ITBO980103A1 - Unita' elettro-ottica di rilevamento dell'intera superficie lateale di articoli di forma sostanzialmente cilindrica. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Unità elettro-ottica di rilevamento dell'intera superficie laterale di articoli di forma sostanzialmente cilindrica."

La presente Invenzione è relativa ad una unità elettroottica di rilevamento dell'intera superficie laterale di articoli di forma sostanzialmente cilindrica.

La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nel campo dell'industria del tabacco, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.

In particolare, la presente invenzione può essere utilizzata nelle macchine confezionatrici di sigarette o filtri, per ispezionare l'intera superficie laterale cilindrica di bachi continui di sigaretta o filtro, oppure dei relativi spezzoni.

Con particolare riferimento alle macchine confezionatrici di sigarette è noto l'impiego di un camino sostanzialmente verticale, una cui apertura inferiore di carico viene al imentata da un flusso ascendente e continuo di particel le d1 tabacco, ed una cui apertura superiore è affacciata ad un nastro aspirante, sul quale viene a formarsi un cordone continuo di tabacco.

Il nastro aspirante deposita il cordone di tabacco lungo un nastro di carta per sigarette supportato da un convogliatore ad anello, il quale forza il nastro di carta stesso ad avvolgersi attorno al cordone di tabacco ed a sovrapporre l 'una sull 'altra le proprie estremità longitudinal i , precedentemente gommate, per formare un baco continuo di sigaretta di forma sostanzialmente ci l indrica.

Il baco continuo viene fatto avanzare lungo un percorso sostanzialmente rettil ineo ed orizzontale verso un dispositivo di tagl io a lama rotante, mediante il quale il baco stesso viene suddiviso in singol i spezzoni di sigaretta di lunghezza determinata e costante.

La superficie cartacea del baco di sigaretta formato nel modo sopra descritto può presentare diverse imperfezioni , quali , ad esempio, una difettosa sovrapposizione delle estremità longitudinali del nastro di carta o strappi prodotti nel nastro di carta stesso da impurità del tabacco, o, ancora, macchie, deformazioni , etc.

Per individuare simili o altre imperfezioni è noto l 'utilizzo di unità elettro-ottiche di rilevamento del tipo comprendente un elemento portante conformato ad anel lo ed attraversato centralmente dal baco, un primo insieme di guide di luce a fibre ottiche collegate, ad una estremità, ad un'unica sorgente di luce e presentanti rispettive estremità opposte uniformemente distribuite lungo una superficie periferica interna dell ' anel lo per i lluminare una zona anulare della superficie del baco, ed un secondo insieme di guide di luce a fibre ottiche, le qual i , ad una estremità, sono uniformemente distribuite lungo la superficie periferica interna dell ' anel lo per ricevere la luce riflessa dal baco, mentre, all ' estremità opposta, sono col legate ad un dispositivo di rilevamento ad elementi foto-sensibili , quali foto-diodi o foto-transistori .

Il dispositivo di rilevamento ad elementi foto-sensibi l i è elettricamente collegato ad un comparatore atto a fornire un segnale di errore ogni volta che, relativamente ad almeno un elemento foto-sensibile, il segnale di rilevamento da esso generato differisce da un segnale prefissato di riferimento. Nelle unità di questo tipo le variazioni di ampiezza del segnali di rilevamento, che conseguono ad imperfezioni della superficie laterale del baco, possono risultare confondibi li con alcune variazioni del rumore di fondo che viene generato dagli elementi foto-sensibi l i in seguito ad inevitabi li vibrazioni del baco durante il suo stesso avanzamento.

Per evitare che il comparatore possa fornire falsi segnali di errore i rumori di fondo vengono generalmente manipolati da appositi circuiti elettronici di elaborazione. Tuttavia, simil i circuiti , oltre a risultare relativamente complessi , spesso causano il mancato ri levamento delle imperfezioni sopra elencate.

A quanto detto si aggiunge un ulteriore inconveniente costituito dal fatto che le unità del tipo sopra descritto risultano, nel loro complesso, piuttosto costose.

Scopo della presente invenzione è fornire una unità elettroottica di rilevamento dell'intera superficie laterale di articoli di forma sostanzialmente cil indrica, che sia più semplice, economica ed affidabi le di quelle del tipo noto sopra descritto.

Secondo la presente invenzione viene fornita una unità elettro-ottica di rilevamento dell ' intera superficie laterale di articol i di forma sostanzialmente cilindrica avanzanti lungo un percorso determinato, comprendente, in corrispondenza di una stazione di rilevamento disposta lungo il detto percorso, mezzi di illuminazione atti ad illuminare in modo sostanzialmente uniforme una zona anulare determinata del la detta superficie; l 'unità essendo caratterizzata dal fatto di comprendere, in corrispondenza della detta stazione di rilevamento, mezzi rilevatori di immagine a telecamera disposti rispetto al detto percorso per acquisire una immagine diretta di una prima parte del la detta zona anulare, e mezzi riflettenti disposti da banda opposta dei detti mezzi rilevatori rispetto al detto percorso; i detti mezzi riflettenti essendo conformati ed orientati in modo tale da riflettere verso 1 detti mezzi rilevatori almeno una immagine di una seconda parte della detta zona anulare.

L' invenzione verrà ora descritta, a titolo di esempio non l imitativo, con riferimento ai disegni annessi , in cui :

- la figura 1 è una vista frontale schematica, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, di una forma di attuazione dell 'unità elettro-ottica di rilevamento secondo la presente invenzione; e

- la figura 2 è una sezione secondo la linea II-II del l 'unità di figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con 1 è indicata nel suo complesso una unità elettro-ottica di ri levamento atta ad ispezionare l ' intera superficie 2 laterale sostanzialmente cilindrica di un baco 3 continuo di sigaretta avanzante longitudinalmente (in modo noto e non illustrato) lungo un percorso P sostanzialmente retti l ineo ed orizzontale.

L'unità 1 è disposta lungo i l percorso P in corrispondenza di una stazione 4 di ri levamento, e presenta una sostanziale simmetria rispetto ad un piano S verticale di giacitura del percorso P.

L'unità 1 comprende un dispositivo 5 di illuminazione, il quale comprende, a sua volta, una sorgente luminosa (non illustrata) ed una pluralità di guide 5b di luce a fibre ottiche (figura 2) , le cui estremità, da un lato, sono raggruppate tra loro e disposte in corrispondenza della sorgente luminosa (non i llustrata) , e, dal lato opposto, sono distribuite lungo la periferia esterna di un elemento 6 anulare d1 supporto coassiale al percorso P. In particolare, le estremità distribuite lungo l 'anello 6 sono orientate, rispetto al percorso P, in modo tale da i lluminare in modo sostanzialmente uniforme una zona 7 anulare determinata del la superficie 2.

L' unità 1 comprende inoltre una telecamera 8, la quale è disposta affacciata al percorso P in posizione tale da inquadrare la zona 7 limitatamente ad una porzione 7a determinata che s1 svi luppa, simmetricamente rispetto al piano S, secondo un ‘arco di ampiezza sostanzialmente pari a 180°. In particolare, la telecamera 8 è una telecamera commerciale del tipo "CCD array" a mono- linea di scansione (nota con il nome di Line Scan Camera) o, alternativamente, del tipo "CCD array" a plurilinea di scansione (nota con il nome di Time Delay & Integration Line Scan Camera) .

L'unità 1 comprende inoltre un elemento 9 ottico riflettente disposto da banda opposta della telecamera 8 rispetto al percorso P e definito da due superfici 10 e 11 piane riflettenti , le qual i sono disposte tra loro simmetriche rispetto al piano S, sono rivolte entrambe verso il baco 3, formano tra loro un angolo A determinato, e definiscono una faccia 12 riflettente di un'unica parete 13 sottile conformata a V. L' angolo A è determinato in modo tale che, in uso, le superfici 10 e 11 riflettano verso la telecamera 8 due rispettive immagini relative, singolarmente, ad una porzione 7b' , 7b" del la zona 7 svi luppantesi secondo un arco di ampiezza sostanzialmente pari a 180°, e rappresentanti , complessivamente, una porzione 7b della zona 7 definente, con la porzione 7a, l ' intera zona 7 stessa.

L' unità 1 comprende inoltre un elemento 14 di focalizzazione, il quale è associato al la telecamera 8 ed è definito da una lente 15 di focalizzazione, disposta affacciata al percorso P ad una distanza DI determinata dalla telecamera 8, e da una coppia di lenti 16 di focalizzazione, che sono disposte tra loro simmetriche rispetto al piano S, sono affacciate al le rispettive superflci 10 e 11, e sono disposte ad una distanza D2 determinata dalla telecamera 8. Le distanze DI e D2 sono determinate in modo che le immagini delle porzioni 7a, 7b ' e 7b" risultino a fuoco su un unico piano.

L'unità 1 comprende inoltre un elemento 17 tubolare trasparente, sostanzialmente ci lindrico e costituito di quarzo, il quale è disposto coassialmente rispetto al percorso P, si estende lungo un tratto T determinato del percorso P, presenta un diametro interno maggiore del diametro del baco 3, e confina al proprio interno il baco 3 stesso rispetto al dispositivo 5 di illuminazione, al la telecamera 8, all 'elemento 9 riflettente e all ' elemento 14 di focalizzazione, per i quali l 'elemento 17 definisce un elemento di protezione da eventuali corpi estranei (granel l i di polvere, pulviscolo, particelle di tabacco, ecc.) trasportati , in uso, dal baco 3 durante il suo avanzamento attraverso la stazione 4 d1 rilevamento.

L'elemento 17 tubolare definisce, tra una sua superficie 18 interna e la superficie 2 laterale del baco 3, una camera 19 presentante una estremità 20 aperta ed una estremità 21 opposta collegata a sostanziale tenuta ad un collettore 22 anulare facente capo ad un compressore 23 d'aria.

L'unità 1 comprende infine un corpo 24 scatolare, i l quale contiene al proprio interno il dispositivo 5 di il luminazione, la telecamera 8, il dispositivo 9 riflettente, i l dispositivo 14 di focalizzazione e l 'elemento 17 tubolare, e presenta due aperture sostanzialmente circolari 25 e 26 collegate tra loro dal l 'elemento 17 tubolare stesso. In particolare, una superficie 27 interna del corpo 24 ed una superficie 28 esterna del l 'elemento 17 tubolare definiscono una camera 29 chiusa sostanzialmente ermetica, contenente 11 dispositivo 5 di illuminazione, la telecamera 8, il dispositivo 9 riflettente ed i l dispositivo 14 di focalizzazione. In uso, il baco 3 viene avanzato longitudinalmente (in modo noto e non illustrato) lungo il percorso P ed attraverso la stazione 4 di rilevamento.

Lungo l ' intero tratto T 11 baco 3 viene convogliato all'-interno dell 'elemento 17 tubolare ed attraversa il corpo 24, all ' interno del quale il dispositivo 5 illumina, attraverso l 'elemento 17 stesso, la zona 7 anulare di ispezione del la superficie 2 laterale del baco 3.

La telecamera 8 rileva, attraverso la lente 15, una immagine diretta della porzione 7a della zona 7, e, attraverso le lenti 16, una immagine del la rimanente porzione 7b mediante composizione delle due immagini riflesse dalle superfici 10 e 11 e relative, rispettivamente, alle porzioni 7b e 7b". In tal modo viene ispezionata totalmente la zona 7, e dunque l ' intera superficie 2 in seguito all ' avanzamento del baco 3 attraverso la stazione 4 di ri levamento.

L' ispezione completa della superficie 2 effettuata nel modo sopra esposto permette, oltre all ' individuazione delle imperfezioni precedentemente descritte, un continuo monitoraggio del diametro del baco, con la possibilità, dunque, di individuare eventuali scostamenti del valore del diametro stesso rispetto ad un valore prefissato di riferimento.

La camera 29 garantisce il mantenimento di una costante pulizia del dispositivo 5 di illuminazione, della telecamera 8, del le superfici 10 e il dell 'elemento 9 riflettente, e delle lenti 15 e 16 del dispositivo 14 di focalizzazione, mentre l'aria continuamente soffiata all'interno dell'elemento 17 tubolare dal compressore 23 durante l'avanzamento del baco 3 garantisce una costante pulizia della superficie 18 interna dell'elemento 17 stesso.

Si noti che, nel caso (non illustrato) in cui non sia previsto alcun dispositivo di focalizzazione, la telecamera 8 deve essere posizionata, rispetto al baco 3 e rispetto all'elemento 9 riflettente, a distanze determinate tali che risultino sostanzialmente a fuoco sia l'immagine della porzione 7a, sia le immagini delle porzioni 7b‘ e 7b".

Si noti inoltre che, sebbene nell'esempio delle figure 1 e 2 sia mostrato un elemento riflettente dotato di due superfici riflettenti, altre soluzioni che prevedano l'uso di più di due superfici riflettenti rientrano ugualmente nell'ambito della presente invenzione.

Si noti infine che la metodologia di controllo sopra esposta potrebbe essere validamente utilizzata, in modo ovvio alla luce di quanto esposto, per ispezionare l'intera superficie laterale cilindrica di spezzoni di sigaretta o di filtro, ottenuti tramite taglio a partire dal baco 3 ed eventualmente avanzanti trasversalmente rispetto alla loro direzione di sviluppo longitudinale.

Claims (7)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Unità elettro-ottica di rilevamento del l ' intera superficie laterale di articol i di forma sostanzialmente cilindrica avanzanti lungo un percorso (P) determinato, comprendente, in corrispondenza di una stazione (4) di rilevamento disposta lungo i l detto percorso (P) , mezzi di illuminazione (5) atti ad illuminare in modo sostanzialmente uniforme una zona (7) anulare determinata della detta superficie (2) ; l 'unità (1) essendo caratterizzata dal fatto di comprendere, in corrispondenza della detta stazione (4) di rilevamento, mezzi ri levatori (8) di immagine a telecamera disposti rispetto al detto percorso (P) per acquisire una immagine diretta di una, prima parte (7a) della detta zona (7) anulare, e mezzi riflettenti (9) disposti da banda opposta dei detti mezzi rilevatori (8) rispetto al detto percorso (P) ; i detti mezzi riflettenti (9) essendo conformati ed orientati in modo tale da riflettere verso i detti mezzi rilevatori (8) almeno una immagine di una seconda parte (7b' ,7b") del la detta zona (7) anulare.
2. 2) Unità secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi riflettenti (9) comprendono due superfici (10,11) piane riflettenti formanti fra loro un angolo (A) determinato; le dette due superfici (10,11) piane riflettenti essendo orientate in modo tale da riflettere verso i detti mezzi ri levatori (8) due rispettive immagini rappresentanti , con la detta immagine diretta, l ' intera zona (7) anulare.
3. 3) Unità secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi riflettenti (9) comprendono una parete (13) presentante una faccia (12) riflettente conformata a V; le dette due superfici (10,11) definendo due parti (10,11) della detta faccia (12) riflettente.
4. 4) Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi ri levatori (8) sono del tipo "CCO array" a monollnea di scansione.
5. 5) Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi rilevatori (8) sono del tipo "CCO array" a plurilinea di scansione.
6. 6) Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata da fatto di comprendere, almeno in corrispondenza della detta stazione (4) di rilevamento, un elemento (17) tubolare di materiale trasparente di passaggio dei detti articol i (3) ; i detti mezzi di illuminazione (5) , i detti mezzi rilevatori (8) ed i detti mezzi riflettenti (9) essendo disposti al l 'esterno del detto elemento (17) tubolare.
7. 7) Unità secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il detto elemento (17) tubolare è sostanzialmente ci lindrico ed è disposto coassialmente al detto percorso (P) · 8) Unità secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che il detto elemento (17) tubolare è costituito d1 quarzo. 9) Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi pneumatici (22,23) di pulizia del la detta superficie (18) interna dell 'elemento (17) tubolare. 10) Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi ottici (14) di focalizzazione atti a focalizzare su un unico piano le dette immagini della prima (7a) e della seconda parte (7b' ,7b") della zona (7) anulare. 11) Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi ottici (14) di focalizzazione atti a focalizzare su un unico piano le dette immagini del la prima (7a) e della seconda parte (7b' ,7b") del la zona anulare; i detti mezzi ottici (14) d1 focalizzazione essendo disposti all 'esterno del detto elemento (17) tubolare. 12) Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, caratterizzata dal fatto di comprendere un elemento (24) di contenimento presentante una superficie (27) Interna racchiudente i detti mezzi di illuminazione (5) , i detti mezzi rilevatori (8) , i detti mezzi riflettenti (9) , ed attraversata dal detto elemento (17) tubolare; il detto elemento (17) tubolare presentando una superficie (28) esterna definente con la detta superficie (27) interna del detto elemento (24) di contenimento una camera (29) chiusa sostanzialmente ermetica contenente i detti mezzi di illuminazione (5), i detti mezzi rilevatori (8) ed i detti mezzi riflettenti (9). 13) Unità secondo la rivendicazione 11012, caratterizzata dal fatto che la detta camera (29) contiene i detti mezzi ottici (14) di focalizzazione. 14) Unità elettro-ottica di rilevamento dell'intera superficie laterale di articoli di forma sostanzialmente cilindrica avanzanti longitudinalmente lungo un percorso determinato, sostanzialmente come descritta con riferimento ai disegni annessi.