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单只成像

文采产品手册-WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0

南京文采科技有限责任公司凭借先进、成熟的机器视觉软硬件平台,成功研制出WDT下烟库烟支成像检测与剔除装置,创造性地采用电子内窥镜,对烟支端头进行成像感应,应用图像处理、智能机器视觉测量等相关技术对烟支图像进行综合分析判断,最后根据判断结果控制相关高速电磁阀对缺陷烟支实施有效剔除。

1.产品概述

烟支空头问题是国内卷烟制造企业普遍存在的质量问题,如何检测和剔除空头烟支一直困扰着卷烟制造企业。根据现有国家标准GB 5606.3-2005《卷烟 包装、卷制技术要求及贮运》,判定卷烟空头条件如下:


卷制方式

空陷深度(mm)

空陷截面比

滤嘴卷烟

>1.0

>2/3

无嘴卷烟

>1.5

>2/3

一些卷烟企业还为高档烟定义了更高的空头质量标准。

针对烟支空头问题,目前主要检测方式包括机械接触式检测和光电式检测。这两种检测方式受环境影响大、稳定性差,检测效果并不理想。烟支在下烟库通道和组烟成型过程中,通常会有一定幅度的晃动,烟支位置会在前后上下出现变化。同时,实际生产的烟支长度与标准值相比也会有约±0.5mm的偏差幅度。如果采用机械接触或光电感应检测技术,机械探头和光电感应器对被测物体的距离非常敏感,烟支长度和位置的变化会严重干扰检测效果,出现大量误判。如果增加拍烟机构,可以在一定程度上缓解烟支位置变化带来的干扰,但是无法避免烟支长度变化所带来的干扰,同时由于增加运动部件加大了系统复杂度,与烟支的直接接触还可能带来烟支损伤隐患。

另外,还有两个问题是上述两种检测方式所无法规避的:

1.无法检出反向烟支(即下烟库内与正常烟支方向相反的烟支);

2.“被空头”现象,即被剔除的烟支无论剔除之前是否真正空头,在被压缩空气剔除过程中都会形成一定程度的“空头”,这个现象由于机械接触式和光电式检测不具备图像采集和保存功能,都无法完全避免。

空头烟支的准确检测和剔除不仅可以提高卷烟质量,避免空头烟支流入市场影响卷烟制造企业品牌形象,还可以降低盘纸、滤嘴、铝箔纸等材料的消耗,减少人工检测空头烟成本,提升卷烟生产效率,具有良好的经济和社会效益。

因此,如何应用创新的检测手段,高速准确地检测和剔除空头烟支,成为亟待解决的课题。

南京文采科技有限责任公司凭借先进、成熟的机器视觉软硬件平台,成功研制出WDT下烟库烟支成像检测与剔除装置,创造性地采用电子内窥镜,对烟支端头进行成像感应,应用图像处理、智能机器视觉测量等相关技术对烟支图像进行综合分析判断,最后根据判断结果控制相关高速电磁阀对缺陷烟支实施有效剔除。

2.产品外观与组成

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-2

图1 产品外观模型

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-3

图2 安装后的正面效果

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-2-4

图3 安装后的侧面效果


3.技术创新点

智能制造时代的到来,意味着工业大数据时代的到来。制造业向智能化转型的过程中,将催生工业大数据的广泛应用。工业大数据无疑将成为未来提升制造业生产力、竞争力、创新能力的关键,也是企业有传统制造向智能制造、服务制造必须面对的重要课题。

文采科技提供的智能化视觉检测装置作为未来智能制造的基础架构部分,相对于传统的视觉检测装置具备如下的优点:

(1) 智能化视觉检测

深度学习功能

该设备能够以基准模板图片为标准,以生产过程过程中合格检测对象(条烟)为训练对象,不断的自动调整检测参数,以达到稳定检测、准确检测的目的。减少了人工调整参数的环节,降低了对维护能力的专业要求。

对象训练

此外,如条烟外观包装出现变化以及企业需要对新的外观特征点进行质量检测等需求时,无需对设备的硬件结构进行调整,只需在后台通过软件进行对象训练即可完成对新的特征点的检测。

(2)全网管理功能

集中控制

设备之间可进行组网并连接终端控制平台。在终端控制平台可对不同的设备进行操作和查看。

自我诊断、远程控制功能

系统具备自我诊断功能,能根据设备的异常表现依据各类传感检测设备的工作状态判断设备是否处于故障状态(如灯光异常、卡烟、传感数据异常等),系统将分析出错的具体原因并给出故障提示,以便维护人员能够及时排除故障并投入运行。

系统软件集成了基于WEB技术的远程控制功能。在企业开放网络端口后,我方技术人员可远程对故障设备进行远程控制和控制,减少了设备的故障排除时间停机时间,确保设备的及时运转。

(3)智能化数据分析

智能化数据平台分析和监控的数据来源于来自生产过程中的检测设备层级(生产车间的所有的视觉检测装置)。

创新点1

数据平台的核心是提供基础数据的一致性管理,各层级系统间数据集成,并应用移动互联技术,大数据,智能分析及物联网等先进技术与企业的数据系统(ERP、MES等)进行对接,支持实时智能化工厂运转。

创新点2

系统部署示意图

 数据图表信息导出

平台具备大数据分析功能,能够采集日常生产数据、检测数据、报警数据等信息,自动进行数据的汇总、分析和处理,能够以数据报表等直观形式导出各类数据。 结合不同时间节点、生产批次等因素,平台能够自动生成横向对比数据和图标。 

利用大数据质量管理分析平台,除了可以快速地得到传统指标的过程能力分析报表之外,更重要的是,还可以从同样的大数据集中得到很多崭新的分析结果。

缺陷类型的大数据分析

利用大数据技术,还可以对工业产品的生产过程建立数据模型,仿真并优化生产流程,这种大数据的应用将有助于企业改进其生产流程。

例如平台能够集中汇总所有缺陷类型的统计数据,并给出最易出现质量缺陷的特征点,以便企业能够根据缺陷的特点改进相关工艺环节,提供工艺指标。

大数据诊断及预警功能

无所不在的传感器、互联网技术的引入使得产品故障实时诊断和预警变为现实,大数据应用、建模与仿真技术则使得预测功能成为可能。

平台可诊断信息数据库来收集各类设备故障信息,从而能够更好的解决设备故障问题。此外,例如在条包检测过程中,如出现被检测条烟玻璃纸特征参数逐渐偏离标准数值时,平台可根据数据分析和对比给出预警信息,给出美容器检测提示等相关工艺环节的提醒。

质量缺陷追溯功能

设备具备生产数据及检测图片的存储功能,能够自动关联缺陷图片和生产批次信息,为产品质量追溯提供了有效的技术支撑。

加速企业创新

日常生产过程中的行为将产生大量数据,挖掘和分析这些数据,能够帮助企业发现更多的工艺环节问题和生产问题,为企业创新作出贡献。

4.典型应用案例

序号

应用地点

数量

1

海南海红卷烟厂

7

2

江西赣州卷烟厂

2

3

吉林延吉卷烟厂

1

4

江西赣州卷烟厂

2

5

延安宝鸡卷烟厂

1


5.技术规格

序号

  

  

1

检测方式

数字成像+图像识别

2

检测内容

空头烟支、反向烟支

3

检出率

85%

严重缺陷98%检出和剔除

4

误剔率

0.05%

5

检测速度

600/分钟  12000/分钟)

6

检测精度

空陷深度:1.5 mm

空陷面积:2/3烟截面

7

缺陷烟支图像保存时间

24个月

8

内窥镜数量

20

9

其他

精确检测烟支空头等缺陷;

从原理上排除烟支晃动、烟支长度偏差带来的干扰;

配有防卡烟装置;

配置无烟检测和停机功能。


正常烟支

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-1

空陷烟支(1mm)

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-2

空陷烟支(1.5mm)

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-3

空陷烟支(2mm)

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-4

空陷烟支(3mm以上)

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-5

端面挤压变形

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-6

掉头(倒装)

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-7

卡烟

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-8

无烟/缺支

WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置V3.0-9-9

6.知识产权

南京文采WDT下烟库单烟支成像检测与剔除装置创造性地采用领先的智能机器视觉测量技术,实现对烟支空头、反向、缺支等多种缺陷进行精确检测,技术先进,获得了多项技术专利和软件著作权:

证书类型

编号

证书名称

实用新型专利

ZL201220105767.7

下烟库烟支成像检测与剔除装置

实用新型专利

ZL201220188604.X

下烟库区空头烟支的检测装置

实用新型专利

ZL201220433414.X

一种单支剔除设备上的防堵烟装置

专利申请受理通知书

201310334148.4

基于机器视觉的单烟支空头检测方法及专用设备

软件著作权证书

2012SR093392

文采下烟库烟支成像检测与剔除装置软件

  

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