YB65A硬條包裝機煙條缺包檢測裝置的研發

趙長財 劉國棟

摘要：硬條包裝的前道工序是小包透明紙包裝，完成透明紙包裝后進行煙包堆疊成組。在實際生產過程中由于無法避免的偶爾機械擠煙或者剔除質量缺陷的煙包后未能及時補包，造成硬條包裝工序生產的A類質量缺陷條缺包，從而產生嚴重質量事故。該文分析YB65A硬條包裝機發生機械擠煙的過程，研發一套煙條缺包裝置，使得煙條缺包檢出率達到99%以上。

關鍵詞：YB65A包裝機;A類質量缺陷;煙條缺包;檢測

中圖分類號：TP393 ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）31-0141-02

Research and Development of Detection Device for Cigarette Missing Package of YB65A Rigid Packaging Machine

ZHAO Chang-cai， LIU Guo-dong

（Tianshui Cigarette Factory of Gansu Tobacco Industry Co.， Ltd，Tianshui 741020，China）

Abstract： The previous process of hard strip packaging is small transparent paper packaging. After finishing the transparent paper packaging， the cigarette packages are stacked into groups. In the actual production process， due to the unavoidable occasional mechanical cigarette extrusion or the failure to timely repair the package after removing the defective cigarette package， the class A quality defect package in the hard strip packaging process is missing， resulting in serious quality accidents. This paper analyzes the process of mechanical cigarette extrusion in YB65A rigid packing machine， and develops a cigarette missing package device， which makes the detection rate of cigarette missing package reach more than 99%.

Key words： YB65A packing machine; Class A quality defects; Lack of cigarette package; testing

1 引言

YB65A型條盒包裝機是一臺自動化程度較高的包裝設備，設備采用凸輪作為控制系統元件，對主要的工作部件和執行機構進行運動控制，從而使各工作機構按給定的先后順序進行動作，實現自動控制。此外，YB65A包裝機使用電氣控制系統，該電氣控制系統包括電控柜和機身上電氣裝置兩部分。設備上設有自動檢測和剔除裝置，各種電氣檢測系統檢查條內少包、條盒折角等缺陷，這些不合格的煙條均能自動剔除。設備還采用了各種傳感器作為自動控制和檢測裝置，從而提高機器的自動化程度和包裝質量[1]。

目前，YB65A包裝機現有的煙條缺包檢測裝置由5個電容式接近開關作為檢測探頭，效果較好。近年來，隨著技術的不斷進步，香煙的外包裝材料也發生了巨大的變化，使得以電容式接近開關作為檢測方式不能適應新的作業環境，直接導致的結果就是這種檢測系統無法通過工藝要求。本論文就從出現的A類質量缺陷條缺包出發，深入分析設備產生煙條缺包質量缺陷煙條的工作機理，研究出一套能消除煙條缺包質量缺陷的檢測裝置。

2 總體設計

我們根據煙包成型、煙組走向的工作流程，上游機YB55型小盒透明紙包裝機通過輸出轉盤將已疊成兩層的包有透明紙的煙包送至本機的輸入通道，在通道頂部裝有毛刷，使煙包在通道中運行時保持準確的位置。推條器將推著煙包和條盒紙進入條盒成型通道。我們對YB65A包裝機中煙包形成硬條的工作流程進行分析，并利用現有的控制技術、開關技術、輸入輸出原理設計出一套檢測系統，實時根據煙包的走向，檢測條盒缺包。

在進煙口設立2個常感應探頭，在尾部設立2個探頭，當無煙包經過入口通道（2個入口探頭未感應到）時或者尾部的2個探頭未感應到煙包到位時，此時就被我們判定為煙條缺包，這也是我們的設計理念。此檢測系統可完全檢測所有的煙包。如果有缺包發生則探頭感應到故障，將故障反饋至PLC進行處理，提醒操作工及時取出缺包煙條開機，防止產生缺包煙條。

其中小型PC處理系統為整個檢測系統的處理器，和設備的電氣線纜相連，時刻將處理信號反饋至設備。推耙信號是將設備的相位實時傳遞至小型PC處理系統。煙包光纖探頭、紅色報警燈、黃色信號燈、綠色工作燈以及停機信號組成了系統的輸入輸出。

3 系統軟件設計

YB65A包裝機的生產能力40條/min，這就對我們設計的檢測系統提出了很高的要求，不但需要實時對條盒缺包進行檢測，而且還需要提高準確率。在軟件設計時，就需要很強的邏輯縝密。本軟件系統利用組合邏輯電路[2]在任意時刻的輸出僅僅取決于該時刻的輸入，與電路原來的狀態無關的特點進行展開，組合邏輯電路是由與門、或門和非門等門電路組合形成的邏輯電路。其邏輯函數表述如下：

Li=f（A1，A2，A3……An） ? （i=1，2，3……m）

其中，A1～An為輸入變量，Li為輸出變量。

組合邏輯的輸出由其輸入確定的法則，通常稱為開關函數[3]。本論文中的每一個煙組的檢測有無就相當于輸入的開關，因為變量是離散的，所以函數和變量是二進制的，符號“1”和“0”通常用來表示這兩個值。探頭檢測到設定煙包的有無，經過4個探頭之間的相互邏輯運算，并和推耙信號的運算，將得到的結果傳送至小型PC處理系統，也就是將開關函數傳遞至小型PC處理系統。

小型PC處理系統對得到的開關函數進行處理，將處理后的結果分兩條線進行處理。第一條線路就是將信號傳遞至YB56A包裝機：判斷設備是否需要停機;第二條線路就是將信號進行外部顯示：黃色信號燈、紅色報警燈、綠色工作燈，將信號傳遞給操作工，該進行怎樣的操作。如果不發生煙條缺包時，綠色工作燈亮，設備不停機;當發生煙條缺包信號時，將會發生設備停機，紅色報警燈亮，操作工需要立即查看煙條，將缺陷煙條及時取出;當該檢測系統不需要投入使用時，操作工可以按壓旁通按鈕，此時設備正常運行，黃色信號燈亮，但是此時存在非常嚴重質量安全隱患，需要立即取消旁通，使檢測系統正常投入使用。

4 系統測試

檢測系統設計完成后，就需要根據設計方案對系統進行安裝。我們在安裝過程中為了提高系統的安全性，將小型PC系統、端子、光纖放大器、斷路器等元器件控制在一個小型電控柜內，此外，所有線路均設置在保護套內，防止線路損壞。

為確保檢測裝置的有效性，就需要對檢測進行試驗以及實時監測。首先我們要做的就是對檢測系統進行試驗，觀測其有效性，我們對缺包煙條分班次進行了現場跟蹤測試，如下表所示。

從上表可以看出，通過4個月的試驗，該檢測系統能實現要求的功能，可以做到對煙條的全方位檢測，兩個班在測試中都有很好的效果。試驗完成后就需要進行實時監測，將檢測系統正常投入使用。經過一段時間的持續觀察后，我們發現該煙條缺包檢測的準確率達到99%以上，符合我們的預期目標。

參考文獻：

[1] 卷煙包裝工專業知識[Z].

[2] 王茜，黃仁，許光辰.數字邏輯[M].北京：人民郵電出版社，2011（6）：14-37.

[3] 李承.數字電子技術[M].北京：清華大學出版社，2014（12）：20-25.

【通聯編輯：李雅琪】

收稿日期：2021-05-22

作者簡介：趙長財（1991-），男，甘肅武威人，碩士研究生，助理工程師。