張軍 郭濤

(陜西中煙寶雞卷煙廠,陜西寶雞 721000)

光電式條盒缺包檢測(cè)裝置的應(yīng)用原理

張軍 郭濤

(陜西中煙寶雞卷煙廠,陜西寶雞 721000)

文章介紹一款應(yīng)用于ZB47香煙包裝機(jī)的質(zhì)量檢測(cè)裝置,該裝置利用反射式紅外光電管的一些電氣特性,設(shè)計(jì)專用電路及機(jī)械結(jié)構(gòu),利用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)了香煙生產(chǎn)中出現(xiàn)的條盒缺包及煙包變形產(chǎn)品的檢出功能。本文重點(diǎn)介紹了裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理,同時(shí)對(duì)一些檢測(cè)特點(diǎn)做出說明,如裝置的檢測(cè)效果、不受包裝材料干擾的特性等。該檢測(cè)裝置不僅杜絕了生產(chǎn)中出現(xiàn)條盒缺包產(chǎn)品的可能,對(duì)一些煙包變形產(chǎn)品同樣具有檢出功能。

ZB47香煙包裝機(jī) 質(zhì)量檢測(cè) 條盒缺包 煙包變形 紅外光電管

1 引言

ZB47香煙包裝機(jī)組針對(duì)條盒缺包產(chǎn)品的檢測(cè)方式是利用五個(gè)電容傳感器檢測(cè)香煙條盒內(nèi)上層對(duì)應(yīng)位置處的5包香煙內(nèi)襯鋁箔紙有無來判斷產(chǎn)品是否合格。通過使用發(fā)現(xiàn)該檢測(cè)方式存在以下缺陷。

(1)只對(duì)條盒內(nèi)上一層的5包香煙進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)條盒下層缺包時(shí)，無法檢測(cè)出來；(2)香煙小包采用不加鋁箔的環(huán)保內(nèi)襯紙時(shí)檢測(cè)失效；(3)使用含有金屬成分的條皮紙時(shí)，檢測(cè)被干擾，容易漏檢。為了解決條盒缺包的質(zhì)量問題，我廠使用過多種條盒質(zhì)量檢測(cè)產(chǎn)品，效果均不理想，陸續(xù)有條盒缺包產(chǎn)品出現(xiàn)。

2 檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)原理

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

光電式條盒缺包檢測(cè)裝置利用ZB47包裝機(jī)組條盒包裝機(jī)原機(jī)成型倉的機(jī)械結(jié)構(gòu)，重新加工成型倉的上下倉板，組成新的成型倉結(jié)構(gòu)，見圖1。加工上下倉板時(shí)，在上下板中各植入一條帶有微處理系統(tǒng)的檢測(cè)電路板，每塊檢測(cè)板上各有20支反射紅外光電管作為檢測(cè)探頭，對(duì)于成型倉中的十盒待包條皮香煙，每一盒小包上都有4點(diǎn)檢測(cè)，這樣的設(shè)計(jì)增大了檢測(cè)范圍，提高了檢測(cè)精度，在特定的檢測(cè)范圍下，不論出現(xiàn)任何形式排列的條盒缺包產(chǎn)品，都可以被檢測(cè)出來，因?yàn)闄z測(cè)位置設(shè)計(jì)在包裝條皮紙前，避免了條皮紙材料對(duì)檢測(cè)的干擾。

圖1 成型倉結(jié)構(gòu)

圖2 檢測(cè)原理

圖3 檢測(cè)示意

2.2 檢測(cè)原理

檢測(cè)裝置是利用反射式紅外光電管的光電效應(yīng)原理，來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的的。如圖2，光電管中包括發(fā)射管及接收管兩部分。設(shè)計(jì)一款發(fā)射電路，使一個(gè)恒定的電流Iin流過發(fā)射管，則發(fā)射管會(huì)發(fā)出恒定強(qiáng)度的紅外光線，這些紅外光照射到被檢測(cè)物表面后(后面所有提到的被檢測(cè)物為同一材質(zhì)及顏色)，產(chǎn)生漫反射，有一部分光線被反射回接收管，使接收電路中產(chǎn)生一個(gè)電流Io。被檢測(cè)物與光電管的距離越近，接收管得到的反射光越強(qiáng)，接收電路中的電流Io就越大，則輸出電壓Vout就越小，可見檢測(cè)距離L與輸出電壓Vout間有一定的比例關(guān)系。根據(jù)以上分析，如果此時(shí)引入一個(gè)比較電壓Vc，那么就會(huì)有一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的比較距離Lc。當(dāng)滿足條件Vout＞Vc時(shí)，說明檢測(cè)距離L大于比較距離Lc。反過來說，如果我們想要設(shè)置一個(gè)檢測(cè)距離Lc，那么只要通過設(shè)置一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的電壓Vc即可。設(shè)置比較電壓Vc的變量值可通過對(duì)單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)。

2.3 應(yīng)用說明

在檢測(cè)裝置投入使用之前，對(duì)每一路檢測(cè)點(diǎn)都設(shè)置一個(gè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)距離L。工作時(shí)，從煙包剛被推入光電管下方開始到煙包即將被推離光電管下方為止，為一個(gè)檢測(cè)范圍。如圖3所示，在檢測(cè)范圍中，A、C兩部分與光電管的實(shí)際距離小于設(shè)置的檢測(cè)距離L，判定A、C兩部分為合格；而B部分與光電管的實(shí)際距離大于設(shè)置的檢測(cè)距離L，判定B部分不合格。

正常生產(chǎn)時(shí)，在待包條皮紙的十盒香煙經(jīng)過成型倉中的檢測(cè)位置時(shí)，如果上下共40路檢測(cè)點(diǎn)中有一路出現(xiàn)圖3中B部分情況，就判定為該條香煙存在質(zhì)量問題。由此可見，在設(shè)置了一個(gè)合適的檢測(cè)距離L后，不僅缺包的條盒會(huì)被檢測(cè)出來，即便是完整的條盒中存在嚴(yán)重的變形煙包同樣也可以被檢測(cè)出。

3 使用效果

(1)通過使用發(fā)現(xiàn)，安裝了光電式條盒缺包檢測(cè)裝置的ZB47包裝機(jī)組，自從安裝使用之日起，再?zèng)]有發(fā)生過條盒缺包的質(zhì)量事故；(2)條盒內(nèi)含有變形的煙包，檢測(cè)器也能夠檢測(cè)出來；(3)根據(jù)剔除條盒數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，檢測(cè)裝置的檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到100%，誤檢率不足0.5%。(4)檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)了自診斷功能，當(dāng)有光電管臟或損壞情況，裝置會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒維護(hù)人員維護(hù)。

4 結(jié)語

光電缺盒檢測(cè)裝置檢測(cè)精度高、可靠性強(qiáng)，其使用功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能夠?yàn)橄銦煹陌b提供質(zhì)量保障。

[1]《ZB25型包裝機(jī)組》編寫.《ZB25型包裝機(jī)組》.中國科學(xué)技術(shù)出版社,2001.

[2](蘇)Н.О.切契克著.董克群譯.《光電管及其應(yīng)用》.人民郵電出版社,1957.