СИСТЕМА ПРОВЕРКИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТРУБКИ И СПОСОБ ПРОВЕРКИ КАЧЕСТВА ТРУБКИ
CHECKING SYSTEM FOR QUALITY CONTROL OF TUBE AND METHOD FOR QUALITY CONTROL OF TUBE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе проверки для контроля качества трубки и способу проверки качества трубки, в частности в оборудовании для табачной промышленности.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В табачной промышленности полуфабрикаты, такие как стержни из фильтрующего материала, многоканальные стержни, стержни из губчатого материала, тонкостенные и толстостенные трубки и другие стержни, которые необходимы для формирования струи дыма или для создания запаха, используются для изготовления стержнеобразных элементов, таких как фильтры с мундштуком или многосегментные фильтрующие стержни. При транспортировке таких элементов, обычно в виде массового потока с помощью поддонов, элементы могут деформироваться. Это обусловлено тем фактом, что иногда элементы перемещаются в массовом потоке на большие расстояния, при этом направление перемещения изменяется, и элементы в поддоне могут быть раздавлены под давлением остальных элементов.
Большинство заполненных стержнеобразных элементов проявляют некоторую упругость, однако картонные или бумажные стержнеобразные элементы, в частности тонкостенные, по существу легко деформируются. В связи с необходимостью поддержания высокого качества готовых изделий существует необходимость в проверке качества полуфабрикатов, в частности их формы, в которой представление о деформации элемента можно получить на основе формы его конца.
Из уровня техники известны системы проверки качества, в которых используются камеры для проверки формы стержнеобразных элементов.
Патентный документ США US 4976544 раскрывает устройство, оснащенное камерой для проверки округлости концов сигарет, расположенных в поддоне. Устройство оснащено узлом для отклонения бракованных сигарет.
В публикации РСТ WO 2015/138440 раскрыто устройство, в котором посредством камеры регистрируется изображение концов стержнеобразных элементов, и в случае отсутствия округлости конца элемент может быть отбракован из производства.
В европейской заявке на патент ЕР 2677273 раскрыто оптическое устройство для проверки качества стержнеобразных элементов, которые транспортируются в каналах барабана, причем проверка качества выполняется с помощью оптических устройств, например с помощью камеры. Стержнеобразные элементы перемещаются посредством барабанного транспортера поперечно направлению, в котором выполняется проверка качества обоих концов.
В патентном документе США US 5519494 A раскрывается измерительное устройство для проверки неровности поверхности трубок, в котором источник излучения и приемник расположены на противоположных концах проверяемой трубки. Для регистрации изображений обоих концов стержнеобразного элемента, включая трубчатый элемент, необходимо использовать две камеры, что значительно увеличивает стоимость измерительного устройства.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является система проверки для контроля качества трубки, содержащая: средства транспортировки для перемещения трубки по пути транспортировки, перпендикулярному оси трубки, источник излучения, приемник излучения и средства для изменения направления пучка излучения, частично или полностью отражающие излучение, формирующие траекторию пучка излучения из источника излучения через внутреннюю часть трубки к приемнику. Система характеризуется тем, что система проверки выполнена с возможностью генерирования двух пучков излучения и введения указанных двух пучков излучения внутрь трубки на двух противоположных концах трубки, так, что пучки излучения распространяются через трубку в двух противоположных направлениях.
Средства для изменения направления пучка излучения содержит полупрозрачное зеркало.
Средства для изменения направления пучка излучения содержат зеркало.
Средства для изменения направления пучка излучения содержат оптическую призму.
Приемник излучения выполнен с возможностью приема обоих пучков излучения.
Пучки излучения распространяются параллельно друг другу на траектории к приемнику излучения.
Пучки излучения распространяются со схождением на траектории к приемнику излучения.
Пучки излучения распространяются параллельно друг другу по траектории из источника излучения.
Пучки излучения распространяются с расхождением по траектории из источника излучения.
Предпочтительно в системе проверки источник излучения, приемник излучения и средства для изменения направления пучка излучения расположены так, что траектория пучка излучения проходит от источника излучения к средствам, частично отражающим излучение, от этих средств распространяется через средства отражения излучения через внутреннюю часть трубки, через средства отражения излучения и распространяется через средства, частично отражающие излучение, к приемнику излучения.
Предпочтительно в системе проверки источник излучения, приемник излучения и средства для изменения направления пучка излучения распределены так, что траектория первого пучка излучения от первого источника излучения проходит к первым средствам, частично отражающим излучение, от этих средств распространяется через средства отражения излучения, через внутреннюю часть трубки, через средства отражения излучения и распространяется через вторые средства, частично отражающее излучение, к приемнику излучения, при этом траектория второго пучка излучения от второго источника излучения проходит ко вторым средствам, частично отражающим излучение, от этих средств распространяется через средства отражения излучения и внутреннюю часть трубки, через средства отражения излучения и распространяется через первые средства, частично отражающие излучение, к приемнику излучения.
Предпочтительно в системе проверки источник излучения, приемник излучения и средства для изменения направления пучка излучения распределены так, что траектория первого пучка излучения проходит от источника излучения к первым средствам, частично отражающим излучение, через средства отражения излучения, через внутреннюю часть трубки, далее через вторые средства, частично отражающее излучение, к приемнику излучения, при этом путь второго пучка излучения от второго источника излучения проходит ко вторым средствам, частично отражающим излучение, от этих средств распространяется через внутреннюю часть трубки, далее через средства отражения излучения и через первые средства, частично отражающие излучение, к приемнику излучения.
Предпочтительно в системе проверки источник излучения, приемник излучения и средства для изменения направления пучка излучения распределены так, что траектория первого пучка излучения проходит от источника излучения к средствам отражения излучения, от этих средств через первые средства, частично отражающие излучение, через внутреннюю часть трубки ко вторым средствам, частично отражающим излучение, и к приемнику излучения, при этом траектория второго пучка излучения проходит от источника излучения к средствам отражения излучения и от этих средств через вторые средства, частично отражающие излучение, через внутреннюю часть трубки и к первым средствам, частично отражающим излучение, и к приемнику излучения.
Предпочтительно в системе проверки источники излучения, приемник излучения и средства для изменения направления пучка излучения распределены так, что траектория первого пучка излучения от первого источника излучения проходит через первые средства, частично отражающие излучение, через внутреннюю часть трубки ко вторым средствам, частично отражающим излучение, и к приемнику излучения, при этом траектория второго пучка излучения от второго источника излучения проходит через вторые средства, частично отражающие излучение, через внутреннюю часть трубки, к первым средствам, частично отражающим излучение, и к приемнику излучения.
В системе проверки приемник изображения может быть подключен к контрольному узлу для проверки качества трубки.
В системе проверки контрольный узел может генерировать сигнал для контроллера на отклонение бракованной трубки.
Целью настоящего изобретения также является способ проверки качества трубки, включающий этапы: предоставление трубки на систему проверки; генерирование двух пучков излучения; введение первого пучка излучения внутрь трубки в первом направлении; регистрирование изображения, генерируемого посредством первого пучка излучения после распространения через трубку; введение второго пучка излучения внутрь трубки во втором направлении, противоположном первому направлению; регистрирование изображения, генерируемого посредством второго пучка излучения после распространения через трубку; сравнивание контура концов трубки с формой окружности в контрольном узле.
В случае отклонения зарегистрированной формы от формы окружности генерируется сигнал отклонения бракованной трубки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Настоящее изобретение показано с помощью примерных вариантов осуществления на графических материалах, на которых:
На фиг.1 представлена система проверки в первом варианте осуществления;
На фиг.2 представлено изображение трубки в виде со стороны первого конца;
На фиг.3 представлено изображение трубки в виде со стороны второго конца;
На фиг.4 представлена система проверки во втором варианте осуществления;
На фиг.5 представлена система проверки в третьем варианте осуществления;
На фиг.6 представлена система проверки в четвертом варианте осуществления;
На фиг.7 представлена система проверки в пятом варианте осуществления;
На фиг.8 представлена система проверки в шестом варианте осуществления;
На фиг.9 представлена система проверки в седьмом варианте осуществления;
На фиг.10 представлена система проверки в восьмом варианте осуществления; и
На фиг.11 представлен способ проверки качества трубки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Трубка 1, подлежащая проверке, представленная на фиг.1, расположена на транспортере 2, например, она может быть расположен в канале 2А ленточного транспортера или барабанного транспортера. Расположение трубки в канале обеспечивает ее устойчивое положение во время проверки (измерения). В системе проверки согласно настоящему изобретению используются источники и приемники электромагнитного излучения в видимом диапазоне, однако возможно использование электромагнитного излучения в другом диапазоне, например инфракрасного электромагнитного излучения. В системе проверки пучки излучения могут быть направлены параллельно друг другу или с расхождением, то есть так, что пучок проходит в некоторой степени в направлении под наклоном. Первый пучок 3 излучения из источника 4 излучения проходит через полупрозрачное зеркало 5 и через внутреннюю часть трубки 1 в первом направлении, при этом пучок 3 излучения после выхода из трубки 1 отражается от полупрозрачного зеркала 5' и распространяется к приемнику 6. Вместо полупрозрачного зеркала 5, 5', могут использоваться другие средства для изменения направления пучка излучения, которые представляют собой средства для частичной передачи излучения, в частности в видимом диапазоне, при этом средства для частичной передачи излучения также являются средствами для частичного отражения пучка электромагнитного излучения. Благодаря перспективе в приемнике 6 излучения, например в камере, получают изображение, которое показывает контур конца 1А трубки 1, который меньше контура 1В, как представлено на фиг.2 в увеличенном виде. Область 1С, представляющая внутреннюю поверхность трубки между концами 1А и 1В, видна на изображении, полученном в камере, как значительно более темная, чем область, ограниченная контуром конца 1А. Второй пучок 3' излучения из источника 4' излучения проходит через полупрозрачное зеркало 5' и через внутреннюю часть трубки 1 во втором направлении, противоположном первому направлению, при этом пучок 3' излучения после выхода из трубки 1 отражается от второго полупрозрачного зеркала 5 и распространяется к приемнику 6. В камере получают изображение, которое показывает контур 1В трубки 1, меньший, чем контур 1А, из-за перспективы, как представлено на фиг.3 в увеличенном виде. Внутри трубки 1 первый и второй пучки 3, 3' излучения распространяются в противоположных направлениях. Система проверки, представленная на фиг.1, имеет плоскость симметрии к, являющуюся одновременно плоскостью симметрии транспортера 2, представленного в виде вращающегося барабана с осью вращения т, полупрозрачные зеркала 5, 5', расположенные под углом а относительно плоскости к так, что пучки 3, 3' излучения, отраженные от зеркал 5, 5', распространяются со схождением к приемнику 6, причем каждый пучок 3,3' излучения распространяется под углом Р относительно плоскости к.
Полупрозрачные зеркала 5, 5' являются зеркалами, которые частично пропускают падающий на них свет и частично отражают падающий на них свет.
Приемник 6 подключен к контрольному узлу 9 для проверки качества трубки, который на основании полученного изображения определяет, является ли качество трубки 1 подходящим. Контрольный узел 9 определяет отклонение формы относительно формы окружности, например, он распознает овальность, многоугольность или обнаруженную форму. В случае овальности или правильной или неправильной многоугольности одного из концов 1А, 1В трубки 1 контрольный узел 9 генерирует сигнал на контроллер 10 для отклонения бракованной трубки 1. Бракованная трубка 1 может быть отклонена с транспортера 2 известным способом или может быть отклонена далее после переноса на другой транспортер. Бракованные трубки 1 также будут распознаны как трубки, имеющие отклонения от формы окружности одного из их концов 1А, 1В только на определенном участке их окружности. Деформация обоих концов 1А, 1В трубки 1 может указывать на деформацию трубки 1 по всей ее длине. Деформация во внутреннем направлении может указывать на вмятину на трубке по всей ее длине, тогда как деформация в наружном направлении может указывать на то, что трубка неправильно склеена.
Во втором варианте осуществления, представленном на фиг.4, излучение, выходящее из источника 4 излучения, делится на два пучка 3, 3' излучения. Первый пучок 3 излучения отражается от трех последовательных зеркал 7, проходит через первое полупрозрачное зеркало 5 и далее через внутреннюю часть трубки 1 в первом направлении, и после отражения от второго полупрозрачного зеркала 5' распространяется в направлении к приемнику 6. Второй пучок 3 излучения отражается от трех последовательных зеркал 7, распространяется через второе полупрозрачное зеркало 5' и далее через внутреннюю часть трубки 1 во втором направлении, противоположном первому направлению, и после отражения от первого полупрозрачного зеркала 5 распространяется в направлении к приемнику 6. Вместо зеркал 7 и полупрозрачных зеркал 5, 5' могут использоваться другие средства для изменения направления пучка излучения, являющиеся средствами для полного или частичного отражения электромагнитного излучения, в частности, в видимом диапазоне. Согласно настоящему описанию средства для изменения направления пучка излучения содержат средства для отражения излучения и средства для частичного отражения излучения. Как средства для отражения излучения, так и средства для частичного отражения излучения могут иметь форму полностью отражающих зеркал или полу отражающих зеркал или могут иметь форму полностью отражающих оптических призм или полу отражающих оптических призм.
В третьем варианте осуществления, представленном на фиг.5, имеющем конструкцию, аналогичную варианту осуществления по фиг.4, зеркала 7 и оптические призмы 8 расположены на траектории пучков 3, 3' излучения, направленной внутрь трубки 1. В этом варианте осуществления угол J3 уменьшается, и поэтому достигается более высокое схождение пучков 3, 3' излучения к приемнику 6, что обеспечивает меньшие деформации регистрируемого изображения.
В четвертом варианте осуществления, представленном на фиг.6, первый пучок 3 излучения направляется из источника 4 излучения к первой полуотражающей оптической призме 8 и, отраженный от внутренней отражающей поверхности указанной оптической призмы, направляется посредством зеркал 7 в сборе к внутренней части трубки 1 и направляется через внутреннюю часть трубки 1 в первом направлении, и направляется посредством зеркал 7 в сборе ко второй полу отражающей оптической призме 8' и далее через вторую оптическую призму 8' к приемнику 6 излучения. При этом второй пучок 3' излучения направляется из источника 4' излучения ко второй полу отражающей оптической призме 8' и, отраженный от указанной оптической призмы, направляется посредством зеркал 7 в сборе к внутренней части трубки 1, и направляется через внутреннюю часть трубки 1 во втором направлении, противоположном первому направлению, и направляется посредством зеркал 7 в сборе в направлении к первой оптической призме 8 и далее через указанную оптическую призму направляется к приемнику 6 излучения. Пучки 3, 3' излучения направляются с расхождением на траектории от полуотражающих оптических призм 8, 8' к зеркалам 7 в сборе, которые направляют пучки 3, 3' излучения внутрь трубки 1. Угол между первым пучком 3 излучения и вторым пучком 3' излучения равен 2р. Пучки 3,3' излучения направлены со схождением на траектории от зеркал 7 в сборе через полуотражающие оптические призмы 8, 8' к приемнику 6 излучения, причем угол между первым пучком 3 и вторым пучком 3' также равен 2р.
Пятый вариант осуществления, представленный на фиг.7, аналогичен четвертому варианту осуществления, однако источник 4 излучения (не показан на изображении) расположен перед представленной системой или позади нее (перед плоскостью изображения или позади нее), а излучение из источника 4 излучения отражается от полупрозрачного зеркала 5 (плоскость зеркала наклонена под углом относительно плоскости изображения) и распространяется в сторону к зеркалам 7 в сборе. Далее траектория пучков 3, 3' излучения направляется через внутреннюю часть трубки 1 к зеркалу 7 и через полупрозрачное зеркало 5 к приемнику 6 излучения. Пучки 3, 3' излучения направлены со схождением к приемнику 6 излучения. Вместо зеркала может использоваться оптическая призма с отражающей поверхностью, которая наклонена относительно плоскости изображения. Пучки 3, 3' излучения из источника 4 излучения после отражения от полу отражающего зеркала 5 направлены с расхождением. Вместо одного зеркала 5 могут использоваться два зеркала 5,5', обеспечивающие отражение двух пучков 3, 3' с расхождением.
Шестой вариант осуществления, представленный на фиг.8, аналогичен пятому варианту осуществления, при этом пучки 3, 3' излучения направлены параллельно друг другу как на траектории от источника излучения к зеркалам 7, которые направляют пучки излучения внутрь трубки 1, так и в направлении к приемнику 6' излучения, который может иметь форму телецентрической камеры.
Седьмой вариант осуществления представляет собой модификацию пятого варианта осуществления, где приемник 6 излучения расположен асимметрично относительно транспортера 2, а траектория первого пучка 3 излучения и траектория второго пучка 3' излучения также асимметричны.
В восьмом варианте осуществления, представленном на фиг.10, приемник 6 излучения расположен соосно по отношению к трубке 1. Траектория первого пучка 3 излучения проходит от источника 4 излучения к первому полуотражающему зеркалу 5, к зеркалам 7, отражающим излучение, через внутреннюю часть трубки 1 в первом направлении и далее через второе полуотражающее зеркало 5' к приемнику 6 излучения, при этом траектория второго пучка 3' излучения от второго источника 4' излучения проходит ко второму полуотражающему зеркалу 5', а от зеркала 5' проходит через внутреннюю часть трубки 1 во втором направлении, противоположном первому направлению, и далее к зеркалам 7, отражающим излучение, и через первое полу отражающее зеркало 5 к приемнику 6 излучения.
На фиг.11 представлен способ проверки качества трубки, включающий этапы, на которых сначала на этапе 101 трубку 1 предоставляют на систему контроля, представленную выше, предпочтительно путем ее перемещения в поперечном направлении относительно оси трубки. Затем на этапе 102 генерируют два пучка излучения, которые вводят внутрь трубки. Затем на этапе 103 первый пучок излучения вводят внутрь трубки в первом направлении. На этапе 104 регистрируют изображение, созданное посредством первого пучка излучения после распространения через трубку, причем это изображение представляет контур концов трубки в виде по направлению к внутренней части трубки для первого пучка излучения. Затем на этапе 105 второй пучок излучения вводят внутрь трубки во втором направлении, противоположном первому направлению.
Затем на этапе 106 регистрируют изображение, созданное посредством второго пучка излучения, после распространения через трубку, причем это изображение представляет контур концов трубки в виде по направлению к внутренней части трубки для второго пучка излучения. На этапе 107, в контрольном блоке, контур конца трубки сравнивают относительно эталонной формы окружности, и в случае отклонения зарегистрированной формы конца трубки от формы окружности сигнал для отклонения бракованных трубок может быть сгенерирован на этапе 108.