专利名称：检验香烟的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一个利用光电敏感器来检验香烟末端的烟丝是否完整的方法，这种光电敏感器具有发射器和接收器，並通过这种光电敏感器将一测试射束(光束)射向香烟的一端(端面)或香烟的二端，並对反射回来的光进行测量。同时，本发明还涉及了一种检验香烟的设备。
测试香烟是与包装香烟一起进行的;为此，使用光电敏感器来检验香烟是否有足够的烟丝量。
用光电敏感器来测试香烟的方法基本上是大家所知道的。至今所采用的这些处理方法，或是根据光辐射原理，或是根据反射原理工作的。光辐射原理要求有高性能的敏感器，它的灵敏度必须高到足以反映出很轻微的亮度差别。而用反射方法来检验香烟有时要付出很高的费用。由于烟丝的反射性能不好，所以基于烟丝反射性能的测试方法，只能使用高性能的敏感器。
因此，本发明的目的是提供一个使用光电敏感器来检验香烟的方法，它按反射原理工作，但可在很短的测试时间内仍能给出检验是否有足够烟丝量的精确结果。
为了达到这个目的，按照本发明所给出的方法的特征是测试射束以一个锐角(即小于45°)射到香烟的端面，其方法是当香烟末端的烟丝量不足时，则光线就会被香烟纸反射。
在按照本发明所给出的方法中，当香烟末端的烟丝不足时，以锐角射到香烟纸内壁的测试射束被反射回来，並被与发射器同心安装的接收器记录下来。因此，这个方法是利用了香烟纸的良好反射特性来检验香烟末端是否有足够的烟丝量。
对于检验一支香烟，最好有两个敏感器在园周边上相对放置，形成一个敏感器对。对于检验排在一排里的几支香烟，敏感器(即敏感器对)相对于这些烟进行运动，由这些测试射束测试这些香烟的末端。检验香烟组内的香烟是按几个分组进行的，各分组内的香烟被同时检验。
检验过程可以在香烟转台的静止期间或运动期间进行。在静止期间对香烟组内的香烟的检验是在二个连续的测试站上进行的，各香烟组所有各排中的每隔一支香烟被一个测试单元检验。在香烟转台运动期间进行检验时，一香烟组的全部香烟分成几个分组被连续检验。
按上述方法检验香烟的设备主要包括一个由几个敏感器组成的测试单元，这些敏感器组合成敏感器对，装在敏感器架中，具体的方法是各个敏感器相对于香烟端面形成一个小于45°的角度。这些敏感器对分别装在彼此平行的测试单元的敏感器架上，並且彼此之间的距离与香烟组的两个斜排相对应。
在这种设备的一个典型具体装置中，为了检验一个间歇转动的香烟转台上的香烟组，使用了两个测试单元。它们是可以转动的，在香烟转台的静止期间，在二个连续的测试站内通过这些香烟的端面，其方法是敏感器在平行于斜排直线的方向上做往返运动。为了检验这些香烟，二个测试单元各具有4对敏感器。香烟组内所有各排中的每隔一支香烟在其中一个测试站上受检。测试单元的往返运动通过一齿条机构实现。
在另一个较好的检验香烟设备的典型具体装置中，检验是在香烟转台的转动期间进行的。为此，测试单元在一个平行于香烟端面的平面内按二个轴进行运动，具体地说，是相对于香烟的纵轴作横向的轴向运动。为了使用一个测试台来检验香烟组内的所有香烟，该测试单元有三个敏感器对。测试单元在平行于香烟端面的平面内所做的双轴运动是使用一个枢轴机构来实现的。本发明的进一步的特点是涉及到该枢轴机构的设计问题。
下面将按附图详细说明本发明的二个具体装置。其中
图1是一个测试单元和一支香烟，香烟的缺量达到了香烟直径的一半，图2是一个测试单元和一支缺量达到整个直径的香烟，图3是一个测试单元和一支烟丝完整的香烟，图4是一个香烟组传送装置(特别示出了一个香烟转台)及检验这些香烟的各测试单元的侧视示意图，图5是图4中一个香烟转台的顶视图，图6是一个香烟组的测试情况，图7是一个香烟转台和一个测试单元的侧视示意图，图8是图7的局部放大图。
这里的作业程序涉及的是检验香烟末端区域的情况。在香烟的制造过程中，由于生产上的某些原因，比较经常地产生缺量香烟。这些缺量香烟必须被挑选出来，並要求对生产周期产生尽可能小的影响。做到这一点的先决条件是这个装置必须能够鉴别出缺量香烟，並能够产生一个相应的误差信号以便剔除这些缺量香烟。
在这个具体情况中，光电敏感器(包含一个发射器和一个接收器)11、12用于进行缺量鉴别和发送一个误差信号。作为一个最简单的结构，图1示出一个测试单元13，它主要包括一个敏感器支架14，在支架的侧向末端区域内的倾斜插座15上各装有一个敏感器11、12。被检验的香烟10置于两敏感器11、12之间的中心，其定位方法是香烟端面16与敏感器架14之间的距离要使得发自敏感器11、12的测试射束17、18以一个锐角19投射到香烟10的端面16上。例如，角19为20°。因为测试射束17、18以锐角进入香烟10的端区，所以根据因烟丝20的脱漏所产生的缺量的大小，就会有一个或二个测试射束17、18射到包烟丝20的香烟纸22的内壁上。测试射束17、18至少有一些被反射回来並到达敏感器11、12的接收器。然后，敏感器11、12产生一个相应的误差信号。
如果香烟10在其端区的组成是正确的，即在端面16的区域内烟丝量是完整的，那么测试射束17、18就会被烟丝20吸收，所以就没有误差信号。
测试射束17、18以锐角19投射到香烟10的端面16上，就能检测出甚至是很小的缺量21。因为缺量21所具有的边缘区在终止时是比较平坦的，並且占据了端面16的大部分区域，所以由两个敏感器11、12组合成的敏感器对23一般能以足够的可靠性有效地鉴别出端面16区域中的缺量21。
上述的对单支香烟10的测试可以在香烟10静止时，也可以在运动中进行，並且测试单元13可以等有静止位置上，也可以是运动中的。唯一的准则是在香烟10与测试单元13、或敏感器对23之间相对运动过程中的某一瞬间，测试射束17、18要能够按照上述的方法投射到被检验的香烟10的端面16上。
上述的过程和装置也可以用于检验香烟组24中的香烟10。图4所示的典型具体装置例子示出了与香烟的包装过程一起进行的对香烟10进行检验的情况。这里示出了一个香烟转台，它在包装机的香烟料斗26后面的垂直平面内做间歇转动。香烟转台25沿其周边有若干个凹槽27。
香烟10被滑动装置用大家所知道的方法通过滑板从香烟料斗26中抽出来，並沿径向送到香烟转台25，即转台上部的凹槽27中，由此分别组成了烟组24。在这种情况下，上边的两个倾斜凹槽27同时被填好香烟组24。然后香烟转台25前进与一个凹槽相对应的行程。
烟组包括几排沿凹槽壁28方向排列的香烟29、30、31。在29～31这几排中，香烟10处于密集包装状态。在该典型具体装置中，邻近排29～31的香烟10彼此偏移排列，以便在排29～31中和在斜排32、33、34、35、36和37中香烟10彼此排列成行。
香烟转台25转动的结果，使这样形成的烟组24首先进入第一个测试站38，然后进入第二个测试站39。每个测试站38、39都具有测试单元40、41。对于没有过滤咀的香烟10，必须检验它的两个自由端，另一个测试单元(图中未示出)安装在香烟转台2.5的对面一侧上。
测试单元40、41各装有4个敏感器对42、43、44和45，並按双向箭头所示方向运动，通过香烟10的端面16。
烟组24中的香烟10在两个连续的测试站38、39中受检验的方法见图4。在检验香烟10期间，测试单元40、41按双箭头46、47所示的方向实行一个行程的运动，具体的实行方法是在香烟转台25的每次静止期间，实行一个与上一次静止期间相反方向的运动。图4示出的是测试单元40、41在检验香烟10时的起始位置。在每一个测试站38、39中，香烟10分成三个分组48、49、50进行测试，每个分组中的香烟10同时由敏感器对42～45检验。在这个方法中，首先，烟排29中的每隔一支香烟与单个的香烟51(它们一起组成分组48)在测试站38中同时被敏感器对42、43、44和45检验。由于测试单元40在香烟转台25方向上连续运动，排30中下一个每隔一支的香烟10(组成分组49)被敏感器对42、43和44检验。在测试站38中的最后一个分组50由排31中除了单个香烟51外的每隔一支香烟10组成。这个分组50的香烟10被敏感器对42、43和44检验。在测试站39中的香烟10以同样的方法受检。这里，分组52、53和54顺序受检，第一分组52由排29中的每隔一支香烟10及单个香烟55组成。测试单元41的所有敏感器对42、43、44和45都用来检验分组52。分组53和54用敏感器对43、44和45检验。
因为排29、30和31中的香烟10排成鞍状，所以每隔一斜排32、34和36中的香烟10以及单个香烟51在测试站38中受检，而每隔一斜排33、35和37中的香烟10和单个香烟55在测试站39中受检。
为了检验排在各斜排32～37中的香烟10和单个香烟51和55，测试单元40、41的敏感器对42～45排在彼此相应于二个斜排32～37的距离上，並且相互之间分开。这就保证了在测试单元40、41运动中通过香烟10端面16的那一瞬间，属于分组48～50或52～54的各香烟端面16同时受到检验。
测试单元40、41的往返运动是利用齿条机构56完成的，它由香烟转台25的驱动单元(图中未示出)驱动，並与驱动单元的定时序列同步。具体地说，这个驱动作用是利用装在驱动轴57上並作用到与测试单元40、41固连的齿条59上的传动齿轮58实现的。为了对齿条59进行导向，在机架悬臂60中装有滑轨61，而在机架悬臂60中还装有整个的齿条机构56。
图7示出了该设备的另一个典型具体装置。与上述的典型具体装置相比，这里对香烟转台25中的香烟10所进行的检验是在转台25的运动期间进行的。因此，装有三个敏感器对62、63和64的测试单元65利用枢轴机构66、垂直于香烟10的纵轴作轴向运动。
图8和图7按上述的顺序说明了测试单元65和香烟组24之间相对运动的两个连续状态。图8示出了具有敏感器对62、63和64的测试单元65，它们以二个斜排32～37的距离彼此平行地排列，並且彼此之间没有任何横向偏移。
被敏感器对62～64同时检验的各香烟排列在分组67中。该分组67由各排29、30和31中的一支香烟组成，各香烟端面16排成一条直线，彼此之间的距离相应于二个斜排32～37。图7示出的，是在香烟转台25旋转运动期间，在检验下一个分组68期间内的测试单元65。在检验香烟组24中的香烟10期间，一排29、30、31按上述顺序对准各敏感器对62、63、64。
在香烟转台25转动期间，检验香烟10要求有一个双轴的枢轴测试单元65。为此，枢轴机构66主要由支撑杆69和枢轴杆70组成，它们都铰接在一个公共枢轴轴承71的一端上，而枢轴轴承71装在包装机的机座上。
测验单元65由安装敏感器对62～65的敏感器架73组成，枢轴延伸杆74从敏感器架73横向伸出。在通向枢轴延伸杆74的过渡区域内以及在枢轴延伸杆74的自由端，测试单元65以铰接方式连到支撑杆69和枢轴杆70的另一端上。同时，测试单元65和支撑杆69之间的连接是由旋转关节76实现的，而测试单元65的枢轴延伸杆74和枢轴杆70之间的联接是由组合的旋转滑动关节77实现的。
这样设计枢轴机构66就能使测试单元65经支撑杆69绕枢轴轴承71进行枢轴转动。由于枢轴杆70同样也装在枢轴轴承71上，並经旋转滑行关节77连到测试单元65的枢轴延伸杆74上，所以就有一个枢轴杆70的摆动迭加到这个枢轴运动上，这就形成了旋转关节76中的测试单元65的枢轴转动。支撑杆69和枢轴杆70绕枢轴轴承71的摆动在图中分别由双箭头78和79表示。
当然，这里所详细说明的检验香烟10的过程並未限死香烟转台中香烟组24的组成。通过适当地改变敏感器对42～45或62～64之间的距离，和/或改变测试单元40、41和65上的敏感器对42～45和62～64的数量，就能检验任何组成形式的香烟组24中的香烟10。
权利要求
1.利用具有发射器和接收器的光电敏感器来检验香烟末端是否有正确组成的方法，利用光电敏感器将一测试射束(光束)投射到香烟的至少一端(端面)上並测量反射光，其特征是测试射束(17、18)以一个锐角(19)(即角(19)小于45°)投射到香烟(10)的端面(16)，因此，当香烟末端区缺漏烟丝(20)时，光被香烟纸(22)反射。
2.按照权利要求1的方法，其特征是使用几个沿园周分布的，两两相对的敏感器(11、12)组成的敏感器对(23)来检验香烟(10)。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征是敏感器(11、12)(即敏感器对(23))相对于香烟(10)运动，因此香烟的端面(16)受到测试射束(17、18)的检测。
4.按照权利要求1以及一个或几个另外的权利要求的方法，其特征是对香烟组(24)中的香烟(10)所进行的检验是顺序进行的，例如按香烟的分组(48、49、50;52、53、54;67、68)进行，各分组(48～50;52～54;67、68)中的香烟(10)被同时检验。
5.按照权利要求4以及一个或几个另外的权利要求的方法，其特征是对香烟(10)的检验是在香烟的传送装置上进行的，如在香烟转台(25)的间歇运动中进行，香烟(10)被组合成香烟转台(25)的凹槽(27)中的香烟组(24)，而敏感器(11、1.2)相对于香烟(10)运动。
6.按照权利要求5以及一个或几个另外的权利要求的方法，其特征是对香烟组(24)中香烟的检验是在两个连续的测试站(38、39)在香烟转台(25)的静止期间进行的，用具有若干个敏感器(11、12)的测试单元(40、41)检验各香烟组(24)中所有各排(29～31)中每隔一支的香烟(10)。
7.按照权利要求6以及一个或几个另外的权利要求的方法，其特征是对香烟组(24)的检验是在香烟转台(25)的运动期间进行的，其方法是香烟组(24)中的所有香烟(10)被分成几个分组(67、68)顺序被检，具有若干个敏感器(11、12)的测试单元(65)实行与香烟组(24)的运动路径相一致的运动。
8.利用具有发射器和接收器的光电敏感器来检验香烟末端是否有正确组成的设备，利用光电敏感器可将一测试射束(光束)投射到香烟的至少一端(端面)上並可测量反射光，其特征是敏感器(11、12)对准香烟(10)端面(16)，因此测试射束相对于端面(16)形成一个锐角(19)，即小于45°的角(19)。
9.按照权利要求8的设备，其特征是沿香烟转台(25)的周边分布的几个敏感器(11、12)，即两两相对组成敏感器对(23)的敏感器(11、12)，指向香烟(10)的端面(16)，敏感器(11、12)安装在敏感器架(14)上，並因此形成一个测试单元(13)。
10.按照权利要求8或9的设备，其特征是为了检验香烟组(24)，几个敏感器对(42～45;62～64)彼此平行地安装在测试单元(40、41;65)内，並且彼此之间的距离与香烟组(24)中香烟(10)的两个斜排(32～37)相对应。
11.按照权利要求8以及一个或几个另外的权利要求的设备，其特征是为了检验输送到间歇转动的香烟转台(25)上凹槽(27)中的香烟组(24)，在二个连续的测试站(38、39)上，在香烟转台(25)的静止期间，各测试单元(40、41)可运动通过香烟(10)的端面(16)，其方法是测试单元(40、41)上的敏感器(42～45)可以平行于斜排(32～37)的直线做往返运动。
12.按照权利要求11以及一个或几个另外的权利要求的设备，其特征是测试单元(40、41)各具有4对敏感器(42～45)，用于检验分组(48～50;52～54)中的香烟(10)。
13.按照权利要求11以及一个或几个另外的权利要求的设备，其特征是通过一个调整装置(齿条机构56)，测试单元(40、41)在平行于香烟(10)端面(16)的平面内可做纵向移动。
14.按照权利要求8以及一个或几个另外的权利要求的设备，其特征是为了检验输送到香烟转台(25)凹槽(27)中的香烟(10)，在香烟转台(25)转动期间，测试单元(65)上的敏感器对(62～64)可做双轴运动，即垂直于香烟(10)纵轴的轴向运动。
15.按照权利要求14以及一个或几个另外的权利要求的设备，其特征是测试单元(65)具有敏感器对(62～64)用于检验分组(67、68)中的香烟(10)。
16.按照权利要求14以及一个或几个另外的权利要求的设备，其特征是通过一个调整装置(枢轴机构66)，测试单元(65)在平行于香烟(10)端面(16)的平面内可做双轴运动。
17.按照权利要求16的设备，其特征是枢轴机构(66)有一支撑杆(69)和一枢轴杆(70)，支撑杆(69)在一端铰接在枢轴轴承(71)上，另一端经旋转关节(76)连到测试单元(65)上，以便绕枢轴轴承(71)做枢轴运动，枢轴杆(70)在一端与枢轴轴承(71)铰接，另一端经旋转滑动关节(77)与测试单元(65)的枢轴延伸杆(74)铰接，以便绕测试单元(65)的旋转关节(76)做枢轴运动。
全文摘要
对于用足够的烟丝量表示香烟的正确组成，光电测试法已经被使用了相当长的时间了。使用这些方法至今必须要有高性能的敏感器，以便获得精确的测试结果。这里的新方法及其相应的设备是要使得按照这样的反射法来检验香烟(特别是在一个香烟传送装置，即转台上)成为可能在这个反射法中，利用一个简单的测试装置在短时间内即可获得精确的结果。
文档编号A24C5/34GK1038924SQ8910453
公开日1990年1月24日 申请日期1989年7月4日 优先权日1988年7月4日
发明者海因茨·福克, 约瑟夫·舒尔特 申请人:福克股份公司