卷煙制造中檢測技術的開發與改造①

摘 要：在卷煙制造業中，對卷煙質量的檢測一直是整個行業生產鏈的關鍵。檢測技術的高效精確與否直接關乎產品質量，對整個企業的信譽及經濟效益有著巨大的影響，因此，對檢測技術的開發與改造是卷煙制造業中的重點。本文指出了當前卷煙制造業中檢測技術的不足，并詳細介紹了幾種新型檢測技術。

關鍵詞：卷煙 檢測 回收 技術開發

中圖分類號：TS4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0081-02

要提高卷煙的生產水平，檢測技術是重要一環。盡管隨著科學技術的發展，卷煙制造業中的檢測技術較以前已經有了質的飛躍，但是當前所使用的檢測技術仍存在諸多不足之處。鋼印、鋁箔紙的檢測技術、卷煙的圓周檢測技術等都存在很多缺陷，這些缺陷嚴重制約了卷煙企業的發展，使得企業的產品質量水平長期停滯不前。在這一形勢下，卷煙制造中檢測技術的開發與改造就成為刻不容緩的時代要求。

1 當前檢測技術的不足

首先，目前煙支鋼印的檢測技術主要采用的是傳統的光電傳感器、顏色傳感器。但是，隨著企業對品牌效應的重視程度提高，對產品質量的要求也有的大幅提高，傳統的檢測技術由于合格率較低，已經無法達到市場需求。目前，卷煙的鋼印生產中經常會出現諸如鋼印污點、位置跑偏、濃度不均，甚至于圖案及鋼號使用錯誤的問題。其次，當前對煙支直徑圓周的檢測主要采用氣流壓力檢測法。這種檢測技術雖然簡單易操作，但是檢測頭極易受到乳膠、粉塵等影響，直接影響到檢測數據的穩定度與準確度；同時，由于氣壓檢測法不會對煙支的圓周進行掃描，這就直接導致無法得知煙支的圓度。再者，出于降低成本和環保的目的，現今煙廠均采用新型環保鋁箔紙GDX2作為小包煙的內襯紙。雖然其節能降耗及環保的優勢給煙廠帶來了良好的經濟效益和社會效益，但是由于新型材料金屬含量的大幅降低，原有的電感原理檢測技術已失效，可能導致鋁箔紙有缺陷的小包煙流入市場，從而嚴重影響到企業的產品質量和聲譽。

在當前檢測技術已不能滿足現實需要的情形下，各種新型檢測技術正在不斷被開發與改造。如煙支鋼印在線視覺檢測，GDX2鋁紙在線視覺檢測，激光CCD煙支圓周在線檢測等技術正是針對上述不足應運而生，并不斷被應用和推廣。

2 在線視覺檢測技術

針對煙支鋼印檢測技術的不足及新型鋁箔紙檢測問題，技術開發部門已經開發出相應的在線視覺檢測技術。這項技術主要依賴于一套以高速視覺影像系統來檢測產品缺陷的檢測系統，同時輔以剔除功能。其原理是通過高速CCD攝像頭對鋼印或者鋁箔紙進行定位拍照，并將所得圖像以數字形式傳輸至圖像處理系統，再通過控制器對數據進行分析處理，將所得結果與內存中存儲的位置、灰度等標準圖像信息進行對比，即可檢測出相應的鋼印或錫箔紙是否合格。與此同時，剔除裝置則會根據同步時鐘脈沖找出不合格產品，并將之剔除。

在鋼印檢測中，這種檢測技術主要檢測鋼印位置及油墨狀態。一旦發現鋼印位置發生水平、垂直偏差，鋼印過濃、過淡，或者鋼印污點這些問題，剔除功能則會自發啟動。剔除時一般采用自動剔除方式剔除單支卷煙。系統的功能分為檢測、管控、告警、數據處理和遠程管理幾類。其中，檢測又分為缺陷檢測和系統全檢，缺陷檢測包含野墨、缺損、套色鋼印位置、鋼印重疊、鋼印深淺不一、油墨過濃過淡檢測，而系統全檢則是對每一支煙進行以上缺陷的檢測；管控功能并不僅僅局限于自動剔除這一項，當出現連續缺陷數目達到設定值時，主機將自動停機，并做出告警提示，同時，還具備一鍵換牌、自動換班和權限管理功能；告警功能也可分為預警功能、告警分類和自診斷告警；數據處理功能也相當多樣化，包含了數據統計、數據查詢及故障圖片查詢功能；遠程管理則屬于較為新穎的功能，通過這一功能，可以實現遠程數據、圖片查詢，以及遠程設備調試。

而在GDX2新型鋁箔紙檢測中，檢測功能主要分三個方面：針對鋁箔紙缺失、褶皺、破損、拉頭缺失等狀況的鋁箔紙檢測；針對內卡缺失、錯位等狀況的內卡缺陷檢測；針對盒皮紙缺失、殘缺、翹邊、反面等狀況的盒皮紙缺陷。其管控功能和數據管理功能均類似于鋼印檢測的相應功能。

這種在線視覺檢測系統可以杜絕質量事故和連續大量廢煙的產生，因此可有效減少物料損耗，大大提高生產效率，減少后續廢料煙回收的工作量。經過實際應用發現該系統可實現高精度全檢，正確率達到98%，有效提高了產品工藝檢測手段及生產管理水平。該系統可以完全杜絕鋼印連續性及偶發性質量印刷質量問題，不僅有效提高了產品質量水平，減少質量事故的發生，也為企業塑造了良好的品牌形象，提升了企業信譽度。各項數據即時動態化顯示有效解決了固有質量問題和生產使用過程中斷殘缺損等老化現象，有助于生產人員掌握其使用規律；同時，極大方便了設備維護和修理工作。高度自動化的檢測技術也可大大降低勞動強度，提高作業效率及設備綜合的使用率。

3 在線煙支圓周檢測系統

上文已經提及，氣流壓力法檢測煙支直徑、圓周很難獲得精確結果，而基于CCD激光傳感器的在線煙支圓周檢測系統則圓滿解決了這一問題。這套檢測系統由激光測頭、影響處理器、調整機構和人機界面幾個部分組成。這套檢測系統通過激光光源發出光束，光束經過煙支在接收器上投出陰影，傳感器則通過對陰影長度的測量和計算得出煙支直徑，并且通過步進電機帶動激光傳感器探頭圍繞煙支180°轉動，實現對煙支的全面檢測，從而得出其平均圓周和圓度。

這一檢測系統具有測量與顯示、伺服調整、剔除、聲光報警和停機這幾項功能。這些功能決定了其具有諸多優點—— 它不受煙支抖動、環境溫度變化影響，可以實現高速、高精度測量；可以同時得到圓周、圓度數據，檢測效率高；具有自清潔功能，可保證自身不受煙塵、乳膠等雜質影響；具有反饋控制功能，可自動調整直徑，將生產的煙支直徑控制在設定范圍內。這些優點就意味著這種檢測技術可以極大地降低成本，提高經濟效益。

4 相關拓展技術

上述檢測技術均具備剔除功能，而若被剔除的煙支無論好壞，均以廢煙處理，則會造成巨大的資源浪費及有效作業率的降低，這些不合格產品僅僅是部分不合格，而其中往往有大量完好的煙絲，以及嘴棒、水松紙、盤紙、膠水等輔材，即使是被剔除的煙支，其中也不乏因失誤錯被剔除的合格產品。因此，卷煙生產在具備完備的檢測技術的同時，應當輔以復選回收技術。

GDX2包裝機煙支復選回收系統是解決上述浪費現象的有力武器。在這套裝置中，煙支接收、阻擋裝置完成煙支的接收以及出現殘次煙支、包裝機低速時的阻擋任務；緊接著，煙庫緩存裝置中則儲存著待檢測煙支；煙支的輸送、檢測和剔除在單支煙 輸送裝置中完成；隨后，合格煙支將由層降裝盤裝置收集；相關數據會發送到煙支檢測模塊，并進行數據處理；中央處理系統負責信息處理和邏輯運算。當然裝置的構成不止于此，輸入輸出系統、觸摸屏顯示器、蜂鳴器和警示器以及氣動部分也都發揮著重要的作用。

這套復選回收系統主要有檢測、管控和數據處理三項功能。檢測功能即是對模盒剔除的煙支進行空頭和缺嘴檢測。管控功能這一環節中，系統先對煙支輸送模盒部位剔除的煙支進行接收，再對接收到的煙支進行識別和剔除，然后對分選出的好煙進行回收，并輔以根據現場班次時間自動換班及聲光報警功能。而所謂的數據管理則是分班次對已統計數據進行保存。

這套復選回收系統具有相當多的優點。首先，這套設備的所有動作都獨立于卷煙機組和包裝機組之外，不改變原有的工作流程，這就保證了在降低生產消耗的同時，不會對原有機組的運行帶來沖擊，有效防止了新的設備故障的出現；其次，在進行檢測時，所有煙支保持在同一直線運動，且運行速度適當降低，這就保證了檢測的可靠性；再者，這套裝置采用了“無動力”的接收方式，即接收煙支過程中煙支與接收裝置之間不會發生直接碰撞，這就很好地保護了煙支，有效防止了煙支的再次造末。另外，復選回收系統還具有運行穩定性高，安裝維修方便可靠，對煙廠現場整體布局影響小等特點。有效地利用和推廣這套裝置，可以極大地減少浪費，提高工作效率，具有極大的經濟效益和社會效益。

5 結語

隨著科學技術的發展，各種高新科技及新興材料將得到廣泛應用。卷煙制造業要想在市場中占有一席之地，就必須牢記科學技術是第一生產力，狠抓技術開發與創新。不僅僅是檢測技術的提升，生產銷售中每一環節的技術發展都將為整個企業的發展帶來不可估量的經濟效益，技術開發與改造也將作為卷煙制造業的重中之重而長期存在。

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