一种烟丝精选装置系统设计

烟丝中一般都含有少量的烟纸 、 滤嘴物。国产设备 产生 的废 烟支 中 ， 含 烟 纸 和 滤 嘴物 比较 多 ， 会 直 接
影响 烟支 的 吸味 和燃 烧 性 Ｊ 。一 般 在 卷 烟 厂残 烟
回收的过程中， 总要辅以人工挑拣烟丝中的纸屑和 滤嘴物等杂物 ， 费工费时 ， 挑拣后的烟丝质量得 不 到保证 。为了使 回收的烟丝更加纯净 ， 减少造碎 ， 笔者结合近几年生产制作烟草异物检测剔 除设备
摘要 ： 为 剔除 回收 的烟 丝 中的烟 纸 、 滤嘴 物 ， 弥补 人 工挑 拣 不足 ， 设 计 了一种 烟 丝 精 选 装 置 ， 介 绍
了系统的结构、 工作原理及硬件设计。该 系统运用机器视 觉原理， 采用独创的新一代 图像处理算 法， 综合异物的颜 色、 形状、 纹理等多项特征参数， 解决了传统残烟处理烟丝回收率低 、 含纸率 高、
２ ０ １ ７年 ４月 第４ ６卷 第 ４期
机械设计与制造工程
Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｎｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ
Ａｐ ｔ ． ２ ０１ ７ Ｖｏ １ ． ４６ ＮＯ． ４
结构 差等 问题 ， 显著提 高 了回收 烟丝 的质
关键词： 卷 烟设 备 ； 烟丝 精选 ； 系统设 计 ； 机 器视 觉 ； 图像 处理
中图分 类 号 ： 哪 ９ １ ． ４ １
文献标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ： ２ ０ ９ ５— ５ ０ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ４— ０ ０ ７ ５— ４ ０ 并 向执 行机 构 提供异 物 的相对 坐标 数值 ， 实时在 线 剔 除 。将 图像处 理技 术应 用在 残 烟处理 回收线 上 ，
的经验 ， 设 计 了一种 烟 丝精选 装 置 。
图 １ 设备总体结构 示意图
２ 硬 件 设 计
２ ． １ Ｌ Ｅ Ｄ 光 源
光 源对 于 图像 识 别 系统而 言 ， 有 着非 常关 键 的
１ 总体 结构
烟丝 通过 振槽 进人 烟丝 精选 装置 后 ， 将烟 丝 加 速到 ２ ｍ ／ ｓ ， 使烟 丝 瞬间摊 薄 － ２ Ｊ ， 视频 检测 区域 的上 方 位 置安 装 有 大功 率 超 亮 度 Ｌ Ｅ Ｄ光 源 ， 当烟 丝 流 经该 区域 时 ， 基 于 棱 镜 分 光 的 彩 色 高 速 线 阵 工 业
作用 。传统照明光源一 般采用荧光灯或者陶瓷金
属 卤素 灯 ， 荧 光 灯一 般 寿 命 较 短 ， 光 衰 至 额 定 照度 的８ ０ ％仅 ３ ０ ０ ０ ｈ ； 而 金 属 卤素 灯 虽 然 寿命 相 对 于 荧光 灯较 长 ， 但线 性均 匀度 较差 。表 １ 为 各种 光 源
对 比表 。
２ ． ２ 彩 色线 阵摄像 机
个 电磁 阀驱 动板 可 以准 确 地控 制 ３ ２个 电磁 阀 ， 在
接到 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ＋Ｄ Ｓ Ｐ图像 处 理 硬 件 平 台信 号 后 ， 自动
准 确分 配 到对应 的 阀 门 ， 实行剔 除 。
２ ． ５ 高速 图像 处理 卡
相机 作 为异物 剔 除装置 的眼睛 ， 是非 常重 要 的 器件 。本 设 备采 用 基 于棱 镜 分 光 的彩 色 高速 线 阵 工业 相 机 ， 能有效 保 证 所 采 集 图 片 的质 量 ， 从 而 为
今 为止 最适 合异 物剔 除 系统 的光源 。单 条 Ｌ Ｅ Ｄ光 源光强 可达 １ ０ Ｏ ０ ０ １ ｍ， Ｌ Ｅ Ｄ灯 具 有 发 光效 率 高 、 寿 命长 、 使 用 稳定 等优 点 ， 相 机成 像 图像一 致性 好 、 色
彩还 原性 好 ， 对 于 图像识 别 十分有 利 。
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５— ５ ０ ９ Ｘ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ １ ８
一
种 烟 丝精 选 装 置 系统 设计
祝 荣壮
５ ４ ５ ０ ０ ６ ）
（ 广西 中烟 工业有 限责任 公 司柳州 卷烟 厂 ， 广西 柳 州
不 可少 的工 艺设 备 。图 １为设 备 总体结 构示 意 图 。
用国产设备 ， 如常德烟机厂的 Ｆ Ｙ １ １ ３废烟支处 理
机、 江苏智 思 机械集 团有 限公 司 的 Ｆ Ｙ ３ １型 残 烟 处 理 系统等 。
废烟支经过排序 、 剖切、 振动筛分 （ 或者湿润 、
柔性 击打 、 旋转 筛 分 ） 之后 ， 得 到 回 收 的烟 丝 ， 这 些
Ｃ Ｃ Ｄ相机对高速运行 的烟丝摄取实时 图像 ， 送人 嵌人式 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ＋ Ｄ Ｓ Ｐ图像处理硬件平 台。数字 图 像处理硬件平台能 以非常高的速度有效鉴别异物 ，
收稿 日期： ２ ０ １ ６— ０ ７— ２ ９
本设备采用的全新 Ｌ Ｅ Ｄ光源 ， 中心距为 ８ ｍ ｍ， 相邻边距仅有 ３ ｍ ｍ， 具有亮度高、 寿命 长以及线性 均 匀度好的特点 ， 相对于传统光源 ， Ｌ Ｅ Ｄ 光源是迄
大 大提 高 了 回收烟丝 的 品质 ， 已成 为残 烟 回收线必
目 前各个卷烟厂都有残烟 回收生产线 ， 将卷烟
机、 包装 机上 剔 除 的废 烟 支 通 过 剥 离 卷 烟纸 、 分 离 烟丝 进行 回收 利 用 。 国 内残 烟 回收 生 产 线 有部 分 采用 进 口设 备 ， 如Ｉ Ｔ Ｍ、 Ｇ Ａ Ｒ Ｂ Ｉ Ｎ Ｏ等 ， 但 大部 分 采
作者简介： 祝荣 壮（ １ ９ ７ ７ 一） ， 男， 广西平 乐人 ， 广西 中烟 工业有 限责任公 司柳 州卷烟 厂工程 师， 主要从事烟草行业生产车间设备管理工作 。
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２ ０ １ ７年 第 ４ ６卷 表 １ 各 种 光 源 对 比表
机 械设 计 与 制 造 工 程
图２ 电磁 阀 图