烟嘴表面缺陷视觉检测系统的制作方法

本实用新型涉及机器视觉领域，尤其涉及一种烟嘴表面缺陷视觉检测系统。

背景技术：

在烟嘴的生产和制造过程中，需要对加工之后的产品表面进行缺陷检测，以便判断产品是否符合质量要求。烟嘴在卷制过程中可能会出现边缘折叠、接缝处夹浴、烟丝残留等缺陷，这些有缺陷的残次品不能进入市场。现有的烟嘴表面缺陷视觉检测方式一般采用人工检测，由于烟支生产速度很快，人工检测无法做到在线检测，只能生产完成后进行离线检测，人工离线检测工作负荷大，效率低。为提高生产效率，需要通过视觉技术对烟嘴表面缺陷进行高速检测，但卷烟机检测区域的纵向空间有限，工业相机无法直接安装到检测区域。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：卷烟机检测区域的纵向空间有限，工业相机无法安装到检测区域。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：烟嘴表面缺陷视觉检测系统，包括全反射棱镜(2)、工业相机(3)、工控机(5)、光源(6)；所述全反射棱镜(2)的底面与水平面的夹角为45°，所述全反射棱镜(2)固定在卷烟机中烟支(9)的上方，其底面朝向烟支(9)；所述工业相机(3)固定在所述全反射棱镜(2)的一侧，所述工业相机(3)的镜头朝向所述全反射棱镜(2)的底面；所述工业相机(3)连接所述工控机(5)；所述光源(6)固定在卷烟机中烟支(9)的侧上方。

由于卷烟机检测区域的纵向空间有限，工业相机无法直接安装到检测区域采集图像，因此通过一个全反射棱镜将采集方向由竖直转成水平，而卷烟机的水平空间充足，可以解决检测区域空间不足无法安装工业相机的问题。

作为优化的技术方案，还包括固定板(1)，所述固定板(1)水平固定在卷烟机上，所述全反射棱镜(2)的两个相互垂直的折射面其中一面固定在所述固定板(1)的下表面上。通过设置固定板，方便固定全反射棱镜，将全反射棱镜的两个相互垂直的折射面其中一面固定在水平设置的固定板的下表面上，可以保持全反射棱镜底面与水平面的夹角为45°。

作为优化的技术方案，所述固定板(1)通过螺钉固定在卷烟机上。连接牢固，方便拆装。

作为优化的技术方案，所述工业相机(3)通过相机固定装置(4)固定在所述固定板(1)的下表面上。通过相机固定装置可以将工业相机水平固定在固定板上，保持与全反射棱镜成45°，此时工业相机可以通过全反射棱镜采集水平的图像。

作为优化的技术方案，所述光源(6)通过光源支架(7)固定在所述固定板(1)的下表面上。通过光源支架可以将光源固定在固定板上。

作为优化的技术方案，所述光源(6)为条状光源，所述光源(6)水平设置，其长度方向平行于烟支(9)的长度方向。条状光源发出均匀的白色条状光线，为工业相机的图片采集提供稳定的光照环境。

作为优化的技术方案，还包括光源控制器(8)，所述光源(6)连接光源控制器(8)。通过光源控制器能够开关光源以及控制光源的发光强度。

本实用新型的优点在于：通过全反射棱镜将采集方向由竖直转成水平，使工业相机可以利用卷烟机的水平空间安装，通过工业相机采集图像并传输到工控机，实现了高速在线测量，提高了生产效率和产品质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例烟嘴表面缺陷视觉检测系统的主视示意图。

图2是本实用新型实施例烟嘴表面缺陷视觉检测系统的左视示意图。

图3是本实用新型实施例烟嘴表面缺陷视觉检测系统的轴测示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，烟嘴表面缺陷视觉检测系统，包括固定板1、全反射棱镜2、工业相机3、相机固定装置4、工控机5、光源6、光源支架7、光源控制器8。

卷烟机检测区域中的烟支9的烟嘴两两相对放置。

固定板1为长方形板，固定板1上开有多个螺孔，通过螺钉水平固定在卷烟机上。

全反射棱镜2的横截面为等腰直角三角形，其两个相互垂直的折射面其中一面固定在固定板1的下表面上，其底面与水平面的夹角为45°，全反射棱镜2位于卷烟机检测区域中烟支9的上方，其底面朝向烟支9。

工业相机3通过相机固定装置4水平固定在固定板1的下表面上，工业相机3位于全反射棱镜2的一侧，工业相机3的镜头朝向全反射棱镜2的底面。

工业相机3通过传输线连接工控机5，工业相机3是高速工业相机，其以60fps以上的帧率采集图像，并把图像信息通过传输线传输到工控机5。

工控机5接收工业相机3采集的图像信息后进行图像处理，并将处理的结果通过网络传给PLC，由PLC去执行剔除有缺陷的烟支；同时工控机5上的检测系统会对检测结果做分析，统计各种缺陷出现的概率，哪些缺陷出现的概率较大，对缺陷出现概率突然增大时进行预警，减小损失。

光源6通过光源支架7固定在固定板1的下表面上，光源6位于卷烟机中烟支9的侧上方。

光源6为条状光源，能够发出均匀的白色条状光线，光源6水平设置，其长度方向平行于烟支9的长度方向。

光源6连接光源控制器8，光源控制器8能够开关光源6以及控制光源6的发光强度。

该烟嘴表面缺陷视觉检测系统通过工业相机3高速采集烟嘴表面图像，在工控机5中利用视觉算法对图像进行处理，实时监测烟嘴表面是否有缺陷。缺陷检测方法：烟嘴长度检测，利用图像分割技术将烟嘴部分分割出来得到烟嘴在图像坐标系中的长度，再通过标定获得图像坐标系和世界坐标系的转换矩阵，此时即可获得烟嘴部分的实际长度，当烟嘴的实际长度连续多只超过阈值时，就会报警通知工作人员，此时说明前面切割烟嘴的切刀切割过程出错；烟嘴表面缺陷检测，由于烟支是圆形，因此光源照射在烟支表面不同地方的光强会有差异，此时将烟嘴图像切割成多块小的区域，由于区域很小，每块区域内光强变化很小，此时使用大律法阈值法获得阈值，但是大律法阈值对于没有缺陷的区域会将噪声提取出来当成缺陷，此时利用大律法阈值获得一个值，在这个值的基础上增加或者减小一个较小的数(如10)，这样可以滤除掉噪声，同时提取出缝宽和异物等，当缝宽大于设定的阈值时或者存在异物时，认为是不合格产品。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。