PROTOS70卷煙機水松紙偏移檢測裝置設計

河南中煙有限責任公司 鄭州卷煙廠 劉 暢

MAX70 接裝機在正常生產中，由于多種因素的作用，MAX70 卷煙機的水松紙供給系統會造成水松紙輸送過程中的內外偏移，導致內外排煙支的水松紙包裹不齊，嚴重影響了產品的質量。針對這些情況，經過長期實踐和研究，對MAX70接裝機的產品檢測裝置進行了完善，設計并安裝了水松紙偏移檢測裝置，取得了一定的效果，提高了水松紙的包裝質量進一步穩定和提高，減少了不合格品的產生，提升了有效作業率，降低了成本。

一、問題的提出

1.水松紙供給系統的組成。水松紙供系統給由紙盤支架、自動接紙器、供紙輥、上膠裝置、切紙輪與切刀等組成。

2.故障分析。由于水松紙供給過程中只對水松紙拼接頭以及斷裂進行了檢測，而這些檢測采用的光電式檢測傳感器均安裝在水松紙的中線部位，檢測聚光點在水松紙的中間，當水松紙發生內外偏移時，檢測裝置依然能夠檢測到水松紙，進而不會觸發報警程序使缺陷煙支剔除或使設備停機。雖然水松紙在傳送過程中向內排或外排偏移的距離不多，但是由于煙支與切割位置相對于水松紙是固定的，在包裹到煙支表面以后，內外排水松紙的差距將是水松紙偏移量的2 倍，因為水松紙起到連接煙支與濾嘴的作用，所以嚴重時將導致濾嘴部位脫落。以往該缺陷完全依靠操作工實時檢查，但這樣會增大員工的勞動強度，而且一旦出現這種質量缺陷又未及時發現，將會浪費大量原輔料，從而導致生產成本增加。

二、設計方案及原理

1.檢測裝置的組成。在上膠裝置與膠后加熱器之間安裝兩個光纖傳感器，對通過導向輪支架進入膠后加熱器的水松紙邊沿進行檢測，此時水松紙通過最后一個導向輥進入膠后加熱器，并在吸風的作用下吸附在切割輪上。在兩個光纖頭部加裝一組透鏡，使通過透鏡的紅色光束聚集到水松紙上，通過調整透鏡在光纖上的安裝距離調整聚焦光點的直徑，使其小于1 mm。

利用機器運行高速使能繼電器使能信號為檢測提供使能信號，安裝機器同步脈沖傳感器在MAX70 接裝機定時盤接收機器同步運行信號，定時盤每旋轉一周產生一個脈沖信號，機器相對應的生產出一根雙長煙，同步運行信號輸送至可編程控制器的高速計數器中，產生移位信號，并為可編程控制器提供移位信號，確保缺陷產品的準確剔除

可編程控制器選用西門子公司S7-200 系列CPU224 小型PLC，安裝在MAX70 接裝機電器控制柜內，通過其控制缺陷煙支的剔除與報警。Rrotos70 卷煙機水松紙偏移檢測裝置組成如圖1所示。

圖1 Protos70 卷煙機水松紙偏移檢測的組成

2.控制原理。當設備啟動后，機器高速使能繼電器吸合，其常開觸點閉合，此時將24 V 直流電路接入PLC 輸入端，為檢測提供使能信號。得到使能信號后，水松紙偏移檢測開始工作，始終檢測水松紙內外邊沿，當水松紙向一側偏移超過1 mm 時，另一側的光纖傳感器檢測不到水松紙，此時PLC 內部中間繼電器使能，與機器同步運行信號配合，移位寄存器通過移位指令和字節存儲器實現移位。當光纖傳感器檢測不到水松紙時，在移位寄存器字節存儲器的初始位內置“1”，機器同步信號作為移位脈沖每個都會使“1”向前移動一位。并且此時PLC 輸出信號使一個繼電器線圈得電，控制220 V 聲光報警器工作，發出聲光報警，提示操作工水松紙異常，操作工通過手動調節水松紙回到正確位置。在此期間由于字節存儲器地址內始終置“1”，直到兩個光纖傳感器都能檢測到水松紙時，移位寄存器地址因沒有輸入信號開始置“0”，這時之前所有置“1”的位都由移位信號移動設定位數，這時煙支應達到雙長煙剔除工位，使PLC 輸出信號激活Y4 剔除閥將有水松紙偏移缺陷的雙長煙剔除。程序流程如圖2所示。

圖2 程序流程

當有一側水松紙檢測不到時，PLC 內另一段程序開始進行倒計時，延時10 s 后PLC 輸出信號使另一個繼電器吸合，斷開水松紙斷檢測輸入線路，使MAX70 接裝機發出停機信號，并在工控機上顯示水松紙斷紅色信息，只有人工將水松紙調整回正常位置后，才會斷開PLC 的輸出，使卷煙機能再次啟動，避免未及時調整造成的原輔材料消耗。

三、使用效果

PROTOS70 卷煙機水松紙偏移檢測裝置安裝后，可在卷煙機不停機的情況下準確剔除水松紙偏移缺陷煙支，并可經過簡單改裝后安裝在SUPER9 等卷煙機上。裝置結構簡單，實施成本低，安裝簡便，程序調整方便，與卷煙機運行程序互補且無相互影響，不用改動卷煙機機構，不影響設備外觀，剔除準確可靠，能有效防止缺陷煙支流入下道工序，并且減少了原輔材料的消耗，降低了了操作人員的勞動強度，應用前景廣闊。