喬建軍　劉永兵

摘要：目前卷煙消費市場中，為了突出煙支的外觀，吸引消費者視線。卷煙用水松紙開始使用金屬反光類型的水松紙。這樣煙支外觀色澤明亮，更具視覺沖擊力，但現(xiàn)有的檢測，無法精確檢測出接頭，需要一種多功能檢測來檢測接頭和剔除，保證煙支質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水松紙;接頭;檢測;剔除

一 概述

水松紙 （Tipping Paper），又名接裝紙 ，是煙支靠濾嘴那邊包裹著濾嘴的一層紙，因傳統(tǒng)水松紙外觀類似松木紋而得名。在煙草行業(yè)的卷煙機設(shè)備中，水松紙自動拼接是一項很重要的功能。水松紙自動拼接系統(tǒng)功能完成的好壞，對提高整個煙機系統(tǒng)的有效工作率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，降低生產(chǎn)消耗有很大的影響。當(dāng)前主流卷煙機型的水松紙拼接都為動態(tài)拼接，拼接前要對備用水松紙盤進行加速，使之與在用水松紙保持同速，二盤水松紙在相對靜止?fàn)顟B(tài)下實現(xiàn)搭接。搭接后產(chǎn)生的接頭，或水松紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的內(nèi)部接頭與要求的水松紙有顏色、粘接膠質(zhì)和接頭紙材料不同等區(qū)別，接頭作為卷煙生產(chǎn)過程中的不合格品必須進行檢測和剔除，保證卷煙質(zhì)量。

二 原系統(tǒng)分析

目前卷煙機設(shè)備中，大量使用對射式光電傳感器對水松紙接頭進行檢測。當(dāng)水松紙在對射式光電光電傳感器中運動時，光電傳感器的發(fā)射端發(fā)出光束，經(jīng)光學(xué)機構(gòu)在水松紙的一面形成較大面積的光斑，而光線穿過水松紙后，經(jīng)過水松紙削減后的光線，又經(jīng)光學(xué)機構(gòu)被光電傳感器的接收端接收。接收到的信號將送到信號處理器進行處理。水松紙的厚度將影響光線的削減度，水松紙越厚，則接收端接收到的光線強度越小。當(dāng)光線的削減程度達到一個設(shè)置值后，光電傳感器動作，輸出信號說明檢測到水松紙接頭。當(dāng)水松紙越薄，則接收端接收到的光線強度越大。當(dāng)光線強度達到一個設(shè)置值后，光電傳感器動作，輸出信號說明未檢測到水松紙存在。

三 存在的問題

目前卷煙消費市場中，為了突出煙支的外觀，吸引消費者視線。卷煙用水松紙開始使用金屬反光類型的水松紙。這樣煙支外觀色澤明亮，更具視覺沖擊力。

此類水松紙采用目前卷煙機組使用的光對射式拼接檢測器時會因卷筒紙表面顏色的不同、不透光甚至反光，而使光對射式拼接檢測裝置失去檢測作用，另外，卷筒紙生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中，在卷筒紙中會產(chǎn)生紙拼接頭，這種拼接頭采用的拼接材料較窄（約5～8mm），而光對射式拼接檢測裝置的發(fā)射、接收管之間安裝有二支光學(xué)玻璃片，使得光對射式拼接檢測器對這種窄的拼接頭檢測效果較差。另一方面，目前的拼接檢測器都是直接安裝在卷煙機上，針對不同的卷煙機就要對拼接檢測裝置設(shè)計不同的連接裝置，這樣就使得拼接檢測裝置的通用性差，安裝復(fù)雜，成本高。

因此，為實現(xiàn)生產(chǎn)過程此類卷煙質(zhì)量的及時控制，以及增強卷煙用卷筒紙接頭檢測裝置的通用性，需要設(shè)計新型的紙拼接檢測器對卷煙機組進行在線拼接檢測工作。

四 改進措施

1.改進原則

可靠性：系統(tǒng)的可靠性是保證用戶正常工作的前提條件，它依賴于產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性、系統(tǒng)設(shè)計的可靠性、軟件產(chǎn)品的可靠性，這要求我們在選用產(chǎn)品時，在保證較高的性能價格比的前提下，選用知名品牌的產(chǎn)品，以達到最高的可靠性。

便利性：系統(tǒng)的設(shè)計和安裝須滿足工廠條件下的日常維護的便利性。

經(jīng)濟合理性：在對方案的設(shè)計中，充分重視方案的經(jīng)濟合理性，做到不浪費，保證方案是可行的、經(jīng)濟的，適合于工業(yè)現(xiàn)場的方案。

靈活性和開放性：系統(tǒng)方案的確定，應(yīng)滿足設(shè)計的靈活性和開放性要求，采用模塊化設(shè)計理念，可方便備件的更換。

先進性：所設(shè)計系統(tǒng)的先進性能保護用戶的投資，保證在未來幾年不處于落后的地位，能與未來幾年的智能化系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起，這包括產(chǎn)品的技術(shù)、通信規(guī)約、軟件系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)等。

標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)的設(shè)計、所選用的產(chǎn)品必須是符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，同時按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織施工。

自動性：所設(shè)計的系統(tǒng)應(yīng)具有較高的自動化程度，以減少人為干涉的范圍，實現(xiàn)真正意義上的智能監(jiān)控。

成熟性和實用性：系統(tǒng)應(yīng)充分考慮用戶的實際情況，在保證功能、性能的前提下，最大限度的降低用戶的成本，本著整體規(guī)劃、分步實施的原則來設(shè)計。

簡易性：所設(shè)計的軟硬件系統(tǒng)應(yīng)具有高度的簡單、方便、易于使用、易于操作等特點，以避免不正確的計算機操作所引起的故障。

集成與可兼容性：從系統(tǒng)設(shè)計開始就應(yīng)該保證所完成的監(jiān)控系統(tǒng)具有較高的集成和兼容性，以保證系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的兼容，實現(xiàn)上下游硬件的連鎖。

2.改進方案

根據(jù)工作環(huán)境和安裝位置以及設(shè)備參數(shù)，決定選用超聲波傳感器，如圖1所示。超聲波拼接檢測器可以可靠的檢測高透明度，反射性材質(zhì)以及金屬化標(biāo)簽和任何顏色的標(biāo)簽。測量周期可根據(jù)需要的聲波功率進行自動調(diào)整。對于薄的標(biāo)簽和襯底材料的檢測，超聲波拼接檢測器可以達到最快的運行速度，響應(yīng)時間< 300 μs。

3.機械方面改造

超聲波傳感器的固定方面，在安裝塊的后部，銑出比矩形槽形傳感器長寬都略大的矩形通孔。方便矩形槽形傳感器的取出即可。矩形槽形傳感器的左右二側(cè)和上部對應(yīng)的安裝塊上有絲孔，右以用頂絲將傳感器固定。修改后的水松紙檢測器傳感器部件安裝示意圖如圖3。

4.電氣方面的改造

原機的水松紙接頭檢測裝置信號放大器安裝在水松紙檢測器傳感器部件左上方（面對機器時）的機身安裝板上，這個位置在機器運行時不方便調(diào)節(jié)。而改造后的水松紙接頭檢測裝置有人機交互功能，就不能再安裝到此位置了。

水松紙接頭檢測裝置信號處理器放置在接裝機的上部，周圍在機組運行時無運動部件。方便人員進行操作。信號處理器外觀采用4.3寸電容式觸摸屏作為人機交互界面。畫面優(yōu)美，操作簡單，功能豐富。

功能包括：探頭工作狀態(tài)指示顯示，日期時間顯示，統(tǒng)計信息，自學(xué)習(xí)功能，拼接信號開關(guān)，自動學(xué)習(xí)功能等。

五 使用效果

項目實施后，水松紙拼接超聲波檢測器自動對生產(chǎn)用水松紙進行檢測，當(dāng)檢測出有水松紙拼接頭時，將信號發(fā)送給卷煙機控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)將含有水松紙拼接頭的煙支在合適的位置進行剔除，從而杜絕A類質(zhì)量事故的發(fā)生。卷包部現(xiàn)有10組卷煙機已做了改進，使用效果非常明顯，能夠?qū)ν腹馑杉埡徒饘俜垂忸愋图安噬杉堖M行精確檢測和剔除，提高了設(shè)備效率，保證了煙支外觀質(zhì)量。

作者簡介：喬建軍，男，（1968.12—至今）本科，高級工程師，從事設(shè)備管理與維修。

劉永兵，男，（1980.10—至今），本科，工程師，從事設(shè)備材料管理。

參考文獻

【1】 成大先，機械設(shè)計手冊（2）（第五版）【M】，化學(xué)工業(yè)出版社。2008

【2】 機械設(shè)計手冊編委會，機械設(shè)計手冊【M】，北京：機械工業(yè)出版社，2008

【3】 常德煙草機械有限責(zé)任公司，ZJ17使用說明書，2010