雪茄烟外观及内部质量检测的装置和方法与流程

1.本发明涉及雪茄烟质量检测装置，具体的说，涉及了一种雪茄烟外观及内部质量检测的装置，以及检测方法。


背景技术：

2.雪茄烟是我国烟草制品中重要的产品品类，是定位高端的烟草制品。雪茄烟的结构都包含了茄衣、茄套和茄芯三种雪茄烟叶类型，三种雪茄烟叶类型的质量差异较大，其中雪茄茄衣的质量要求主要集中在烟叶的外观质量和包裹特性，雪茄茄套的质量要求主要集中在烟叶包裹特性和燃烧特性，而茄芯烟叶是雪茄烟风味和吃味的主要来源，对感官质量的要求较高。
3.其中，雪茄的外部特点是直接反映在雪茄的茄衣上的，在标准《gb15269.3-2011》中，特别规定了雪茄烟包装、卷制和贮存的技术要求，其中，对于烟支外观的要求包括了中心轴线的最大偏移量、切口斜面高低差、指环、脉纹、折痕、病斑、污痕、缝口、洞眼、脱皮、破碎、周长等一系列的外观参数，这些外观参数需要逐项测量，目前，这些测量工作主要由人工完成，且每一只雪茄都要检测这些参数，将会耗费大量的人力物力，且十分影响雪茄烟的生产效率。
4.如申请号为：cn202122128324.1、cn202122146215.2和cn202122146444.4的一系列雪茄烟外观检测装置，都是对雪茄烟的外观进行视觉检测的方案，视觉检测方案在雪茄或卷烟的外形检测中已经成为十分普遍的手段，被广泛应用于各种烟草制品的外形检测中。
5.但是，针对雪茄烟的内部填充的质量，目前尚未有较好的方式来检验，内部填充涉及到雪茄的整体松紧度、烟丝分布的均匀性的检测。
6.目前，有申请号为：cn202122014768.2、名称为：一种雪茄烟烟支外观松紧度检测装置的方案，是通过外部施压的方式来检测压力反馈数值，反应松紧度，但是茄衣通常硬度较高，该方法只适合整体松紧度差异比较大的情况。
7.还有申请号为cn202121008749.2、名称为：一种评价雪茄烟卷制均匀度的系统的方案，是通过设计若干流道通道的方式，通过观察各个平行流道的流量值，判断各个流道所对应的烟丝分布的均匀性，该方案具有可行性，但是即便知晓了均匀性问题，仍难以获取内部填充质量存在问题的区域在哪里，因此，它更适合于评价卷制均匀性出现整体分布不均的情况。
8.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

9.本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种既可以对雪茄烟的外形进行检测，也可以对雪茄烟的内部质量缺陷进行检测，且能够大致确定内部质量缺陷的存在位置，帮助改进生产工艺的雪茄烟外观及内部质量检测的装置，和方法。
10.本方案是基于雪茄烟的三层结构：茄衣、茄套和茄芯为基础开发，雪茄烟通常被茄衣密封保护的比较好，仅点燃端裸露，有的甚至完全密封，在这种前提下，对于外观的检测通过视觉检测的方法很容易进行，但是对于密封包裹在内部的茄芯质量很难从外部看到，除非进行破坏性检测。利用茄衣密封效果好的特点，对裸露端抽负压，使内部包裹不均匀的位置所对应的茄衣失去支撑，形成凹坑，从而在外观上展示出来，再通过视觉检测的方法观察，就可以展示出其缺陷了。
11.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种雪茄烟外观及内部质量检测的装置，包括雪茄夹持机构、视觉检测机构和负压抽吸机构；所述雪茄夹持机构用于夹持雪茄的轴向两端，所述雪茄夹持机构的其中一个夹持端设置有贯通夹持端的抽吸通道；所述视觉检测机构设置于所述雪茄夹持机构的夹持空间的外周，用于获取雪茄的外形图像；所述负压抽吸机构连接所述抽吸通道以提供负压。
12.基上所述，所述雪茄夹持机构为回转机构，所述视觉检测机构包括至少一台相机。
13.基上所述，所述雪茄夹持机构包括第一夹持端和第二夹持端，所述第一夹持端包括伸缩机构和设于伸缩机构活动端的第一顶块，所述第二夹持端包括带有抽吸通道的第二顶块。
14.基上所述，所述第一顶块的内端设置有茄帽顶腔。
15.基上所述，所述第二夹持端还包括密封套筒、弹簧和气口连接件，所述第二顶块可伸缩的活动安装在所述密封套筒的内端，所述第二顶块的四周与所述密封套筒之间设置密封圈，所述弹簧安装于所述密封套筒内部并支撑于所述第二顶块的外端，所述气口连接件密封连接于所述密封套筒的外端，所述第二顶块中的抽吸通道、所述密封套筒内腔以及所述气口连接件的通道密封贯通，所述气口连接件的外端气口连接所述负压抽吸机构。
16.基上所述，所述视觉检测机构包括围绕所述雪茄夹持机构的夹持空间的周向布置的至少三台相机。
17.基上所述，所述相机为ccd面阵相机，所述伸缩机构为气缸或电推杆或液压杆。
18.一种雪茄烟外观及内部质量检测方法，包括以下过程：第一状态下，对雪茄烟的外形轮廓进行一次扫描成像，得到第一组图像数据，得到外观检测的质量缺陷；第二状态下，保持雪茄烟的茄帽端密封，对雪茄烟的点燃端进行负压抽吸，保持一定时间后，对雪茄烟的外形轮廓进行二次扫描成像，得到第二组图像数据，将第二组图像数据与第一组图像数据进行对比，得到内部检测的质量缺陷。
19.本发明相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本发明利用雪茄烟具有较好密封性的特点，从其燃烧端对内部抽负压，如内部存在卷制缺陷，即茄芯中有不均匀产生的凹陷，茄套中有卷制重叠处，都会导致该位置处的茄衣在负压作用下塌陷，从外观上形成局部的凹陷，进而能够从外观中观察到，利用这一原理，设计该装置，首先通过未通负压状态下的一次图像采集，获得产品外观的质量缺陷，然后通过抽负压状态下的二次图像采集，获得产品外观的变形，将二次图像与一次图像对比，获得具体的变形位置，进而推导出变形位置所对应的内部缺陷位置和缺陷类型。
20.进一步的，为了方便获取图像，将雪茄烟通过对夹的方式悬置，然后采用相机拍照获取图像信息，拍照可以固定角度，也可以通过回转的方式采集。
21.进一步的，为防止对夹方式对雪茄造成损坏，在第二夹持端中安装弹簧，可以对夹持的压力进行自适应调节，防止轴向压力产生的破坏。
附图说明
22.图1是本发明实施例1中雪茄烟外观及内部质量检测的装置的结构示意图。
23.图2是本发明实施例2中雪茄烟外观及内部质量检测的装置的结构示意图。
24.图3是本发明实施例3中雪茄烟外观及内部质量检测的装置的结构示意图。
25.图4是本发明实施例3中第一夹持端的结构示意图。
26.图5是本发明实施例3中第二夹持端的结构示意图。
27.图6是本发明实施例3中第二夹持端的爆炸图。
28.图中：1.雪茄夹持机构；2.视觉检测机构；3.负压抽吸机构；4.雪茄；5.第二夹持端；6.抽吸通道；7.第一夹持端；11.气缸；12.第一顶块；13.茄帽顶腔；14.第二顶块；15.密封套通；16.弹簧；17.气口连接件。
具体实施方式
29.下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
30.实施例1如图1所示，一种雪茄烟外观及内部质量检测的装置，包括雪茄夹持机构1、视觉检测机构2和负压抽吸机构3。
31.本实施例结合传统的茄帽密封、另一端裸露的雪茄为例进行示例说明：所述雪茄夹持机构1用于夹持雪茄4的轴向两端，所述雪茄夹持机构1用于夹持雪茄点燃端的第二夹持端5设置有贯通夹持端的抽吸通道6。
32.所述视觉检测机构2设置于所述雪茄夹持机构1的夹持空间的外周，用于获取雪茄的外形图像，视觉检测机构2可以采用ccd面阵相机，具体数量视ccd面阵相机的性能而定，如ccd面阵相机的覆盖范围是110
°
时，需要四个面阵相机，周向均布在雪茄4的外周。
33.所述负压抽吸机构3连接所述抽吸通道以提供负压，负压抽吸机构3采用负压泵，为提升负压抽吸的精度和稳定性控制，可以增加一个流量控制器。
34.工作原理：将雪茄4夹持在雪茄夹持机构1之间，保持夹持力度的适度，避免将雪茄4夹持变形，同时还需保证点燃端与第二夹持端上抽吸通道6的对接密封情况，防止抽吸过程漏气严重。
35.第一状态下，通过ccd面阵相机对雪茄4的外形轮廓进行一次扫描成像，得到第一组图像数据，得到外观检测的质量缺陷，该过程主要用于雪茄产品的外形轮廓评价分析。
36.第二状态下，启动负压泵，对雪茄烟的点燃端进行负压抽吸，保持一定时间后，通过ccd面阵相机对雪茄烟的外形轮廓进行二次扫描成像，得到第二组图像数据，将第二组图像数据与第一组图像数据进行对比，得到内部检测的质量缺陷。
37.其原理是，雪茄内部的缺陷会导致茄衣在对应位置没有内衬支撑物，当负压出现
时，茄衣会向该位置变形，在外形上形成凹陷，通过两组图像数据的对比，可以看到凹陷的形状、位置、大小和深度等信息，进而针对这些信息进行推力判断，推定出现上述问题的内部质量原因，以引导后续的生产工艺调整。
38.实施例2如图2所示，为减少造价成本，减少相机数量，所述雪茄夹持机构为回转机构，所述视觉检测机构包括至少一台相机，通过回转方式采集完整的雪茄图像。
39.实施例3如图3-图6所示，本实施例与实施例1的主要区别在于：所述雪茄夹持机构1包括第一夹持端和第二夹持端，所述第一夹持端包括气缸11和设于气缸11活动端的第一顶块12，所述气缸还可以是电推杆或液压杆，所述第一顶块的内端设置有茄帽顶腔13。
40.所述第二夹持端包括带有抽吸通道6的第二顶块14、密封套筒15、弹簧16和气口连接件17，所述第二顶块14可伸缩的活动安装在所述密封套筒15的内端，所述第二顶块14的四周与所述密封套筒15之间设置密封圈，所述弹簧16安装于所述密封套筒15内部并支撑于所述第二顶块14的外端，所述气口连接件17密封连接于所述密封套筒15的外端，所述第二顶块14中的抽吸通道6、所述密封套筒15内腔以及所述气口连接件17的通道密封贯通，所述气口连接件17的外端气口连接所述负压抽吸机构3。
41.该雪茄夹持机构1的主要作用是能够稳定的夹持住雪茄4，茄帽顶腔13的形状与茄帽匹配，能够保持夹持中心的稳定，第二顶块14内端用于紧贴在雪茄4的点燃端，使雪茄4和抽吸通道6对齐，抽吸通道6在本实施例中呈现为均布的若干平行通孔，而第二顶块14的内端与雪茄4通过抵接的方式实现密封，第二顶块14的内端也可以开设一个与雪茄4的点燃端尺寸匹配的浅槽，来进一步提升密封效果，当然，该位置理论上不需要实现彻底的密封，只要有负压能够作用于雪茄4内部即可。
42.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。