基于黑箱法的成品卷烟外观检测设备设计与试验

针对成品卷烟外表面缺陷种类多、分类细、人工质检无法对卷烟外观的细粒度缺陷进行系统性检测的问题,设计一种成品卷烟外观检测设备,自动完成成品卷烟的外观全矢量成像和缺陷检测。利用黑箱法对检测设备的技术系统进行分析,并设计了成品卷烟检测设备,该设备主要包括储供装置、单元离散装置、外观成像装置、分拣装置和缺陷检测模型;对影响卷烟运行稳定性、卷烟无损率、成像质量的关键因素进行试验,在单元离散装置上对卷烟运行稳定性因素进行正交试验,结果表明,当滑板提升速度为0.3m/s、过渡板倾斜角为40°、辊子速度为0.045m/s时,烟支输送无斜率可达100%,无偏移率可达99.5%,在分拣装置上对造成卷烟损伤的关键因素进行正交试验,结果表明,当气缸伸缩速度为20mm/s、弹簧刚度为3N/mm时,烟支损伤率为0,对影响成像质量的关键光照因素进行试验,结果表明,光源照射角为10°、光源与烟支高差为30mm时,图像直方图的像素点与其亮度分布包络线平缓,图像清晰;最后,在设备上完成54mm×100规格烟支的检测试验,利用改进HourglassNet-YOLO v4网络模型对成像进行缺陷检测,结果表明,烟支缺陷检出准确率达到98%,缺陷分类准确率达到95.4%。试验结果表明,该设备运行稳定,能够满足成品卷烟外观检测需求。     

烟叶智能分级系统的设计与试验

为解决当前烟叶人工分级效率低下、缺乏客观性等问题，避免烟叶收购过程中分级人员的主观随意性对级别评定的影响，设计了一种新型烟叶智能分级系统，通过人工解把通道、振动通道、振动筛分装置和振动风选装置将烟叶从大到小、从厚到薄进行松散；风选腔单片化系统将松散后的烟叶单片化，风道分级系统对单片化后的烟叶进行图像识别、图像采集、图像处理并分级，最后烟叶按等级分仓并齐梗输出。该烟叶智能分级系统经过试验验证，分级设备产能≥400 kg/h，单片化率≥95%，造碎率≤3%，在提高产能的同时，分级品质得到更大提升，还提高了分级效率，降低了人工成本和物耗，可推广应用于烟叶分级相关行业。