为3~5mm。

6.根据权利要求2所述的一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，其特征在于：所述座板（11）上设置对射传感器，传感器对射位置在离散辊（15）的顶部。

7.根据权利要求1或2所述的一种圆柱产品外观质量智能化检测设备，其特征在于：还包括控制系统、缺陷判定软件系统和显示屏，所述控制系统对单元离散装置（1）、传动系统（2）、全外观检测装置（3）进行控制，全外观检测装置所采集的照片传输至缺陷判定软件系统进行处理和分析、结果反馈至控制系统、在显示屏上实时显示采集照片、缺陷问题和数据统计；所述全外观检测装置上设置传感器，用于感应烟支位置，并及时触发第一成像组件（35）、第二成像组件（36）和顶部成像组件（37）工作。