一种烟丝生产杂物二次在线剔除装置及方法与流程

1.本发明涉及一种烟丝生产杂物二次在线剔除装置及方法，属于智能控制技术领域。


背景技术：

2.烟丝生产属于卷烟制造过程中的重要环节，在烟丝生产过程中对其杂物含量有严格的规定，正常的烟丝生产线流量在3000kg/h以上，通过人工作业方法难以解决烟丝杂物的检测和分离问题，机器剔除主要是利用烟丝与杂物的悬浮速度差异实现分离，但无法识别杂物区域并有针对性地对杂物区域进行剔除，效率不高，且难以降低杂物剔除过程中对烟丝的误剔率，造成烟丝的浪费。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供一种烟丝生产杂物二次在线剔除装置及方法，其具体技术方案如下：一种烟丝生产杂物二次在线剔除装置，包括高速传送带，所述高速传送带沿运输方向竖直设置有物料分隔挡板，所述物料分隔挡板将高速传送带分隔成主检测通道和二次检测通道，所述高速传送带下游设置有接料区，所述主检测通道与接料区之间设置有剔除接料装置，所述二次检测通道与接料区之间设置有杂物斗，剔除接料装置和杂物斗上方设置有剔除喷气阀阵列，所述二次检测通道与剔除接料装置之间设置有剔除转运装置，所述主检测通道和二次检测通道上方均设置有高速摄像机。
4.进一步的，所述主检测通道宽度大于二次检测通道宽度。
5.进一步的，所述剔除接料装置呈斜坡状，下端与剔除转运装置对接。
6.进一步的，所述剔除转运装置出料端与二次检测通道上游对接，所述剔除接料装置出料端与剔除转运装置接料端对接。
7.进一步的，所述剔除转运装置为风送管或传送带。
8.进一步的，所述剔除喷气阀阵列的阀门开关与电路连接。
9.一种烟丝生产杂物二次在线剔除方法，包括采样学习过程和实际检测剔除过程，具体包括以下步骤：采样学习过程：步骤1：采样：对待检测的物料进行一定样本量的连续图像采样；步骤2：学习训练：对采样所得图像进行颜色空间分析，记录全部采样颜色出现的概率，依据概率大小分配相应权重，当采样所得颜色分布概率趋于稳定时学习过程结束，所得颜色权重参数作为该烟丝品种模型参数；实际检测剔除过程：步骤3：将待检测烟丝摊薄展平以后通过高速传送带输送，通过高速摄像机完成图像采集，实时分析判断杂物的位置；
步骤4：判定：工作时对来料连续拍摄图像，通过对图像进行逐点像素分析，根据颜色模型，提取当前烟丝图像像素颜色权重值，判定超过设定阈值的像素图像为不合格，并提取图像中心坐标值作为杂物坐标；步骤5：剔除：根据杂物坐标和传送带速度数据确定需开启的剔除气阀和开启气阀的延时时间，剔除喷气阵列对杂物点进行定点喷吹，吹落的含合格烟丝的杂物经剔除转运装置到达二次检测通道，进行二次剔除。
10.进一步的，所述连续图像采样通过线扫描三色相机或多光谱相机获取烟丝图像。
11.进一步的，所述杂物判定的具体条件为：像素显示与烟丝颜色差异大于设定阈值，或差异部分面积大于设定阈值。
12.进一步的，所述学习训练和判定步骤在检测过程中进行深度学习并更新数据。
13.本发明的有益效果是：利用喷气阀阵列对传送带抛出的物料进行喷吹，通过将摄像采集的图像进行颜色空间分析学习，建立颜色权重参数模型，根据模型提取烟丝图像权重值，实时识别杂物坐标，从而有针对性地开启喷气阀并根据杂物比例调整喷吹力度，进行烟丝杂物剔除，并通过回转传送带传送进行二次剔除，降低烟丝误剔率，实现烟丝生产杂物的在线高效自动剔除。
附图说明
14.图1是本发明的装置俯视图，图2是本发明的装置沿传送方向侧视图，图中：1—高速传送带，11—主检测通道，12—二次检测通道，2—物料分隔挡板，3—剔除喷气阀阵列，4—高速摄像机，5—待检测来料，6—接料区，7—剔除转运装置，8—杂物斗，9—剔除接料装置。
具体实施方式
15.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
16.如图1所示，本发明的烟丝生产杂物二次在线剔除装置，包括高速传送带1，高速传送带1上方平行运行方向竖直设置物料分隔挡板2，物料分隔挡板2将高速传送带1分成主检测通道11和二次检测通道12，其中主检测通道11宽度大于二次检测通道12，高速传送带1下游设置有接料区6，主检测通道11与接料区6之间设置有剔除接料装置9，二次检测通道与接料区之间设置有杂物斗8，剔除接料装置9和杂物斗8竖直上方设置有剔除喷气阀阵列3，二次检测通道12与剔除接料装置9之间设置有剔除转运装置7，剔除转运装置7绕高速传送带设置，其末端与二次检测通道12对接，如图2所示，主检测通道11和二次检测通道12前方均设置有高速摄像机4。
17.本发明的烟丝生产杂物二次在线剔除方法，包括采样学习过程和实际检测剔除过程，具体包括以下步骤：采样学习过程：将待检测烟丝摊薄展平以后通过高速传送带1输送，通过高速摄像机4完成图像采集，对采集所得图像进行颜色空间分析，记录全部采样颜色出现的概率，依据概率大小分配相应权重，当采样所得颜色分布概率趋于稳定时学习过程结束，所得颜色
权重参数作为该烟丝品种模型参数，完成学习训练；实际检测剔除过程：正常工作时，对来料进行连续不间断的拍摄图像，通过对图像进行逐点像素分析，依据颜色模型，提取当前烟丝图像像素颜色的权重值，对超过设定阈值的像素判定为不合格，并提取不合格像素区域面积中心坐标值作为杂物坐标；当判定结果出现杂物需要剔除时，根据杂物坐标值和传送带速度可以确定需开启的剔除气阀和开启气阀的延时时间，同时根据像素表示的杂物比例调整气阀喷气强度，高速气阀喷出的气流方向与物料抛射方向大致垂直，因此气阀喷吹的结果就将杂物动态吹落，达到与杂物物料分离的效果。
18.通过在学习训练和实际检测过程中不断深度学习和更新数据，进一步提高检测的精确度。
19.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。


技术特征：
1.一种烟丝生产杂物二次在线剔除装置，其特征在于：包括高速传送带（1），所述高速传送带（1）沿运输方向竖直设置有物料分隔挡板（2），所述物料分隔挡板（2）将高速传送带（1）分隔成主检测通道（11）和二次检测通道（12），所述高速传送带（1）下游设置有接料区（6），所述主检测通道（11）与接料区（6）之间设置有剔除接料装置（9），所述二次检测通道（12）与接料区（6）之间设置有杂物斗（8），剔除接料装置（9）和杂物斗（8）上方设置有剔除喷气阀阵列（3），所述二次检测通道（12）与剔除接料装置（9）之间设置有剔除转运装置（7），所述主检测通道（11）和二次检测通道（12）上方均设置有高速摄像机（4）。2.根据权利要求1所述的烟丝生产杂物二次在线剔除装置，其特征在于：所述主检测通道（11）宽度大于二次检测通道（12）宽度。3.根据权利要求1所述的烟丝生产杂物二次在线剔除装置，其特征在于：所述剔除转运装置（7）出料端与二次检测通道（12）上游对接，所述剔除接料装置（9）出料端与剔除转运装置（7）接料端对接。4.根据权利要求1所述的烟丝生产杂物二次在线剔除装置，其特征在于：所述剔除接料装置（9）呈斜坡状，下端与剔除转运装置（7）接料端对接。5.根据权利要求1所述的烟丝生产杂物二次在线剔除装置，其特征在于：所述剔除转运装置（7）为风送管或传送带。6.一种烟丝生产杂物二次在线剔除方法，其特征在于：包括采样学习过程和实际检测剔除过程，具体包括以下步骤：采样学习过程：步骤1：采样：对待检测的物料进行一定样本量的连续图像采样；步骤2：学习训练：对采样所得图像进行颜色空间分析，记录全部采样颜色出现的概率，依据概率大小分配相应权重，当采样所得颜色分布概率趋于稳定时学习过程结束，所得颜色权重参数作为该烟丝品种模型参数；实际检测剔除过程：步骤3：将待检测烟丝摊薄展平以后通过高速传送带输送，通过高速摄像机完成图像采集，实时分析判断杂物的位置；步骤4：判定：工作时对来料连续拍摄图像，通过对图像进行逐点像素分析，根据颜色模型，提取当前烟丝图像像素颜色权重值，判定超过设定阈值的像素图像为不合格，并提取图像中心坐标值作为杂物坐标；步骤5：剔除：根据杂物坐标和传送带速度数据确定需开启的剔除气阀和开启气阀的延时时间，剔除喷气阵列对杂物点进行定点喷吹，吹落的含合格烟丝的杂物经剔除转运装置到达二次检测通道，进行二次剔除。7.根据权利要求6所述的烟丝生产杂物二次在线剔除方法，其特征在于：所述连续图像采样通过线扫描三色相机或多光谱相机获取烟丝图像。8.根据权利要求6所述的烟丝生产杂物二次在线剔除方法，其特征在于：所述杂物判定的具体条件为：像素显示与烟丝颜色差异大于设定阈值，或差异部分面积大于设定阈值。9.根据权利要求6所述的烟丝生产杂物二次在线剔除方法，其特征在于：所述学习训练和判定步骤在检测过程中进行深度学习并更新数据。

技术总结
本发明涉及一种烟丝生产杂物二次在线剔除装置及方法，属于智能控制技术领域，装置包括高速传送带，通过物料分隔挡板将高速传送带分隔成主检测通道和二次检测通道，高速传送带下游垂直运输方向设置有接料区，高速传送带与接料区之间设置有剔除接料装置，高速传送带前方设置有高速摄像机；方法包括采样学习过程和实际检测剔除过程。本发明通过将摄像采集的图像进行颜色空间分析学习，建立颜色权重参数模型，根据模型对比识别杂物，实时识别杂物坐标，从而有针对性地开启喷气阀和调整喷吹力度，进行烟丝杂物剔除，并回转传送进行二次剔除，降低烟丝误剔率，实现烟丝生产杂物的在线高效自动剔除。动剔除。动剔除。


技术研发人员：肖荣 迟磊 陈金英 王李苏
受保护的技术使用者：南京大树智能科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/4/5