传感器在烟业用纸的运用
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本文作者：郭海全作者单位：河南中烟有限责任公司许昌卷烟厂
水松纸，英文名Tippingpaper，是卷烟行业特种工业用纸，主要用于过滤嘴的外包装。随着人们环保意识的增强，卷烟机的钢印印刷工艺逐渐淘汰，代之以水松纸印刷，这就要求水松纸从单一的包装性向装饰性和印刷美观性转变，另外人们为了降焦，又出现了打孔型的高透水松纸，这给加工水松纸的厂家提出了更高的要求，促使厂家不断改进生产加工工艺，提高水松纸的性能指标。但是这样给卷烟厂家也带了不小的压力，水松纸的质量往往出现不稳定的状况，原先靠人工抽检控制水松纸的质量的情况变得复杂起来。
水松纸在烟草行业又叫接装纸，是通过对水松原纸进行涂布印刷及其他加工工艺而得到的一种装潢纸，具有改善烟支外观的作用，常见的有黄橘色、白色，红色、蓝色等，另外有些高档烟还加入烫金工艺。
水松纸的生产主要是先使用色浆涂料对水松原纸进行涂抹，而后进行凹版印刷，使水松纸色泽古旧、有粉质感。通过对水松纸进行再印刷加工和分切复卷，使之在外观和内在质量等方面均能够适应高速接装机的工作要求。水松纸的性能指标包括：均整性、施胶度、纵向抗张强度和表面强度、孔眼、褶子和荡边等，这些性能指标在原先主要通过人工抽检来完成，随着烟草厂家对产品质量要求的提高，制造水松纸厂家产品质量不稳定，使这种人工抽检的工作量剧增，利用好的检测手段成为必然选择。
视觉传感器是最近几年才推出的一种新型传感器，因其精确性、易用性、丰富功能及合理成本而成为制造商在质量控制方面的最佳选择。视觉传感器与普通光电传感器相比，视觉传感器可以在机器高速运转下同时检测出目标物的多项物理特性，这给设计者更大的自由度。以往需要多个光电传感器的应用，现在可以用一个视觉传感器来代替。视觉传感器可以快速、准确完成工件测量和检查工作，帮助制造商提高产品质量和生产效率。
视觉传感器是一款一体化工业传感器，内置摄像头、处理器、照明、光纤和I/O，所有这些元件都集成于一个体积小巧、可适应狭窄空间的工业IP67外壳中。光照度、检测速度、分辨率是视觉传感器基本特征。光照度是视觉应用中最基本要素，它决定了目标物和背景之间的对比度。在实际应用中决定了检测目标物的清晰度，是视觉传感器扑捉图像的基础。检测速度是检测高速移动物体的关键参数。现在的视觉传感器每分钟能够检测和检查3600个工件，基本能满足现在高速生产流水线的生产需求。与传统采用接触式测量相比，消除了物理接触，避免了工件表面擦伤。对于精密器件的加工有无可比拟的作用。分辨率是视觉传感器的主要特征之一，它决定传感器处理图像的细腻程度，也就是所拍图像实际的物理点数，现在的视觉传感器分辨率达到640X480，一幅检测图像可以用三十多万个像素来表示，这就说明了视觉传感器为什么可以同时检测工件的多个特性的原因，当然不是分辨率越高越好，在能满足实际应用的前提下，分辨率也不宜过高，它会与工件检测速度有直接的关系，分辨率高，需要处理的时间就长，就会损伤检测速度。
我们在实际中应用美国康耐视的5400C，其特征如下：1）每秒可以处理60帧图像；2）彩色摄象镜头，可处理彩色图像；3）分辨率640X480；4）包括可处理斑点、边缘、直线、曲线、直方、几何、图像过滤、图像识别、标准校准等的精品工具；5）包括非线性校准和卡尺工具；6）一维和二维条码的读取和验证，文字读取和验证工具；7）包括色彩工具：MatchColor、ExtractColor；8）包括康奈视专利几何图案匹配技术PatMax。
水松纸的性能指标包括：均整性、施胶度、纵向抗张强度和表面强度、孔眼、褶子和荡边等，通过利用美国康耐视的5400C，利用MatchColor工具来检测水松纸的均整性，利用ExtractColor工具来检测水松纸的施胶度，纵向抗张强度和表面强度利用色彩直方、彩色到灰阶过滤器和彩色到灰阶距离过滤器来检测，褶子利用图像识别来解决，孔眼和荡边利用斑点和边缘检测技术可方便解决。
通过在烟厂接装机水松纸供给装置上的实验证明，视觉传感器完全可以代替人工抽检来完成水松纸的质量检测，它不但提高了工作效率，而且提高了产品质量水平，完成了其他传感器无法完成的功能检测，另外在装置上我们加入了剔除装置，一但发现水松纸有质量缺陷，在生产过程中，利用接装机的原有剔除机构完成水松纸的剔除，杜绝不合格的产品流入市场。
机器视觉是传感器领域的新生力量，随着科学技术的发展进步，必将成为工业应用的典范，其前途不可限量。相信随着市场经济的深入发展，工业自动化程度的不断提高，人们对产品质量要求的提升，制造业对生产效率的渴望，机器视觉这个新产品必将被工程技术人员认识和了解，成为他们工业控制解决方案的利器。视觉传感器因其精确性、易用性、丰富功能及合理成本成为最佳选择方案，其未来发展空间巨大，市场前景良好。
