傳感器在煙業用紙的運用
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本文作者：郭海全作者單位：河南中煙有限責任公司許昌卷煙廠
水松紙，英文名Tippingpaper，是卷煙行業特種工業用紙，主要用于過濾嘴的外包裝。隨著人們環保意識的增強，卷煙機的鋼印印刷工藝逐漸淘汰，代之以水松紙印刷，這就要求水松紙從單一的包裝性向裝飾性和印刷美觀性轉變，另外人們為了降焦，又出現了打孔型的高透水松紙，這給加工水松紙的廠家提出了更高的要求，促使廠家不斷改進生產加工工藝，提高水松紙的性能指標。但是這樣給卷煙廠家也帶了不小的壓力，水松紙的質量往往出現不穩定的狀況，原先靠人工抽檢控制水松紙的質量的情況變得復雜起來。
水松紙在煙草行業又叫接裝紙，是通過對水松原紙進行涂布印刷及其他加工工藝而得到的一種裝潢紙，具有改善煙支外觀的作用，常見的有黃橘色、白色，紅色、藍色等，另外有些高檔煙還加入燙金工藝。
水松紙的生產主要是先使用色漿涂料對水松原紙進行涂抹，而后進行凹版印刷，使水松紙色澤古舊、有粉質感。通過對水松紙進行再印刷加工和分切復卷，使之在外觀和內在質量等方面均能夠適應高速接裝機的工作要求。水松紙的性能指標包括：均整性、施膠度、縱向抗張強度和表面強度、孔眼、褶子和蕩邊等，這些性能指標在原先主要通過人工抽檢來完成，隨著煙草廠家對產品質量要求的提高，制造水松紙廠家產品質量不穩定，使這種人工抽檢的工作量劇增，利用好的檢測手段成為必然選擇。
視覺傳感器是最近幾年才推出的一種新型傳感器，因其精確性、易用性、豐富功能及合理成本而成為制造商在質量控制方面的最佳選擇。視覺傳感器與普通光電傳感器相比，視覺傳感器可以在機器高速運轉下同時檢測出目標物的多項物理特性，這給設計者更大的自由度。以往需要多個光電傳感器的應用，現在可以用一個視覺傳感器來代替。視覺傳感器可以快速、準確完成工件測量和檢查工作，幫助制造商提高產品質量和生產效率。
視覺傳感器是一款一體化工業傳感器，內置攝像頭、處理器、照明、光纖和I/O，所有這些元件都集成于一個體積小巧、可適應狹窄空間的工業IP67外殼中。光照度、檢測速度、分辨率是視覺傳感器基本特征。光照度是視覺應用中最基本要素，它決定了目標物和背景之間的對比度。在實際應用中決定了檢測目標物的清晰度，是視覺傳感器撲捉圖像的基礎。檢測速度是檢測高速移動物體的關鍵參數。現在的視覺傳感器每分鐘能夠檢測和檢查3600個工件，基本能滿足現在高速生產流水線的生產需求。與傳統采用接觸式測量相比，消除了物理接觸，避免了工件表面擦傷。對于精密器件的加工有無可比擬的作用。分辨率是視覺傳感器的主要特征之一，它決定傳感器處理圖像的細膩程度，也就是所拍圖像實際的物理點數，現在的視覺傳感器分辨率達到640X480，一幅檢測圖像可以用三十多萬個像素來表示，這就說明了視覺傳感器為什么可以同時檢測工件的多個特性的原因，當然不是分辨率越高越好，在能滿足實際應用的前提下，分辨率也不宜過高，它會與工件檢測速度有直接的關系，分辨率高，需要處理的時間就長，就會損傷檢測速度。
我們在實際中應用美國康耐視的5400C，其特征如下：1）每秒可以處理60幀圖像；2）彩色攝象鏡頭，可處理彩色圖像；3）分辨率640X480；4）包括可處理斑點、邊緣、直線、曲線、直方、幾何、圖像過濾、圖像識別、標準校準等的精品工具；5）包括非線性校準和卡尺工具；6）一維和二維條碼的讀取和驗證，文字讀取和驗證工具；7）包括色彩工具：MatchColor、ExtractColor；8）包括康奈視專利幾何圖案匹配技術PatMax。
水松紙的性能指標包括：均整性、施膠度、縱向抗張強度和表面強度、孔眼、褶子和蕩邊等，通過利用美國康耐視的5400C，利用MatchColor工具來檢測水松紙的均整性，利用ExtractColor工具來檢測水松紙的施膠度，縱向抗張強度和表面強度利用色彩直方、彩色到灰階過濾器和彩色到灰階距離過濾器來檢測，褶子利用圖像識別來解決，孔眼和蕩邊利用斑點和邊緣檢測技術可方便解決。
通過在煙廠接裝機水松紙供給裝置上的實驗證明，視覺傳感器完全可以代替人工抽檢來完成水松紙的質量檢測，它不但提高了工作效率，而且提高了產品質量水平，完成了其他傳感器無法完成的功能檢測，另外在裝置上我們加入了剔除裝置，一但發現水松紙有質量缺陷，在生產過程中，利用接裝機的原有剔除機構完成水松紙的剔除，杜絕不合格的產品流入市場。
機器視覺是傳感器領域的新生力量，隨著科學技術的發展進步，必將成為工業應用的典范，其前途不可限量。相信隨著市場經濟的深入發展，工業自動化程度的不斷提高，人們對產品質量要求的提升，制造業對生產效率的渴望，機器視覺這個新產品必將被工程技術人員認識和了解，成為他們工業控制解決方案的利器。視覺傳感器因其精確性、易用性、豐富功能及合理成本成為最佳選擇方案，其未來發展空間巨大，市場前景良好。
