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基于机器视觉的FT47系列烟草除杂机

功能特性

型号规格

技术规格

系统原理

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        目前国内烟草业越来越重视香烟的品质，而去除烟草中异物这一技术问题是达到这一目标的关键技术之一，近几年来，对烟草分拣设备的需求一直是烟草业中为数不多的增长领域之一。而长期以来，此类设备却始终依赖于国外进口。经过科研人员的长期努力，我公司终于开发出了FT47型烟草除杂机，成功地填补了国内的这项空白，
      FT47型烟草除杂机主要应用于烟草工业的制丝生产线和打叶复烤生产线中，该系统应用机器人视觉原理，使用复杂的图像处理算法，能以前所未有的效率和精度剔除高速传送的烟草物料中存在的杂物，不仅能使客户免除繁琐的手工劳动，而且最大限度地提高烟草产品的纯净度与合格率。
      相比国外同类产品，FT47型烟草除杂机不仅在异物剔除率和误剔率等重要技术指标上毫不逊色。而且在价格和售后服务上有很大优势。

l 功能特性

对烟叶的上、下面都检测，配置4台线阵摄像机（上摄像机2台，下摄像机2 台），确保在大流量时（12000kg/h）的杂物剔除效果；
- 超过1677万种颜色的识别
- 检测异物：金属、塑料、纸张、橡胶、玻璃纸、麻绳、线状物、不同结构物体等
- 典型异物尺寸12 mm×12mm方形
- 有效剔除率>=85%
- 烟叶误剔率<=1%
含有远程诊断模块。
丰富的网络接口，可方便地和制丝线集中控制系统通讯，纳入工厂的集控系统中
- 配备10/100M自适应以太网网络接口
- 配备Profibus现场总线网络接口
在线烟片大中片率检测（可选）；实时在线对烟片的面积进行测量，计算大中片率变化的趋势，帮助用户更好地对烟叶进行质量控制和质量跟踪。
军工加工的技术：不锈钢框架，所有焊缝采用数控激光焊接，保证加工精确可靠；不锈钢板裁减、折弯均采用数控设备加工。
电磁阀自动检测技术，随时发现损坏的电磁阀，避免处于亚健康的电磁阀在失去控制下的工作。
采用高效、线性度好、均匀度好的LED光源照明（高达20000流明），采用有源LED背景照明，可以有效地消除阴影，并可以根据物料的变化进行光源的调整。（三元色混光）
采用FPGA硬件可编程技术，内置88个嵌入式CPU/DSP核，并行处理海量图像数据，实现第四代算法（颜色、形状、纹理的综合识别）。
高速、大流量的分拣，最高可达12000公斤/小时
柔性处理，不会导致烟叶破碎，造成烟叶品质下降

型号规格

设备名称	生产序列号	规格/mm	烟叶最大流量	额定处理能力	制冷方式
异物检测剔除装置	FT471	左式 4650×1900×2500	6000kg/h	4800kg/h	靶向制冷
	FT472	右式 4650×1900×2500	6000kg/h	4800kg/h
	FT473	左式 4650×2200×2500	9000kg/h	6400kg/h
	FT474	右式 4650×2200×2500	9000kg/h	6400kg/h
	FT475	左式 4650×2800×2500	12000kg/h	9600kg/h
	FT476	右式 4650×2800×2500	12000kg/h	9600kg/h
	FT477	左式 4650×3400×2500	14000kg/h	12000kg/h
	FT478	右式 4650×3400×2500	14000kg/h	12000kg/h
异物检测剔除精选装置	已立项研发中

技术规格

输送带速度：5~6.5m/s
异物有效剔除率大于85％
烟叶误剔率小1％
照明光源：高功率白光LED(发光二极管)
背景光源：全彩LED(发光二极管),背景颜色由软件控制
冷却方式：水冷
高速输送带驱动电动机：
型号DM132S4，功率P=5.5kW，转速n=1430r/min；
离心通风机：型号F4-72No4A，功率P=5.5kW；

系统原理

    FT47烟草除杂系统由4个主要部件组成，进料输送机、视频组件、回收箱、电控柜。这4个组件协调工作，对烟叶中的异物进行识别、分拣、剔除。接触烟叶部分用不锈钢制造，满足食品行业的标准要求。该装置易于清洁、保养。
    烟叶通过摊薄机等辅联设备，形成烟叶薄层，使异物不上下夹杂在烟叶中间，以利于图像设备检测。输送机将烟叶薄层加速到5-7米/秒的速度。烟叶薄层通过视频柜时，线阵CCD相机摄取烟叶图像，送入数字图像处理单元。数字图像处理单元采用采用FPGA硬件可编程技术，内置88个嵌入式CPU/DSP核，能实时处理海量图像数据，经过研制的专有图像算法，识别出异物，并计算出异物的相对坐标。通过功率驱动电路控制相应坐标的高速气动电磁阀，将异物剔除。不合格的烟叶被气阀吹入回收箱，合格烟叶则进入下一工序。

线阵CCD
    本系统使用的CCD装置为数字式线阵CCD，与通常用的面阵CCD不同的是：线阵CCD图像扫描的输出是一条线上的象素，而不是一个面上的象素。当物体在CCD下不停地移动时，这些线就组合为一个延绵不断的面。采用线阵CCD的好处是，它的扫描频率很高，达到11KHz（即每秒钟11000条扫描线），即使对于高速运动中的物料，也能形成高分辨率的图像。而通常使用的面阵CCD的输出是符合PAL/NTSC制式的模拟电视信号，扫描频率为25/30Hz，扫描线多为760线左右。大大低于线阵CCD的扫描频率，并且在物体高速运动时，面阵CCD还可能会导致图像模糊，使图像处理单元无法准确识别异物。

   本系统使用的数字式线阵CCD可识别的颜色种类为 16,777,216（解析成三原色）。最小尺寸分辨率为1200毫米/2048=0.586毫米。大大优于于国外同内产品。
图像识别
    通过提取的物特征，FPGA图像处理单元实时计算异物与烟叶的匹配度，从而识别、剔除异物。在计算机软件界面上，调整匹配度阈值，就可加大或减小识别精度。用户可根据烟叶品种、等级、产地等诸多因素，自主确定相应的识别精度。
电磁阀阵列
    由上百个电磁阀紧密无缝排列形成的电磁阀阵列是NTS烟草除杂系统的执行机构，电磁阀气孔的中心距为9.37mm，气流量从0达到额定流量的90%的响应时间为5ms。使用这样高速的气阀的目的是缩短从异物识别到异物剔除的时间，以避免喷气时，高速运动的异物已经飞走。

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FT47系列异物检测剔除装置培训讲义