周寶軍++趙強++李成龍

[摘 ?要]為了解決現(xiàn)有GD卷煙包裝機小盒包裝部分，不能把透明紙飛包變形的小盒煙包全部檢出的問題，本文提供了一種用激光傳感器作為檢測元件，PLC作為控制單元，對小盒香煙外部透明紙飛包進行檢測的檢測裝置。利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點，激光傳感器可以對單層透明紙或多層透明紙進行有效檢測，當飛包煙中褶皺的透明紙遮擋住激光發(fā)射器發(fā)出的激光時，激光接收器接收的激光信號由強變?nèi)?，激光傳感器的信號放大器將收到的激光信號與設(shè)定靈敏度值進行比較，從而判斷小包透明紙飛包是否超出工藝要求的允許的范圍。GD卷煙包裝機安裝以激光傳感器為檢測元件的飛包檢測裝置后，可以準確檢測剔除透明紙飛包的小盒煙包，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]GD卷煙包裝機 ?激光傳感器 ?小盒透明紙飛包 ?檢測裝置

中圖分類號：TM76;TM63 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2016）24-0365-01

1、原設(shè)備情況

GD卷煙包裝機已成為煙草行業(yè)的主流機種[1]，該機組包括：X小盒包裝機、CH小盒透明紙包裝機、CT硬條包裝機和CV條外透明紙包裝機。CH小盒透明紙包裝機對小盒透明紙的內(nèi)外偏移有檢測，在CH透明紙包裝轉(zhuǎn)塔的出口前一個工位上安裝了兩個光纖檢測器，一個是YB55A透明紙位置/存在前部頂端檢測3B229，一個是YB55A透明紙位置/存在后部頂端檢測3B230。這兩個光纖雖然能檢測透明紙內(nèi)外偏移，但是由于包好透明紙的煙包還沒有被烙鐵燙過，所以煙包在模盒中高速傳遞時，透明紙可能被刮爛而產(chǎn)生飛包煙包?？墒荊D卷煙包裝機在后續(xù)的包裝過程中沒有設(shè)計對此飛包煙包進行檢測的裝置，這些小盒透明紙飛包的煙包就會被包裝到條盒中，從而造成小盒透明紙飛包的煙包流入市場，對品牌榮譽造成影響。沒有小盒透明紙飛包檢測，這是該機型最大的缺陷。

2、設(shè)計方案及原理

為了能對小盒透明紙飛包進行有效檢測，選用激光傳感器作為檢測元件，利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點，實現(xiàn)對小盒透明紙是否存在飛包現(xiàn)象的識別?？刂茊卧獮榭删幊踢壿嬁刂破鱌LC?？删幊踢壿嬁刂破鱌LC選用歐姆龍的CJ1M系列的CPU21[2]。激光傳感器選用基恩士公司的高端智能LV-H系列產(chǎn)品，激光傳感器由兩個激光發(fā)射器和兩個反射帶組成。其檢測控制原理框圖見圖1，如圖所示，PLC的控制方式為：將原設(shè)備編碼器信號和激光傳感器的信號放大器的信號引入本控制系統(tǒng)，設(shè)備運行一個周期，檢測相位觸發(fā)一次，檢測裝置對通過激光傳感器的小盒煙包透明紙進行一次檢測，檢測相位內(nèi)，當激光傳感器檢測到小盒透明紙存在飛包現(xiàn)象時（經(jīng)過上、下飛包激光傳感器的小盒煙包其透明紙高出煙包表面，遮擋激光傳感器），PLC進行移位處理，當檢測到的小盒透明紙飛包煙包移位到達原車剔除裝置時，PLC輸出指令給原車手動剔除信號得電，從而將飛包煙包從生產(chǎn)線上剔除下來。剔除過程不需要停機，剔除準確，不影響原設(shè)備的正常生產(chǎn)效率。

3、激光傳感器的特點及工作原理

激光傳感器[3]：利用激光技術(shù)進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。

特點：激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。

工作原理：激光傳感器工作時，先由激光發(fā)射二極管對準目標發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。

4、激光式小盒透明紙飛包檢測裝置的結(jié)構(gòu)

激光式小盒透明紙飛包檢測裝置，包括核心控制單元、智能檢測單元和剔除單元?？刂茊卧獮榭删幊炭刂破鳎x用歐姆龍的CJ1M系列的CPU21。檢測單元由激光式傳感器，激光傳感器反射帶，激光傳感器信號放大器，檢測單元用機械組件組成。選用基恩士公司的高端智能LV-H系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有檢測速度快、檢測精度高、設(shè)定方便、防塵防污染等特點。剔除單元為原設(shè)備的剔除機構(gòu)。

5、具體實施方式

在CH透明紙包裝輪出口處安裝兩個激光發(fā)射器和兩個反光帶。其機械組件和激光傳感器的信號放大器可對檢測靈敏度進行調(diào)節(jié)。用來檢測小盒透明紙飛包。將GD卷煙包裝機電柜內(nèi)的CH編碼器信號接至控制單元，控制單元安裝在GD卷煙包裝機電柜后部的卡槽上，控制單元利用CH編碼器信號實現(xiàn)檢測相位設(shè)置及剔除移位功能。激光傳感器安裝在CH透明紙包裝輪出口處位置，小盒煙包的上下表面的透明紙已封好，透明紙在小盒煙包上已定位。如果小盒煙包的透明紙的任意一側(cè)高出煙包的表面，且高于激光檢測頭的光線，則相應(yīng)一側(cè)的激光傳感器就會被觸發(fā)，傳感器的輸出信號給核心控制單元（PLC），PLC經(jīng)過內(nèi)部程序置位、移位處理，輸出信號給提出機構(gòu)，將不合格煙包在CH剔除口剔出包裝生產(chǎn)線。飛包檢測原理示意圖見圖2。

6、結(jié)束語

GD包裝機安裝小盒透明紙飛包檢測裝置后，可在包裝機不停機的情況下準確剔除小盒透明紙飛包的煙包。本裝置具有以下優(yōu)點：成本低;安裝簡單，調(diào)整方便;與包裝機程序互不干擾;不用改動包裝機傳動機構(gòu)，不影響設(shè)備外觀;檢測可靠，能有效防止小盒透明紙飛包產(chǎn)生的缺陷煙包流入市場。

參考文獻：

[1] 《ZB45型包裝機組》 ?中國科學(xué)技術(shù)出版社出版 ?主編 ?黃德良

[2] 《OMRON可編程控制器編程手冊》