СИСТЕМА И СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ СИГАРЕТНЫХ ФИЛЬТРОВ
SYSTEM AND DEVICE FOR CIGARETTE FILTER IDENTIFICATION

Область техники
Настоящее изобретение относится к системам для распознавания (контроля) сигаретных фильтров и, в частности, относится к устройству, которое обнаруживает наличие фильтров и бракованные фильтры с активированным углем, и, таким образом, бракованные фильтры из жгута волокон.
В общем, сигаретный фильтр содержит участок фильтра с активированным углем и участок фильтра из жгута волокон. На фиг.7 показан укомплектованный сигаретный фильтр. Обычный сигаретный фильтр этого типа представляет собой двойной активный фильтр 6 с ацетатным волокном, состоящий из участка 2 фильтра с активированным углем и участка 4 фильтра из жгута волокон. Участок 2 фильтра с активированным углем присоединен к табачному стержню 30 (см. фиг.2), чтобы сформировать курительное изделие, такое как сигарета 31, 32, и участок 4 фильтра из жгута волокон 4 обращен торцом к стороне мундштука сигареты. Участок 2 фильтра с активированным углем обернут оберткой 7 для заполняющего материала, а затем соединен с участком 4 фильтра из жгута волокон путем обертывания внутренней бумагой 8, и фильтр 6 затем соединен с табачным стержнем посредством приклеиваемой бумаги 9 для формирования сигареты 30.
На фиг.2 показана процедура подачи сигаретных фильтров при производстве сигарет. Как показано на чертеже вверху, подается первичный блок 20 сигаретных фильтров. Первичный блок 20 сигаретных фильтров содержит четыре соединенных двойных сигаретных фильтра, т.е. в последовательности слева направо, как видно по фиг.2, находится участок 2 фильтра с активированным углем 2, участок 4 фильтра из жгута волокон, участок 4 фильтра из жгута волокон, участок 2 фильтра с активированным углем, участок 2 фильтра с активированным углем, участок 4 фильтра из жгута волокон, участок 4 фильтра из жгута волокон и участок 2 фильтра с активированным углем 2. Первичный блок 20 сигаретных фильтров делится резаком 16 (см. фиг.1 и 3) на два вторичных блока 22, 24 фильтров. Каждый вторичный блок фильтров состоит из участка 2 фильтра с активированным углем, участка 4 фильтра из жгута волокон, участка 4 фильтра из жгута волокон и участка 2 фильтра с активированным углем, которые подаются вниз (как видно по фиг.2) посредством конвейерного устройства, такого как множество ротационных барабанных конвейеров 12. Каждый вторичный блок 22, 24 фильтров содержит участок 2 фильтра с активированным углем на каждом конце. Табачные стержни 30 присоединены к обоим концам вторичных блоков 22, 24 сигаретных фильтров посредством соединительного блока, а затем участок 4 фильтра из жгута волокон, расположенный во вторичном блоке 22, 24 фильтров, разрезается по центру, тем самым, изготавливается готовый продукт 31, 32 из двух сигарет, каждая из которых снабжена двойным фильтром.
Однако в процессе подачи блоков сигаретных фильтров, если возникает заедание у расстила фильтров или подающего кармана, в котором временно хранятся блоки фильтров, блоки фильтров могут быть повреждены или пропущены. Действительно, бракованные (с дефектами) фильтры могут быть получены в процессе изготовления, в частности, участки фильтра с активированным углем на концах блоков фильтров могут быть отломаны, повреждены или отсутствовать.
Примеры этого показаны на фиг.5 и 6. Как показано на фиг.5, при подаче блоков фильтров, если участок 2 фильтра с активированным углем сломан у одного конца первичного блока 20 сигаретных фильтров, а затем первичный блок 20 сигаретных фильтров перемещается в продольном направлении, резак 16 отрезает у участка, который отстоит от центра блока 20 фильтра. Один из вторичных блоков 22 фильтров, таким образом, короче в длину, чем другие блоки 24 фильтров (различие по длине обозначено "А" на фиг.5). Кроме того, как показано на фиг.5, другой вторичный блок 24 фильтров содержит только фильтр с активированным углем на левом конце и только фильтр из жгута волокон на правом конце. Конечные сигаретные изделия 31, 32 получают резанием блоков фильтров по штриховым линиям. В этом примере получена только одна небракованная сигарета. Получены три сигареты с бракованными фильтрами, указанными с заштрихованными табачными стержнями 30.
На фиг.6 приведен пример, в котором участок 2 фильтра с активированным углем у правого конца отсутствует у первичного блока 20 сигаретных фильтров и, следовательно, также у одного из вторичных блоков 24 фильтров (указан как "В"). Поэтому, когда нет участка фильтра с активированным углем, изготавливается одна сигарета, как показано штриховкой табачного стержня 30.
Также если участок 2 фильтра с активированным углем 2 сломан или укорочен, положение первичного блока 20 сигаретных фильтров может быть смещено, и может случиться, что изменена длина участка 2 фильтра с активированным углем или 4 фильтра из жгута волокон.
Если получится, что участок фильтра с активированным углем отсутствует в блоке сигаретных фильтров, или блок сигаретных фильтров заполнен только фильтрами с активированным углем или только фильтрами из жгута волокон, или длина фильтра с активированным углем изменена, вкус сигареты меняется, и фильтр не функционирует правильным образом. Также может случиться, что фильтр с активированным углем расположен в непосредственном контакте со ртом курящего.
Более того, поскольку эти проблемы возникают внутри сигареты, их невозможно хорошо разглядеть снаружи, и они часто необнаружимы. Бракованные фильтры снижают доверие потребителя к этим изделиям.
Известны различные способы распознавания фильтров, но они обладают тем недостатком, что они не позволяют обнаружить все бракованные изделия, поскольку они распознают только наружную часть фильтра. Также известные устройства распознавания обладают сложной конструкцией.
Сущность изобретения
Соответственно целью настоящего изобретения является решение перечисленных выше проблем.
Настоящее изобретение направлено на обнаружение отсутствующего участка фильтра из жгута волокон или участка фильтра с активированным углем, или участка фильтра, который содержит вмятины или сморщен, или загрязненного или запачканного снаружи фильтра.
Настоящее изобретение также направлено на снижение числа сигарет с испорченным вкусом, чтобы завоевать доверие потребителя.
По настоящему изобретению предлагается удалять бракованные фильтры посредством использования простого датчика.
Соответственно, в первом аспекте настоящего изобретения предлагается система обнаружения дефектов в фильтрах для курительных изделий, содержащая: конвейерное устройство для транспортировки блоков фильтров, каждый из которых содержит участок фильтра с активированным углем на каждом конце; секцию распознавания, через которую транспортируются блоки фильтров, способную обнаруживать два участка фильтра с активированным углем и генерировать представительные сигналы, отражающих наличие и бездефектность участка фильтра с активированным углем и отсутствие или дефект участка фильтра с активированным углем; и контроллер, способный принимать и обрабатывать сигналы от секции распознавания и обеспечивать изменение действия конвейерного устройства в случае, когда сигналы указывают, что один или оба участка фильтра с активированным углем отсутствуют или имеют дефект.
Система может дополнительно содержать устройство подачи для подачи первичных блоков фильтров и резак для разрезания первичных блоков фильтров на указанные блоки фильтров перед тем, как указанные блоки фильтров транспортируются через секцию распознавания.
Секция распознавания может включать два датчика, расположенные по отношению к конвейерному устройству таким образом, что каждая секция распознавания регистрирует один из участков фильтров с активированным углем в блоке фильтров, каждый датчик создает сигнал, представительный для соответствующего участка фильтра с активированным углем.
Сигналы могут быть обработаны с использованием И-логической схемы, так что оба сигнала, отражающие наличия и бездефектность участка фильтра с активированным углем, не приводят к тому, что контроллер изменяет работу конвейерного устройства.
Контроллер может быть способен обеспечивать останов конвейерного устройства в случае, когда сигналы указывают на отсутствие одного или обоих участков фильтра с активированным углем в блоке фильтров или на то, что они бракованные (имеют дефект). В альтернативном варианте контроллер способен обеспечивать останов конвейерного устройства в случае, когда сигналы указывают, что один или оба участка фильтров с активированным углем отсутствуют или имеют дефект в заранее определенном числе блоков фильтров.
Система может дополнительно содержать устройство отбраковывания, управляемое контроллером и способное удалять блоки фильтров из конвейерного устройства в случае, когда сигналы указывают, что один или оба участка фильтра с активированным углем в блоке фильтров отсутствуют или имеют дефект.
Система может дополнительно содержать сборочную секцию, к которой блоки фильтров с присутствующими и небракованными обоими участками фильтров с активированным углем транспортируются после того, как блоки фильтров прошли через секцию распознавания; эта сборочная секция пригодна для соединения (комбинирования) блоков фильтров с табачными стержнями для получения курительных изделий.
Вторая отличительная особенность настоящего изобретения относится к способу обнаружения дефектов в фильтрах для курительных изделий, включающему: транспортировку блоков фильтров, каждый из которых содержит участок фильтра с активированным углем на каждом конце, через секцию распознавания для обнаружения двух участков фильтров с активированным углем и для генерирования представительных сигналов от секции распознавания, отражающих присутствие и бездефектность участка фильтра с активированным углем и отсутствие или дефект участка фильтра с активированным углем; обработку сигналов от секции распознавания для определения того, не отсутствуют ли один или оба участка фильтра с активированным углем или не являются ли они бракованными; и изменения транспортировки блоков фильтров в случае, когда сигналы указывают, что один или оба участка фильтра с активированным углем отсутствуют или имеют дефект.
Краткое описание чертежей
Чтобы лучше понять настоящее изобретение и показать, как оно может быть осуществлено, далее приведены примеры со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг.1 показано схематическое представление ротационных барабанных конвейеров для транспортировки блоков сигаретных фильтров и датчик для распознавания блоков сигаретных фильтров по варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг.2 показано схематическое представление процесса, в котором блоки сигаретных фильтров режут резаком, а затем транспортируют и собирают для получения сигарет;
на фиг.3 показан вид в перспективе датчика и ротационных барабанных конвейеров по фиг.1;
на фиг.4 схематично показано распознавание фильтров с активированным углем в блоке фильтров по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг.5 показано схематическое представление участка фильтра с активированным углем, отломанного от блока фильтров по ходу процесса по фиг.2;
на фиг.6 схематически показан участок фильтра с активированным углем, пропущенный в блоке фильтров по ходу процесса по фиг.2;
на фиг.7 показан вид в перспективе сигаретного фильтра и
на фиг.8 показано схематическое представление системного контроллера, включая взаимосвязь между программируемым логическим контроллером (ПЛК) и интерфейсной картой (ИК) по варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
На фиг.1 показан аппарат в процессе подачи, транспортировки и распознавания (контроля) блоков сигаретных фильтров. Первичные блоки 20 сигаретных фильтров 20 с четырьмя соединенными двойными фильтрами подаются вниз (по отношению к расположению на чертеже). Блоки 20 сигаретных фильтров перемещаются вниз последовательно посредством ротационных барабанных конвейеров 12. Однако может быть использовано любое пригодное конвейерное устройство. Первичные блоки 20 сигаретных фильтров выгружаются или подаются из подающего накопителя 10 или аналогичного устройства подачи и разрезаются на два вторичных блока 22, 24 сигаретных фильтров резаком 16, а затем подаются далее вниз посредством ротационных барабанных конвейеров 12. Поскольку процесс подачи и разрезания блоков сигаретных фильтров уже пояснен выше, здесь он не будет описан подробно.
Как показано на фиг.3, блоки сигаретных фильтров удерживаются в канавках 13, образованных по окружности ротационных барабанных конвейеров 12. Блоки сигаретных фильтров удерживаются в канавках 13 посредством вакуум-отсоса через отверстия (14), образованные в канавках 13.
Блоки сигаретных фильтров, подаваемые посредством множества ротационных барабанных конвейеров 12, регистрируются секцией распознавания, содержащей два датчика 18.
На фиг.3 показан вид в перспективе секции распознавания для распознавания блоков сигаретных фильтров и ротационные барабанные конвейеры 12 для подачи блоков фильтров. Датчики 18 в секции распознавания расположены с промежутком вплотную к ротационным барабанным конвейерам 12, подающим разрезанные блоки сигаретных фильтров, и распознают вторичные блоки 22, 24 сигаретных фильтров. Секция распознавания содержит два датчика 18, которые расположены над участками 2 фильтра с активированным углем, расположенных у каждого конца вторичных блоков 22, 24 сигаретных фильтров, как показано на фиг.4. Если участок 2 фильтра с активированным углем сломан или отсутствует, это имеет место по меньшей мере у одного конца вторичного блока сигаретных фильтров, в котором два двойных фильтра соединены друг с другом. Поэтому, когда датчики не могут обнаружить участки фильтров с активированным углем, вторичный блок сигаретных фильтров считается бракованным. Каждый датчик создает сигнал определенной формы, если соответствующий участок с активированным углем и присутствует, и не поврежден или не является бракованным (бездефектный). При отсутствующем или бракованном участке с активированным углем возникает аномальный сигнал. Поэтому секция распознавания генерирует два обычных сигнала для небракованного вторичного блока фильтров.
Датчики 18 секции распознавания могут быть оптическими датчиками, такими как светочувствительные датчики и датчики цвета, которые распознают предметы по светоиспусканию или цвету. Светочувствительные датчики и датчики цвета могут быть волоконно-оптическими RGB (красный-зеленый-синий) датчиками, например, таким изделием, как модель No. CZ-K1P, изготовленная компанией KEYENCE. Использование светочувствительных датчиков и датчиков цвета позволяет распознать участки 2 фильтра с активированным углем, окруженные оберткой 7 для заполняющего материала из ацетатной бумаги. Датчик этого типа может регистрировать наличие (присутствие или отсутствие) участка фильтра по количеству принимаемого света, а также он может регистрировать загрязнения, такие как частицы углерода, налипшие на поверхность фильтра. Также использование светочувствительного датчика и датчика цвета устраняет потребность в различных других датчиках, таких как используемые по известным методам распознавания. Это упрощает монтаж и замену датчиков, а также уменьшает пространство, необходимое для монтажа секции распознавания.
Предпочтительно операция распознавания выполняется перед присоединением вторичных блоков 22, 24 сигаретных фильтров к табачным стержням 30. Это обусловлено тем, что распознавание более затруднительно после обертывания приклеиваемой бумаги 9 для присоединения табачных стержней к блокам фильтров для формирования сигарет. Также если блок фильтра не определен как бракованный до момента, когда сигареты собраны, табачные стержни приходится утилизировать.
Как пояснено выше, дефект в блоке фильтра может возникнуть, когда участок фильтра с активированным углем сломан или отсутствует, или поврежден иным образом. Дефектные (бракованные) блоки фильтров включают законченный фильтр только с фильтром из жгута волокон, неправильную длину участка фильтра с активированным углем или участка фильтра из жгута волокон, а также загрязненный или разорванный снаружи фильтр. При браке такого или другого типа датчики на концах вторичного блока сигаретных фильтров не могут оба зарегистрировать участки фильтров с активированным углем или будут генерировать сигналы, отличающиеся от сигналов, вызванных обычными участками фильтров с активированным углем.
Если передаются сигналы, отличные от обычных сигналов, блоки фильтров могут быть отбракованы (удалены из подачи вторичных блоков фильтров) отбраковывающей системой или устройством, и если ошибка повторяется заранее определенное число раз, действие устройства, подающего блоки фильтров, может быть остановлено. Другими словами, подача блоков фильтров меняется в ответ на сигналы от датчиков путем удаления бракованных блоков и/или останова системы подачи.
В основном, когда работает система сборки сигарет, производится 8000 сигарет в минуту или примерно 133 сигареты в секунду за время одного цикла. Т.е. одна сигарета производится примерно каждые 0,0075 секунд. Один цикл системы может быть разбит на 20 частей, и время одной части может составлять 0,000375 секунды. Поэтому для соответствия одной части цикла системы ответ датчика может быть установлен на 300 мкс.
Система может содержать оптопару, такую как волоконно-оптическая пара, для сочетания выходов двух датчиков для установки времени таким образом. Два датчика (18) соединены с оптопарой, которая осуществлена посредством И-логики. Оптопара присоединена к секции обработки, такой как интерфейсная карта HANUI (обозначаемая далее для краткости - "ИК"), как будет пояснено ниже. Поэтому, только когда оба сигнала от двух датчиков (18) сохраняются как обычные сигналы, И-логическая схема создает высокий выходной сигнал. Он подается на программируемый логический контроллер (ПЛК), который срабатывает для поддержания обычного действия подающего фильтры/конвейерного устройства. Оптопара может быть представлена моделью No. ST-OV2_24DC компании PHOENIX Co. Если один или оба сигнала датчиков аномальны, что указывает на бракованный блок фильтров, И-логическая схема дает низкий выходной сигнал, и ПЛК может остановить подачу. В альтернативном варианте подача может быть остановлена после заранее определенного числа бракованных блоков фильтров, как упомянуто выше.
Система должна продолжать регистрировать блоки фильтров, производимые на скорости 8000 сигарет в минуту во время работы. Однако ПЛК может обладать временем цикла 10 мс и, таким образом, не может следить за скоростью производства. Следовательно, время цикла слишком мало для ПЛК, чтобы обработать выгрузку/удаление отдельных бракованных блоков фильтров из подачи с одновременной обработкой сигналов и данных. Поэтому ИК используется для отдельной обработки для выгрузки и управляет устройством отбраковывания, которое может, например, представлять собой клапан выгрузки,
Со ссылкой на фиг.8 можно понять процесс действия ПЛК и ИК. Сигналы, полученные от датчиков через оптопару, передаются на ИК. Только сигналы, необходимые для наблюдения, выбраны из сигналов на ИК, и организован отдельный процесс обработки, а затем только результаты данных передаются на ПЛК. ИК обрабатывает сигналы от датчиков и отбраковывает бракованные блоки фильтров, кроме того, ПЛК выполняет и другие процессы, такие как поддержание или останов работы конвейерного устройства. ПЛК и ИК совместно образуют контроллер, который управляет работой системы. Однако обработка сигналов датчиков и управление системой могут быть выполнены другими устройствами помимо ПЛК и ИК, поскольку требуемое распознавание бракованного блока фильтров может быть достигнуто совместно с некоторым изменением работы системы в ответ на обнаружение брака, таким как останов системы после обнаружения одного или нескольких бракованных блоков, удаление бракованных блоков фильтров из подачи и/или возбуждение или генерирование сигнала тревоги.
Соответственно, два датчика 18 присоединены к оптопаре, сигналы, генерируемые датчиками, пересылаются на ИК через оптопару, ИК и ПЛК обрабатывают данные о браке блоков фильтров, производимых при высокой скорости производства, тем самым, бракованные блоки фильтров можно выгрузить и/или можно остановить работу устройства.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения секция распознавания может быть реализована с использованием некоторого числа отдельных датчиков, отличного от двух. Два или несколько датчиков могут быть расположены для распознавания каждого из двух участков фильтра с активированным углем во вторичном блоке фильтров. В альтернативном варианте осуществления можно использовать один датчик, если он обладает пространственным разрешением, которое позволяет различать информацию, полученную от двух концов вторичного блока фильтров, так что сигнал, генерируемый обычным блоком фильтров, можно отличить от сигнала, создаваемого аномальным блоком фильтров.
По настоящему изобретению могут быть зарегистрированы блоки сигаретных фильтров, и некачественные изделия могут быть удалены. Бракованные блоки фильтров могут быть зарегистрированы путем распознавания участков фильтров с активированным углем. Соответственно, производство усовершенствуется и доверие потребителя к качеству изделий может быть повышено за счет исключения сигаретных изделий с бракованными фильтрами.
Описанные в настоящем документе варианты осуществления являются примерами возможных вариантов, в которых используется настоящее изобретение, и приведены для иллюстрации, но не для ограничения. Очевидно, что различные другие варианты осуществления, которые очевидны для специалистов в этой области, могут быть осуществлены без отступления от объема настоящего изобретения.
Например, в одном варианте осуществления система для распознавания сигаретных фильтров содержит: множество ротационных барабанных конвейеров, подающих первый сигаретный фильтр и вторые сигаретные фильтры, в которой первый сигаретный фильтр делится резаком; два датчика расположены вплотную к ротационному барабанному конвейеру для обнаружения вторых сигаретных фильтров; оптопара присоединена к двум датчикам и управляется И-логической схемой; ИК присоединен к оптопаре, он является управляющим устройством подачи сигаретных фильтров для отбраковывания сигарет; ПЛК соединен с ИК и является управляющим устройство подачи сигаретных фильтров, в которой два датчика регистрируют фильтры с активированным углем, расположенные на обоих концах вторых сигаретных фильтров; ИК управляет устройством, так что бракованная сигарета отбраковывается, когда сигналы, распознанные датчиками, отличны от сигналов, распознанных от обычного фильтра с активированным углем, ПЛК управляет действием и остановом устройства путем выполнения процессов за исключением процесса отбраковывания сигарет. Датчики могут обнаружить фильтр с активированным углем до комплектования сигарет со вторыми сигаретными фильтрами. Датчик может быть светочувствительным датчиком и датчиком цвета.
В дополнительном варианте осуществления способ распознавания сигаретных фильтров содержит два этапа: подача первого сигаретного фильтра и вторых сигаретных фильтров, при которой первый сигаретный фильтр делится резаком, посредством множества ротационных барабанных конвейеров; обнаружение фильтров с активированным углем из вторых сигаретных фильтров посредством двух датчиков, расположенных вплотную к ротационному барабанному конвейеру; передача на ИК сигналов от датчиков, полученных от оптопары, присоединенной к датчикам и управляемой И-логической схемой; распознавание бракованного фильтра, когда сигналы датчиков, передаваемые на ИК, отличны от сигналов, распознаваемых от обычного фильтра с активированным углем, и отбраковывание сигарет; и выполнение процессов, за исключением процесса отбраковывания сигарет, посредством ПЛК, присоединенного к ИК, обеспечивая, тем самым, управление работой и остановом устройства подачи сигаретных фильтров.