一种烟条全覆盖综合检测系统及方法与流程

本发明涉及烟支检测领域，具体是一种烟条全覆盖综合检测系统及方法。

背景技术：

1、卷烟工业以高速、高可靠性的烟草包装机械为主，拥有世界一流的包装设备。在高速生产包装的同时严控产品质量，条盒外观质量是缺陷检测的一个重点。在传统缺陷检测工序中，一般是依靠人工进行检测，效率低且工作强度大，很容易发生漏检的情况。采用光电式传感器检测条盒、透明纸缺陷，虽然能解决一部分问题，但已远远不能满足现代工艺的检测要求，且烟支包装到小包的过程中可能会因某种原因导致小包内存在杂物现象。

2、目前部分已经安装有检测器的烟厂中外观检测和杂物检测使用不同的检测器，使用和维护复杂，检测准确率低下，无法确地检测出烟条存在的杂物缺陷；外观检测设备安装使用时间过长，器件老化、检测精度无法满足生产检测需求；后期检测器相关配件已停产，无可替换备件，在发现烟条存在的杂物缺陷时，无法准确的将不合格的烟条从生产线上剔除，需要配合人力操作，增加维护人员的检测要求。

3、本技术旨在综合应用“自学习”和光子检测技术，有效地检测出烟支包装中常见的烟条反包、烟条倒置、烟条错牌、透明纸缺失、透明纸损坏、透明纸严重褶皱等包装缺陷，集成了利用烟支外观检测和x射线穿透烟条包装原理的杂物检测这双重检测原理，能够准确地检测出烟条存在的杂物缺陷，将不合格的烟条从生产线上剔除，做到了图像全面检测，不留死角，并且在配置维护上大大的简化了操作，对维护人员的要求大大降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种烟条全覆盖综合检测系统及方法，以解决现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种烟条全覆盖综合检测系统，系统包括烟条外观检测功能模块、x射线穿透烟条杂物检测功能模块、检测烟支图像处理模块、io信号主控制模块、缺陷烟支剔除驱动模块、软件界面显示模块，烟条外观检测功能模块、x射线穿透烟条杂物检测功能模块分别和检测烟支图像处理模块、io信号主控制模块、软件界面显示模块电连接，检测烟支图像处理模块、io信号主控制模块、缺陷烟支剔除驱动模块、软件界面显示模块相互电连接；

4、烟条外观检测功能模块用于检测烟条外观是否存在质量缺陷，x射线穿透烟条杂物检测功能模块用于通过x射线的穿透效应检测烟条内部图像，检测烟支内部是否存在杂物的质量缺陷，检测烟支图像处理模块对采集的烟支内外图像与图像模板进行缺陷判断分析比对，io信号主控制模块用于对输入的io信号进行读取、处理和分析，缺陷烟支剔除驱动模块包括气缸和电磁阀，用于接受剔除信号，对检测的缺陷烟支进行剔除，软件界面显示模块用于对检测烟支图像实时显示，根据烟支图像处理信息统计烟支缺陷数据。

5、进一步设置：烟条外观检测功能模块包括烟支外观视觉成像子模块和分段式烟支外观比对子模块，烟支外观视觉成像子模块中包括若干用于检测烟支经过待检测区域时相机采集烟支各个面的实时图像的工业相机和用于进行频闪的led光源，分段式烟支外观比对子模块用于对烟支采集图像按照前端面、顶面前半段、顶面后半段和后端面进行分类，逐一采集分类后的烟支外观图像。

6、进一步设置：x射线穿透烟条杂物检测功能模块包括x射线发射子模块、射线成像子模块，x射线发射子模块包括用于将x射线发射的x射线管和用于对x射线管提供电源的高压电源，射线成像子模块包括x射线采集板和x射线接口板，x射线采集板用于接收x射线，通过x射线的强弱进行烟支图像采集生成图像。

7、进一步设置：检测烟支图像处理模块包括工业计算机、烟支外观图像处理子模块和烟支x射线图像处理子模块，烟支外观图像处理子模块用于对分类后的烟支外观图像与图像模板逐一比对分析，根据每一类别的烟支外观检测缺陷率进行分析，烟支x射线图像处理子模块用于对烟支内部进行穿透检测，与图像模板进行缺陷判断分析；

8、设定当前时段x的烟支总产量为mx，x为不固定值，设定当前时段x的不同分段烟支中因前端面缺陷、顶面前半段缺陷、顶面后半段缺陷和后端面缺陷分别的剔除烟支数为wx1、wx2、wx3、wx4，设定当前时段x的烟支x射线检测剔除烟支数为rx，利用工业计算机内部检测软件对烟支缺陷率进行分析，根据公式：

9、

10、当检测软件检测烟支缺陷率满足上述公式时，将烟支分析的不同的缺陷率上传至软件界面显示模块进行显示，当检测软件检测烟支缺陷率不满足上述公式时，将烟支检测缺陷率异常信息发送至软件界面显示模块进行报警。

11、进一步设置：io信号主控制模块包括主控制板、光电传感器和温度传感器，主控制板用于接收各类传感器的输入信号，并根据输入信号控制工业相机和x射线发射，同时接收检测烟支图像处理模块的分析结果，根据分析结果向缺陷烟支剔除驱动模块发送信号剔除缺陷烟支，光电传感器用于检测烟支分别到达外观检测区域位置和x射线检测区域位置同步信号的，将信号发送至主控制板，温度传感器用于对烟支检测区域进行温度感应。

12、进一步设置：软件界面显示模块包括用于对烟支图像信息进行显示的运行界面显示子模块和用于对烟支检测参数进行设置的检测参数设置界面子模块；

13、运行界面显示子模块包括视图窗口界面、系统时间显示界面、信息显示界面、烟支图像处理信息界面、图像记录界面，视图窗口界面包括显示若干工业相机分时拍摄的同一烟支的图像界面和显示烟支杂物不合格图像界面，系统时间显示界面用于显示当前系统的时间，信息显示界面用于对烟支检测具体信息进行显示，包括当前烟支检测品牌、班次、机台序号、检测总数、烟支不合格数、剔除比例、检测时间，烟支图像处理信息界面用于显示不同品牌烟支检测出的缺陷数量汇总数据，图像记录界面用于翻阅查看历史记录的烟支检测图像，对历史检测图像内部显示的烟支杂物不合格图像界面进行二次判别；

14、检测参数设置界面子模块包括检测配置界面和自学习特定设置界面，检测配置界面包括图像参数设置、工业相机参数设置、烟支剔除控制设置、光源设置、班次设置、密码设置、烟支品牌管理设置，自学习特定设置界面用于通过图像参数设置内部的特定设置选项进入特定设置界面，智能设置烟支重点检测的区域和检测方法。

15、进一步设置：分别对存在前端面缺陷、顶面前半段缺陷、顶面后半段缺陷、后端面缺陷、内部缺陷而剔除的烟支数量进行汇总，设定不同班次烟支需检测总数为fn，分别对当前时段x烟支的前端面缺陷、顶面前半段缺陷、顶面后半段缺陷、后端面缺陷、内部缺陷数量比例进行分析,其中，烟支的前端面缺陷、顶面前半段缺陷、顶面后半段缺陷、后端面缺陷、内部缺陷数量在烟支总检测总数比例为

16、当为最大值时，自学习特定设置界面控制x射线穿透烟条杂物检测功能模块预先对烟支内部进行检测对存在内部缺陷烟支剔除；

17、当不是最大值时，分别对烟支前端面缺陷比例顶面前半段缺陷比例顶面后半段缺陷比例后端面缺陷比例进行降序排序，自学习特定设置界面控制烟条外观检测功能模块内部工业相机按照排序对烟支不同位置进行依次拍照对烟支外观进行检测，从而对存在外观缺陷烟支剔除。

18、一种烟条全覆盖综合检测方法:

19、s1：利用io信号主控制模块内部的光电传感器检测烟支到达外观检测区域位置同步信号的，将信号发送至主控制板，主控制板用于接收光电传感器的输入信号，并根据输入信号控制烟条外观检测功能模块；

20、s2：利用烟条外观检测功能模块检测烟条外观是否存在质量缺陷，主控制板控制烟支外观视觉成像子模块中工业相机对检测烟支经过待检测区域时采集烟支各个面的实时图像，并控制led光源进行频闪，分段式烟支外观比对子模块对烟支采集图像按照前端面、顶面前半段、顶面后半段和后端面进行分类；

21、s3：将分类后的烟支外观图像发送至检测烟支图像处理模块，利用烟支图像处理模块内部的工业计算机、烟支外观图像处理子模块，利用烟支外观图像处理子模块对分类后的烟支外观图像与图像模板逐一比对分析，根据每一类别的烟支外观检测缺陷率进行分析；

22、s4：当分类后烟支外观图像中的任意一张图像存在缺陷，主控制板将剔除信号发送至缺陷烟支剔除驱动模块，缺陷烟支剔除驱动模块内部气缸和电磁阀接受剔除信号，对检测的缺陷烟支进行剔除。

23、s5：利用io信号主控制模块内部的光电传感器检测烟支到达x射线检测区域位置同步信号的，将信号发送至主控制板，主控制板用于接收光电传感器的输入信号，并根据输入信号控制x射线穿透烟条杂物检测功能模块；

24、s6：利用x射线穿透烟条杂物检测功能模块通过x射线的穿透效应检测烟条内部图像，检测烟支内部是否存在杂物的质量缺陷，主控制板控制x射线发射子模块中的x射线管发出x射线，利用射线成像子模块内部的x射线采集板接收x射线，通过x射线的强弱进行烟支图像采集生成图像；

25、s7：将采集的烟支x射线图像发送至检测烟支图像处理模块，利用烟支图像处理模块内部的工业计算机、烟支x射线图像处理子模块对烟支内部进行穿透检测，与图像模板进行缺陷判断分析；

26、s8：当烟支内存在杂物现象，工业计算机将分析结果通知给主控制板，主控制板将剔除信号发送至缺陷烟支剔除驱动模块，缺陷烟支剔除驱动模块内部气缸和电磁阀接受剔除信号，对检测的缺陷烟支进行剔除。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：旨在综合应用“自学习”和光子检测技术，有效地检测出烟支包装中常见的烟条反包、烟条倒置、烟条错牌、透明纸缺失、透明纸损坏、透明纸严重褶皱等包装缺陷，集成了利用烟支外观检测和x射线穿透烟条包装原理的杂物检测这双重检测原理，能够准确地检测出烟条存在的杂物缺陷，将不合格的烟条从生产线上剔除，做到了图像全面检测，不留死角，并且在配置维护上大大的简化了操作，对维护人员的要求大大降低。