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文采產品手冊-WGY盤紙在線檢測裝置V3.0

南京文采開發了基于機器視覺技術的WPY盤紙在線檢測裝置,應用成熟的高速清晰的圖像感應識別技術,對盤紙供紙工藝環節進行實時在線檢測,全面、準確地判別盤紙外觀質量,對盤紙及鋼印的瑕疵予以告警和剔除,徹底解決盤紙外觀質量問題。

1.產品概述

卷煙紙又稱為盤紙,是卷煙的重要組成部分。它把煙絲包裹成煙支,控制卷煙陰燃速度,保持煙灰,還影響煙支的外觀、香味和吸味。

很多香煙品牌在煙支上印刷獨有的、體現了品牌質量的文字(鋼號)和圖像(鋼印),從而在每一支香煙中都能展現品牌,充分提升品牌凝聚力、號召力和象征性。尤其是高檔香煙,煙支鋼印的品牌宣傳作用尤為重要。在香煙鋼印生產過程中,有時會出現鋼印印刷缺陷,包含鋼印缺失、鋼印牌號錯誤、鋼印跑偏、鋼印模糊、鋼印污點(野墨)等等問題。這些問題煙支如果流入市場,就會影響卷煙的品牌形象,因此需要檢測。目前一些煙廠采用人工目測、定時抽檢的方式,不僅效率低,費時費力,而且不能從根本上杜絕問題鋼印流入市場。

同時,盤紙的外觀特性也對煙支會有很重要的影響,例如褶皺、皺紋、裂口、漿塊、污漬、孔眼、接頭等瑕疵缺陷不僅影響煙支的美觀性,而且還會影響吸煙的輕松感、舒適感、滿足感。

為了進一步全面落實“卷煙上水平”目標,有必要對盤紙外觀進行實時在線全面檢測。

為此,南京文采開發了基于機器視覺技術的WGY盤紙在線檢測裝置,應用成熟的高速清晰的圖像感應識別技術,對盤紙供紙工藝環節進行實時在線檢測,全面、準確地判別盤紙外觀質量,對盤紙及鋼印的瑕疵予以告警和剔除,徹底解決盤紙外觀質量問題。

2.產品外觀與組成

(1)產品外觀

WPY系列盤紙在線檢測裝置1

(2)基本功能

WGY盤紙在線檢測裝置主要功能如下:
在盤紙供紙過程中對盤紙的鋼印缺失、鋼印牌號錯誤、鋼印跑偏、鋼印模糊、鋼印污點(野墨)以及盤紙褶皺、裂口、漿塊、污漬、孔眼、接頭等瑕疵缺陷進行實時在線全面檢測;
檢測到盤紙缺陷后,向卷煙機輸出剔除指令,將缺陷煙支實時剔除。

(3)產品結構

WPY系列盤紙在線檢測裝置2

該裝置主要由視頻系統、主控系統和編碼器組件三部分構成,各部分主要完成以下功能:

視頻系統:采用線陣相機配合高亮度LED對盤紙持續掃描拍照,并將圖像傳送給主控系統進行處理。

WPY系列盤紙在線檢測裝置3

主控系統:采集編碼器相位信息并據此控制視頻系統拍照,實時處理視頻系統傳來的圖像數據,當識別到缺陷時進行移位,移位一定支數后通過卷接機剔除機構剔除缺陷煙支。另外,主控系統帶有觸摸液晶屏,用戶能夠在檢測軟件界面上設置牌號參數,并可以瀏覽缺陷圖像及查詢歷史工作記錄,如:班次生產總量、缺陷總量和剔除率等。

WPY系列盤紙在線檢測裝置4

編碼器組件:安裝在卷接機背后同步帶輪上,主要作用是獲取相位信息,并傳給主控單元以控制拍照和剔除。

WPY系列盤紙在線檢測裝置11

圖4 編碼器組件

3.產品特點

(1)在線實時全檢

基于傳統智能相機體系架構的檢測裝置,由于性能不足,對于鋼印只能采用抽檢方式,每4~8支抽檢一次,不能對所有鋼印實施全面檢測,存在漏檢的巨大風險,更無法檢出如褶皺、孔眼、接頭等其他盤紙缺陷。
而WGY盤紙在線檢測裝置基于線陣相機實施高性能處理,對盤紙和鋼印均實施100%全面實時檢測,一個都不漏過,確保檢測的全面性,規避漏檢風險。
文采WGY盤紙在線檢測裝置采用超高速線掃描CCD相機,分辨率為512像素/行,掃描頻率為10萬行/秒,對盤紙實施100%全面掃描。
同時配備高性能近攝鏡頭,提供最小物理畸變能力,滿足圖像保真需求;采用高亮度LED冷光源,配以聚光玻璃柱,實現高效率照明。
高性能線陣相機與傳統面陣相機在盤紙鋼印檢測方面的主要區別如下:

項目

線陣相機

面陣相機

檢測范圍

全局掃描成像

局部成像

圖像分辨率

> 500K

< 500K

曝光時間

10μs

100μs

照明光源

棱鏡匯聚線光源,亮度高,發熱少,

綜合照明效率高

普通面光源,亮度低,發熱量大

成像效果

清晰、不變形

容易出現拖尾、變形等現象

(2)檢測速度高效

由于采用了高性能處理器和優化的處理算法,檢測速度最高可以達到16000支/分鐘,全面匹配中速機和高速機的速度要求。

(3)檢測類型齊全

檢測缺陷類型齊全,對所有缺陷類型進行有效檢測,包括鋼印缺失、鋼印錯牌、鋼印位置偏移、鋼印油墨問題(模糊、太濃、太淡、野墨等)、盤紙褶皺、裂口、漿塊、污漬、孔眼、接頭等等;

由于采用了自主研發的算法,可以根據實際需要,隨時增加對新的缺陷類型的檢測;

(4)自動防塵,關鍵器件免維護

卷煙機周邊空氣潔凈度不高,清潔除塵是關鍵之一;如果不能做到有效清潔除塵,將會嚴重影響成像質量,從而無法保證檢測效果。

WGY盤紙在線檢測裝置在設計上讓相機鏡頭朝下,避免落灰;

同時把相機、鏡頭等關鍵視頻部分器件通過一個外殼密封起來,腔體內部充滿正壓氣體,避免灰塵進入,同時也兼顧了散熱需求。


WPY系列盤紙在線檢測裝置5

圖 7 視頻盒

4.技術創新點

智能制造時代的到來,意味著工業大數據時代的到來。制造業向智能化轉型的過程中,將催生工業大數據的廣泛應用。工業大數據無疑將成為未來提升制造業生產力、競爭力、創新能力的關鍵,也是企業有傳統制造向智能制造、服務制造必須面對的重要課題。

文采科技提供的智能化視覺檢測裝置作為未來智能制造的基礎架構部分,相對于傳統的視覺檢測裝置具備如下的優點:

(1) 智能化視覺檢測

深度學習功能

該設備能夠以基準模板圖片為標準,以生產過程過程中合格檢測對象(條煙)為訓練對象,不斷的自動調整檢測參數,以達到穩定檢測、準確檢測的目的。減少了人工調整參數的環節,降低了對維護能力的專業要求。

對象訓練

此外,如條煙外觀包裝出現變化以及企業需要對新的外觀特征點進行質量檢測等需求時,無需對設備的硬件結構進行調整,只需在后臺通過軟件進行對象訓練即可完成對新的特征點的檢測。

(2)全網管理功能

集中控制

設備之間可進行組網并連接終端控制平臺。在終端控制平臺可對不同的設備進行操作和查看。

自我診斷、遠程控制功能

系統具備自我診斷功能,能根據設備的異常表現依據各類傳感檢測設備的工作狀態判斷設備是否處于故障狀態(如燈光異常、卡煙、傳感數據異常等),系統將分析出錯的具體原因并給出故障提示,以便維護人員能夠及時排除故障并投入運行。

系統軟件集成了基于WEB技術的遠程控制功能。在企業開放網絡端口后,我方技術人員可遠程對故障設備進行遠程控制和控制,減少了設備的故障排除時間停機時間,確保設備的及時運轉。

(3)智能化數據分析

智能化數據平臺分析和監控的數據來源于來自生產過程中的檢測設備層級(生產車間的所有的視覺檢測裝置)。

創新點1

數據平臺的核心是提供基礎數據的一致性管理,各層級系統間數據集成,并應用移動互聯技術,大數據,智能分析及物聯網等先進技術與企業的數據系統(ERP、MES等)進行對接,支持實時智能化工廠運轉。

創新點2

系統部署示意圖

 數據圖表信息導出

平臺具備大數據分析功能,能夠采集日常生產數據、檢測數據、報警數據等信息,自動進行數據的匯總、分析和處理,能夠以數據報表等直觀形式導出各類數據。 結合不同時間節點、生產批次等因素,平臺能夠自動生成橫向對比數據和圖標。

利用大數據質量管理分析平臺,除了可以快速地得到傳統指標的過程能力分析報表之外,更重要的是,還可以從同樣的大數據集中得到很多嶄新的分析結果。

缺陷類型的大數據分析

利用大數據技術,還可以對工業產品的生產過程建立數據模型,仿真并優化生產流程,這種大數據的應用將有助于企業改進其生產流程。

例如平臺能夠集中匯總所有缺陷類型的統計數據,并給出最易出現質量缺陷的特征點,以便企業能夠根據缺陷的特點改進相關工藝環節,提供工藝指標。

大數據診斷及預警功能

無所不在的傳感器、互聯網技術的引入使得產品故障實時診斷和預警變為現實,大數據應用、建模與仿真技術則使得預測功能成為可能。

平臺可診斷信息數據庫來收集各類設備故障信息,從而能夠更好的解決設備故障問題。此外,例如在條包檢測過程中,如出現被檢測條煙玻璃紙特征參數逐漸偏離標準數值時,平臺可根據數據分析和對比給出預警信息,給出美容器檢測提示等相關工藝環節的提醒。

質量缺陷追溯功能

設備具備生產數據及檢測圖片的存儲功能,能夠自動關聯缺陷圖片和生產批次信息,為產品質量追溯提供了有效的技術支撐。

加速企業創新

日常生產過程中的行為將產生大量數據,挖掘和分析這些數據,能夠幫助企業發現更多的工藝環節問題和生產問題,為企業創新作出貢獻。

5.技術規格

典型圖片:

正常情況

正常情況

污點

污點

野墨

野墨

油墨不均勻

油墨不均勻

油墨太濃

油墨太濃

花墨

花墨

6.典型應用案例

2011年開始,WGY盤紙在線檢測裝置在淮陰卷煙廠、南寧卷煙廠、柳州卷煙廠、南昌卷煙廠、長春卷煙廠等得到應用,平穩運行時間超過一年,為盤紙及鋼印的質量起到重要把關作用,為香煙品質保駕護航。
現場應用圖片如下:

WPY系列盤紙在線檢測裝置6

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