【摘 要】為了避免反包條煙直接流入消費(fèi)者市場，消除條煙反包質(zhì)量問題，利用具有光潔度（粗糙度）識(shí)別的檢測器對(duì)ZB25型軟盒硬條包裝機(jī)和ZB45型硬盒硬條包裝機(jī)原有的檢測系統(tǒng)進(jìn)行完善改造。介紹了光潔度（粗糙度）檢測器的工作原理以及條盒反包檢測的電路設(shè)計(jì)。增加條盒反包檢測后，在生產(chǎn)過程中反包條煙能自動(dòng)識(shí)別并被剔除，消除了條煙反包質(zhì)量問題，取得了很好的效果。

【關(guān)鍵詞】光潔度（粗糙度）檢測器；條盒反包檢測器

0.前言

目前，我廠所使用的包裝機(jī)為ZB25型軟盒硬條包裝機(jī)和ZB45型硬盒硬條包裝機(jī)，它是中國煙草總公司在20世紀(jì)90年代初從意大利GD公司引進(jìn)全套技術(shù)，通過上海煙草工業(yè)機(jī)械廠進(jìn)行吸收消化后國產(chǎn)化的卷煙包裝設(shè)備，是當(dāng)前我國煙草行業(yè)包裝機(jī)的主力機(jī)型。其電控系統(tǒng)是在早期FZ系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，稱為MICROⅡ系統(tǒng)，它以GD公司自行設(shè)計(jì)的微機(jī)系統(tǒng)為核心，采用GD語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，其中央處理器為intel公司386/486芯片。但是當(dāng)前ZB25/ZB45包裝機(jī)檢測系統(tǒng)本身并不具備條盒反包識(shí)別功能，一旦材料供應(yīng)廠家的條盒堆疊反向放置或操作工加料時(shí)不小心反向放置，就會(huì)出現(xiàn)條煙反包現(xiàn)象，反包煙條直接流入消費(fèi)者市場，對(duì)產(chǎn)品信譽(yù)造成極其惡劣影響。因此要消除條煙反包質(zhì)量問題，就必須對(duì)原有的檢測系統(tǒng)進(jìn)行完善改造，使其在生產(chǎn)過程中能自動(dòng)被識(shí)別出來并被剔除。

1.方案設(shè)計(jì)

1.1選擇適合的傳感器

目前，用于包裝紙商標(biāo)印刷檢測的傳感器大多是光電傳感器，其工作類型有兩種，一是色標(biāo)傳感器，它通過將被檢測物的圖像區(qū)分為由黑到白的不同等級(jí)（灰度值），并以此來鑒別物體；二是RGB（紅綠藍(lán)）顏色傳感器，它檢測目標(biāo)物體對(duì)三基色的反射比率。這兩種類型都不是直接測量顏色，其靈敏度有限，受外界環(huán)境影響大，會(huì)導(dǎo)致誤檢、漏檢，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)，每次更換卷煙牌號(hào)時(shí)，由于條盒包裝紙商標(biāo)印刷不同，就必須對(duì)檢測器重新對(duì)位、調(diào)試，從而耽誤生產(chǎn)。相比之下，光潔度（粗糙度）檢測方式更能準(zhǔn)確鑒別商標(biāo)條盒的正反面，采用激光聚焦法以一個(gè)聚光帶（約20X4mm）入射到被檢測表面，模擬機(jī)械觸針進(jìn)行測量，由于表面粗糙度的存在，光電探測器上的接收信號(hào)會(huì)發(fā)生變化，通過測量信號(hào)的變化量可計(jì)算出表面粗糙度。條盒商標(biāo)紙的正反面粗糙度有很明顯的區(qū)別（條盒反面無商標(biāo)印刷），可以用光潔度（粗糙度）檢測器檢測出正反面。使用光潔度（粗糙度）檢測，更換卷煙牌號(hào)時(shí)無需重新對(duì)位、調(diào)試，節(jié)省換牌時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

據(jù)此，我們選擇了光潔度（粗糙度）檢測器（檢測器型號(hào)：RGM24PVS12G1），當(dāng)檢測到商標(biāo)紙正面時(shí)，指示燈亮，檢測到商標(biāo)紙反面時(shí)指示燈滅。

1.2“條盒反包”信號(hào)的同步處理

傳感器的輸出信號(hào)是實(shí)時(shí)的，使得在檢測過程中其輸出信號(hào)必定會(huì)隨著條盒移動(dòng)而改變，因此必須采取同步的方式來讀取傳感器的輸出信號(hào)，否則就會(huì)造成誤檢。同時(shí)，如果要將“反包”煙條剔除的話，還必須跟蹤“反包”煙條，待其運(yùn)動(dòng)到機(jī)器的剔除口后再觸發(fā)設(shè)備執(zhí)行剔除動(dòng)作。

“條盒反包”同步信號(hào)的獲取，可以依靠機(jī)器本身軸編碼器的相位信號(hào)獲取。在選擇條盒反包檢測器的安裝位置時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)在ZB25/ZB45包裝機(jī)原有的缺包檢測旁有足夠的空間，安裝在缺包檢測同一位置，就可以利用原有的“缺包檢測”同步信號(hào)，作為“條盒反包”的同步信號(hào)，不需要再另外安裝傳感器獲取同步信號(hào)。此外，“條盒反包”的移位和剔除，也可與原有的缺包檢測器共用。

1.3利用原有“缺包檢測”剔除信號(hào)實(shí)現(xiàn)反條盒的剔除

ZB25/ZB45包裝機(jī)原有的缺包檢測是由五個(gè)電容式傳感器組成，分別對(duì)應(yīng)于硬條煙盒里的五堆煙包。在正常情況下，五個(gè)傳感器均檢測到煙包存在時(shí)，同時(shí)輸出高電平信號(hào)+24V給缺包信號(hào)處理板，再由缺包信號(hào)處理板經(jīng)過邏輯運(yùn)算后輸出+24V送給電柜PLC，PLC的N9板19點(diǎn)常亮表示條盒不缺包。當(dāng)五個(gè)電容式傳感器中任何一個(gè)檢測到缺包時(shí)，缺包信號(hào)處理板無+24V輸出，PLC的N9板19點(diǎn)燈滅表示條盒缺包，當(dāng)該缺包條盒移動(dòng)時(shí)經(jīng)過位移檢測在CT剔除口將其剔除。利用五個(gè)電容式傳感器只要有一個(gè)無+24V輸出就會(huì)剔除的特點(diǎn)，將條盒反包檢測器的輸出信號(hào)+24V作為缺包檢測器的電容式傳感器電源輸入，沒有缺包時(shí)反包檢測器輸出+24V，電容式傳感器正常工作，缺包檢測器輸出+24V；當(dāng)檢測到反包時(shí)，反包檢測器無+24V輸出，電容式傳感器無電源不能正常工作，缺包檢測亦無+24V輸出，此時(shí)PLC“認(rèn)為缺包”，經(jīng)過位移檢測作出條盒剔除，從而實(shí)現(xiàn)反條盒的剔除。相關(guān)控制原理如下圖。

將條盒反包檢測與原有的缺包檢測安裝在同一機(jī)器相位，使用原有條盒缺包同步信號(hào)，并將條盒反包的輸出信號(hào)作為缺包檢測的輸入信號(hào)，不需要作機(jī)器程序的改動(dòng)，只需增加一個(gè)光潔度（粗糙度）檢測器，便實(shí)現(xiàn)了條盒反包的檢測和剔除。

2.使用效果

根據(jù)以上所述設(shè)計(jì)方案，在經(jīng)過可行性試驗(yàn)后，我廠已于2014年8月份對(duì)ZB25/ZB45包裝機(jī)上的“條盒缺包”檢測器進(jìn)行了改進(jìn)，使其同時(shí)具備“條盒缺包”和“條煙反包”兩項(xiàng)檢測功能，現(xiàn)經(jīng)過5個(gè)月的運(yùn)行，取得了很好的效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]ZB25型軟盒硬條包裝機(jī)電氣原理圖.

[2]ZB45型硬盒硬條包裝機(jī)電氣原理圖.