基于激光打光方法的烟支滤嘴激光孔在线检测装置与流程

1.本实用新型涉及一种烟支质量检验设施，特别是一种基于激光打光方法的烟支滤嘴激光孔在线检测装置。


背景技术：

2.随着细支烟在市场的占有率不断提高，细支烟的口感及吸阻等关键生产参数指标也随着市场变化逐步提升，采用对水松纸进行激光打孔的方式有助于吸阻满足生产指标要求，同时提升烟支口感。生产过程中无论是在线或者是离线打的激光孔都比较细小，有些孔肉眼很难分辨，目前常用的检测方式是通过离线检测，很多情况下需要采用放大镜或者显微镜检测，检测效率低下且无法完成全部烟支的检测。
3.现有技术中公开了机械化检测的方案，cn210038861u公开了一种烟支滤嘴激光打孔的在线检测装置，该装置的打光方法采用从烟支滤嘴的正下方打光，在滤嘴正上方采用相机进行图像获取的方式，获取激光孔图像进行在线检测。这套装置在实际应用中存在以下几个问题：1、常规的烟支滤嘴在水松纸的包裹下，本身不具有透光性，无法很好的呈现激光孔点；2、在水松纸无透光性的条件下，仅通过下部的激光孔进行透光，在高速生产过程中，进入滤嘴的光微乎其微，无法正常检测；3、由于光源发出的光具有溢出和衍射效应，在相机获取图像时，光源溢出和衍射的光将会比需检测的滤嘴激光孔部分的光强100倍以上，类似在车牌安装强光灯以后，无法看清车牌的效应，这样无法获取高质量检测用图，十分影响检测的准确性。


技术实现要素：

4.本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于激光打光方法的烟支滤嘴激光孔在线检测装置，以实现在高速生产烟支过程中仍然能够获取清晰的激光孔图像。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种基于激光打光方法的烟支滤嘴激光孔在线检测装置，所述检测装置与鼓轮装置相配合，烟支于所述鼓轮装置上运输；所述检测装置包括安装架、相机和激光光源，所述相机和所述激光光源均安装于所述安装架上；所述激光光源正对烟支滤嘴的正端面，所述相机设置于所述烟支滤嘴的周向，所述相机的视场正对所述烟支滤嘴。
7.进一步的，所述安装架位于所述鼓轮装置上方。
8.进一步的，所述相机为九十度转角相机。
9.进一步的，所述安装架包括安装板，所述安装板上凸出设置安装基座，所述安装基座上连接有连杆，所述相机和所述激光光源均连接于所述连杆上。
10.进一步的，所述安装基座位于所述安装板上靠所述鼓轮装置一侧。
11.进一步的，所述连杆平行于所述烟支滤嘴的轴向，所述相机通过相机支座连接于所述连杆上，所述激光光源通过光源支架连接于所述连杆上。
12.进一步的，所述相机支座上设置有角度调节支架，所述相机安装于所述角度调节支架上。
13.进一步的，所述光源支架的一端与所述连杆铰接，所述激光光源连接于所述光源支架的另一端。
14.进一步的，所述光源支架为中部可折叠结构。
15.进一步的，所述光源支架包括第一支臂和第二支臂，所述第一支臂的一端与所述第二支臂的一端铰接，所述第一支臂的另一端与所述连杆铰接，所述激光光源连接于所述第二支臂的另一端。
16.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
17.1、本设计的检测装置，在高速生产速度下，仍然能够轻易获取到高质量的激光孔图像。
18.2、本设计的检测装置，相机和激光光源的角度均可调整，能够兼容多种类型和目的检测。
19.3、本设计的检测装置，利用二醋酸纤维丝束和水松纸的特性，从正端面打光，使得相机在非高光条件下也能够获取到高清晰度的激光孔图像。
附图说明
20.图1是检测装置配合鼓轮装置的侧视图。
21.图2是对应图1结构的立体图。
22.图3是检测装置的结构示意图。
23.图4是烟支结构示意图。
24.图中标记：1为相机，2为激光光源，3为烟支，4为安装架，5为鼓轮装置，31为烟支滤嘴，31a为烟支滤嘴的正端面，41为安装板，42为安装基座，43为连杆，44为相机支座，45为光源支架，45a为第一支臂，45b为第二支臂，46为角度调节支架，51为第一鼓轮，52为第一转轴，53为第二鼓轮，54为第二转轴。
具体实施方式
25.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
26.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.实施例一
28.如图1所示，本实用新型的基于激光打光方法的烟支滤嘴激光孔在线检测装置(以下简称检测装置)包括相机1、激光光源2和安装架4，烟支3在鼓轮装置5上运输。安装架4用于将相机1和激光光源2安装成一体，即相机1和激光光源2均安装于所述安装架4上。通常的，安装架4安装在鼓轮装置5的上方。参见附图4，激光光源2正对烟支滤嘴31的正端面31a，相机1位于烟支滤嘴31的周向，相机1的视场正对烟支滤嘴31，以采集激光孔图像。激光光源2向烟支3打光，将激光打入到滤棒内，通过二醋酸纤维丝束形成的光密介质，进行光的传播，由于丝束的不规则性，光线在传输过程中会进行散射，在这个过程中由于水松纸的约
束，光线将在发散的同时向前传播，在激光孔的位置进行大量散射向外传播。相机1正对烟支滤嘴31，即正对烟支滤嘴激光孔，此时采集高亮度的激光孔图像，备后续的图像检测系统检测激光孔的各项指标(如激光孔位置、大小、缺失等)。该设计利用激光光源2从烟支滤嘴31端面打光，通过激光散射的原理，能够形成超清晰的强光亮点，配合使用800fps高速面阵工业相机，在9000-12000支/分钟的生产速度下，仍然能够轻易获取高质量的激光孔图像供使用。
29.如图2所示，鼓轮装置5包括第一鼓轮51和第二鼓轮53，当然，通常情况下，还包括出烟鼓轮和剔除鼓轮，由于在本技术中不涉及此部分结构，因此在本说明书中不对此部分结构进行详细说明。第一鼓轮51绕第一转轴52转动，第二鼓轮53绕第二转轴54转动，第一鼓轮51和第二鼓轮53转动连接，两者转动方向相反，通常鼓轮装置5通过在表面产生负压以吸附烟支3。鼓轮装置5连接有编码器(未示出)，编码器跟随鼓轮装置5的转动，输出编码器信号，该编码器信号传递给相机1，相机1根据编码器信号选取合适的位置完成有效区域的激光孔图像获取。
30.需要说明的是，鼓轮装置5的各个鼓轮配合较为紧密，鼓轮之间的间距有限，因此，在本实施例中，相机1使用九十度转角相机，其在狭小的空间中也能够安装。
31.实施例二
32.本实施例公开了实施例一中的安装架4的具体结构。
33.安装架4作为安装相机1和激光光源2的组件，其需要便于相机1和激光光源2的安装和拆卸。在一些实施例中，如图3所示，安装架4包括安装板41，该安装板41安装到烟支生产装置上以固定检测装置。安装板41上设置有安装基座42，该安装基座42作为固定相机1和激光光源2的结构。安装基座42于安装板41上外凸设计，通过螺钉垂直连接于安装板41表面。在安装基座42上，连接有连杆43，该连杆43为圆柱状，相机1和激光光源2均连接于该连杆43上，相机1连接于连杆43的中部位置，激光光源2连接于连杆43的端部。
34.通常来讲，安装板41、安装基座42以及连杆43之间的位置关系，以满足相机1和激光光源2的空间布局为基本要求，即安装板41的位置、朝向，安装基座42在安装板41上的位置，连杆43的长度、曲直情况等，均不做具体要求，以相机1的视场正对烟支滤嘴31、激光光源2正对烟支滤嘴31的正端面为设计要求。但由于检测装置的设计需要考虑到烟支生产装置原有的结构，即检测装置的设计方案是受限的，其在空间上不能过宽展开，对此，将安装板41平行于烟支3设计，将连杆43同样平行于烟支3设计，安装基座42设置在安装板41靠鼓轮装置一侧的表面，连杆43通过焊接、螺接、过孔连接、夹具夹持等方式连接于安装基座42上。连杆43设计为短棍状，在连杆43的中部，设置有相机支座44，在连杆43远离安装基座42的一端端部，连接有光源支架45。连杆43穿过相机支座44，相机支座44抱紧连杆43，光源支架45连接于连杆43上，相机支座44用于安装相机1，光源支架45用于安装激光光源2。
35.考虑到相机1的拍摄角度和激光光源2的打光角度需要根据需要进行调整，在相机支座44上，设置有角度调节支架46，相机1安装于该角度调节支架46上。光源支架45一端铰接于连杆43的端部，另一端连接激光光源2。在一些实施例中，光源支架45为可折叠结构，这样，其具备绕连杆43旋转和自身可折叠两个自由度，能够灵活调整激光光源2的位置。
36.在一些实施例中，光源支架45包括两条以上的支臂，相邻的支臂之间两两铰接，两个自由端一端与连杆43铰接，另一端连接激光光源2。此处以光源支架45由两条支臂构成为
例，更多数量的支臂结构同理设计。如图3所示，光源支架45由第一支臂45a和第二支臂45b构成，第一支臂45a的一端与第二支臂45b的一端铰接，第一支臂45a的另一端与连杆43端部铰接，第二支臂45b的另一端连接激光光源2。
37.实施例三
38.本实施例公开了另一种安装架4的结构，该安装架4与实施例二中的安装架4大体相同，唯一不同之处在于，安装基座42连接于连杆43的中部，相机支座44和光源支架45分别连接于连杆43的两个端部。
39.实施例四
40.本实施例公开了另一种安装架4的结构，该安装架4与实施例二中的安装架4大体相同，唯一不同之处在于，在本实施例中，将安装板41、安装基座42和连杆43用一折弯的连接杆代替。该连接杆的端部直接固定到烟支生产装置上。
41.实施例五
42.本实施例公开了另一种安装架4的结构，该安装架4与实施例二中的安装架4大体相同，唯一不同之处在于，在本实施例中，安装架4取消了安装基座42和连杆43，相机支座44和光源支架45直接连接于安装板41上。
43.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于激光打光方法的烟支滤嘴激光孔在线检测装置，所述检测装置与鼓轮装置(5)相配合，烟支(3)于所述鼓轮装置(5)上运输；其特征在于，所述检测装置包括安装架(4)、相机(1)和激光光源(2)，所述相机(1)和所述激光光源(2)均安装于所述安装架(4)上；所述激光光源(2)正对烟支滤嘴(31)的正端面(31a)，所述相机(1)设置于所述烟支滤嘴(31)的周向，所述相机(1)的视场正对所述烟支滤嘴(31)。2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述安装架(4)位于所述鼓轮装置(5)上方。3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述相机(1)为九十度转角相机。4.如权利要求1～3任一所述的检测装置，其特征在于，所述安装架(4)包括安装板(41)，所述安装板(41)上凸出设置安装基座(42)，所述安装基座(42)上连接有连杆(43)，所述相机(1)和所述激光光源(2)均连接于所述连杆(43)上。5.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述安装基座(42)位于所述安装板(41)上靠所述鼓轮装置(5)一侧。6.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述连杆(43)平行于所述烟支滤嘴(31)的轴向，所述相机(1)通过相机支座(44)连接于所述连杆(43)上，所述激光光源(2)通过光源支架(45)连接于所述连杆(43)上。7.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述相机支座(44)上设置有角度调节支架(46)，所述相机(1)安装于所述角度调节支架(46)上。8.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述光源支架(45)的一端与所述连杆(43)铰接，所述激光光源(2)连接于所述光源支架(45)的另一端。9.如权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述光源支架(45)为中部可折叠结构。10.如权利要求9所述的检测装置，其特征在于，所述光源支架(45)包括第一支臂(45a)和第二支臂(45b)，所述第一支臂(45a)的一端与所述第二支臂(45b)的一端铰接，所述第一支臂(45a)的另一端与所述连杆(43)铰接，所述激光光源(2)连接于所述第二支臂(45b)的另一端。

技术总结
本实用新型公开了一种基于激光打光方法的烟支滤嘴激光孔在线检测装置，包括安装架、相机和激光光源，安装架包括安装板，安装板上外凸设置安装基座，安装基座上连接连杆，相机和激光光源均安装于连杆上。相机通过角度调节支架连接于相机支座上，激光光源连接于光源支架上，光源支架具备绕连杆旋转和自身折叠的自由度。激光光源正对烟支滤嘴的正端面，相机设置于烟支滤嘴的周向，相机的视场正对烟支滤嘴。本设计的检测装置在高速生产速度下，仍然能够轻易获取到高质量的激光孔图像。能够轻易获取到高质量的激光孔图像。能够轻易获取到高质量的激光孔图像。


技术研发人员：宁尚昆 张丹 周密 肖亚平
受保护的技术使用者：成都博发控制技术有限责任公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2022/5/25