煙包封簽在線監測與控制實踐

吳啟云，李朝真

（廣西中煙工業有限責任公司，廣西 南寧 530001）

煙包封簽在線監測與控制實踐

吳啟云，李朝真

（廣西中煙工業有限責任公司，廣西 南寧 530001）

GD-x1包裝機小盒質量問題中，大部分為封簽引起的，表現為封簽歪斜、脫落、長短等。在市場退煙統計中，封簽缺少占相當比例。封簽缺少，在質量缺陷判定中屬于A類質量問題，嚴重影響了產品美譽度和企業形象。通過對設備原理深入分析，創造性提出增加監測點和自動控制缺陷煙包剔出，確保流入下道工序產品質量，有效避免封簽丟失缺陷流入成品生產環節。

單片機；封簽；在線監測；精確控制

GD-x1包裝機是當前普遍使用的一種軟包卷煙包裝設備，額定生產速度為400包/分鐘。軟包卷煙包裝材料普遍較柔，在生產過程中工序多，產品在設備傳送過程震動等復雜工況。在產品設計開發中，在消費者對外包材料美觀需求和節能降耗等環保要求牽引下，包裝材料美觀程度增加，耐加工性降低，對工藝設備等提出更高要求。通過設備調整很難完全避免一些包裝缺陷產生，對于軟包卷煙，封簽是外觀質量指標重要評價點，重要性不言而喻。在深入分析缺陷原因后，在產品最終進入下一道不可逆工序前，對封簽狀態進行實現100%監測判斷，從根本上杜絕此類缺陷產生。

1 存在問題

GD-x1設備安裝示意圖如圖1所示，此種設備布局方式在滿足工藝要求和生產連續性為最佳，也是設備制造廠默認布局狀態。設備主機小包機和輔機小玻機各自獨立運行，因為生產產品特殊性，兩部分設備很容易因為小故障停機，為了避免主機一停下游機即停，嚴重降低設備運行效率，在兩設備之間用一條半弧線性皮帶輸送通道連接[1]。設備高速運行中，封簽粘貼是缺陷多發問題，封簽異常缺陷是最重要的A類質量事故，避免產生該缺陷是所有生產廠都在持續思考問題。為此，一些三方廠家提供一種輔助設備，進行煙包視覺外觀成像檢查，理論上所有缺陷外觀產品都可以剔出，避免進入下一步工序。但在實際生產中，仍在成品或者市場退貨中發現此類缺陷。

圖1 GD-x1設備安裝示意圖

2 改造方案

主機對輔機影響小，為下游機提供足夠緩沖，理論上輸送通道越長越好。實際生產過程中，受限于設備安裝位置和保證產品質量方面原因，輸送通道一般為7～8米。輸送通道產品為主機設備剛剛生產的出半成品，封簽剛粘貼出來即通過通道輸送至下游機，通道為皮帶傳送且存在兩個直角轉彎，皮帶震動與摩擦，部分封簽存在移位甚至脫落可能（圖2為卷煙生產工藝布局示意圖）。視覺成像有效但是需要產品離散情況下固定位置拍照，所以只能安裝在主機出口，對通道輸送過程中產生異常則無能為力。

圖2 卷煙生產工藝布局示意圖

通過深入持久觀察發現，在煙包進入下一道工序小玻紙包裹前需要對連續煙包再次離散，且此次離散后封簽被設備牢牢固定，不存在進一步產生異味可能，在此對質量檢控為最佳點。在包裝完成的煙包進入小玻前，設備在封閉的一個直角拐彎處，對連續煙包周期往返側推，煙包進入玻璃紙包裝盒模，完成再次包裝成型。完成玻璃紙包裝后，小盒包裝固化，沒有進一步產生封簽異常可能性。通過實驗分析，確定在小玻機入口推桿處增加檢控點，并利用設備自身缺陷產品剔出異常產品。

2.1 系統結構

該系統由信號采集單元、信號處理單元及控制單元組成。信號采集由一個電感式傳感器提供同步觸發脈沖，再由一個色標傳感器通過顏色識別檢測位置封簽是否存在異常。信號處理單元由一個單片機電路板實現對采集信號分析、對比并判定異常，并跟蹤計數輸入設備原有電控電路，實現與原設備的融合，有效檢控異常煙包，同時不影響設備運行效率目的，系統結構圖如圖3所示。

圖3 檢測器工作原理示意圖

2.2 硬件設計

檢測器實現相關功能，實現對煙包全部檢測并有效控制，關鍵在于檢測位置精確選擇。定位要實現相關功能，硬件上需要對原有設備適當改造，便于安裝同步和檢測傳感器。封閉設備內部空間狹小，要滿足檢測器安裝和有效檢測，需要對開展實驗和精確計算，確定最佳改造位置，安裝實物效果圖如圖4所示。

圖4 安裝結構圖

硬件設計采用ATF16V8B為核心的邏輯控制器單片機，該單片機是一款高性能的CMOS（電可擦除）可編程邏輯器（PLD），采用了Atmel經驗證的電可擦除Flash存儲技術。ATF16V8B集成了通用架構的超集合，以便直接替換16R8系列和大多數20-pin組合PLD，如圖5所示，該硬件設計具有成本低，應用靈活等優點[2～3]。

圖5 硬件功能布局圖

2.3 單片機程序設計

該單片機在此裝置中起核心作用，主要功能是在同步信號滿足條件下，對色標傳感器信號進行識別和判斷。通過對設備機械動作和電控系統進行深入分析，明確了程序功能需求和工作流程，進而對單片機程序進行開發。模擬器運行通過后，對上機進行驗證并適當調試，印證了裝置設計與理論目標一致。單片機部分引腳定義和程序如下：

3 結束語

通過增加煙包封簽在線檢控裝置，實現了煙包在進入下一道工序加工，不可逆轉最佳位置全部在制產品監測，對異常煙包自動剔出。設備改造費用低，安裝更新相關組件不參與設備運動，未對設備原有工作性能產生交互影響，自身可靠性高。同時，合理利用設備原有功能，裝置的輸出完全由原機自帶裝置完成動作，對于異常產品剔出準確且完全不影響設備性能和安全。裝置的啟用，有效杜絕了產生該類不合格產品可能性，降低了產品風險，一定程度上降低了操作工人勞動強度，對于提高設備有效作業率，降低原輔材料消耗，保障產品質量等方面都起到了積極促進作用。

[1]ZB25型包裝機組編寫組.ZB25型包裝機組[M].北京:中國科學技術出版社，2001.

[2]馮文旭，等.單片機原理及應用[M].北京:機械工業出版社，2008.

[3]蘇家健，曹柏榮，汪志鋒.單片機原理及應用技術[M].北京:高等教育出版社，2004.

Seals Cigarette Line Monitoring and ControlPractices

WUQi-yun,LIChao-zhen
(Tobacco Guangxi IndustrialCo.，Ltd.，Nanning530001，China)

GD-x1 package Locketquality problems,causedmostof the Seals,Seals skew performance,loss,and length.Retired cigarettemarketstatistics,the lack ofa substantialproportion of Seals.Sealsmissing,Class A quality problems in the determination of quality defects seriously affect the product reputation and corporate image.Based on the principle of in-depth analysis equipment,creative proposal to increase the monitoring point and automatic control deficiencies cigarette excised,into the next process to ensure productquality,avoid losing defect inflow Seals finished production processes.

microcontroller；seals；onlinemonitoring；precise control

TP486.3

B

1672-545X（2014）04-0091-02

2014-01-08

吳啟云（1980—），男，重慶人，在讀研究生，助理工程師、經濟師，多年從事電氣設備管理工作，現主要從事企業先進管理方法導入推進工作。