光電式條盒缺包檢測裝置的應(yīng)用原理

張軍 郭濤

(陜西中煙寶雞卷煙廠,陜西寶雞 721000)

光電式條盒缺包檢測裝置的應(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香煙包裝機的質(zhì)量檢測裝置,該裝置利用反射式紅外光電管的一些電氣特性,設(shè)計專用電路及機械結(jié)構(gòu),利用單片機編程實現(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。本文重點介紹了裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理,同時對一些檢測特點做出說明,如裝置的檢測效果、不受包裝材料干擾的特性等。該檢測裝置不僅杜絕了生產(chǎn)中出現(xiàn)條盒缺包產(chǎn)品的可能,對一些煙包變形產(chǎn)品同樣具有檢出功能。

ZB47香煙包裝機 質(zhì)量檢測 條盒缺包 煙包變形 紅外光電管

1 引言

ZB47香煙包裝機組針對條盒缺包產(chǎn)品的檢測方式是利用五個電容傳感器檢測香煙條盒內(nèi)上層對應(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)該檢測方式存在以下缺陷。

(1)只對條盒內(nèi)上一層的5包香煙進行檢測，當條盒下層缺包時，無法檢測出來；(2)香煙小包采用不加鋁箔的環(huán)保內(nèi)襯紙時檢測失效；(3)使用含有金屬成分的條皮紙時，檢測被干擾，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 檢測裝置的設(shè)計原理

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

光電式條盒缺包檢測裝置利用ZB47包裝機組條盒包裝機原機成型倉的機械結(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，在上下板中各植入一條帶有微處理系統(tǒng)的檢測電路板，每塊檢測板上各有20支反射紅外光電管作為檢測探頭，對于成型倉中的十盒待包條皮香煙，每一盒小包上都有4點檢測，這樣的設(shè)計增大了檢測范圍，提高了檢測精度，在特定的檢測范圍下，不論出現(xiàn)任何形式排列的條盒缺包產(chǎn)品，都可以被檢測出來，因為檢測位置設(shè)計在包裝條皮紙前，避免了條皮紙材料對檢測的干擾。

圖1 成型倉結(jié)構(gòu)

圖2 檢測原理

圖3 檢測示意

2.2 檢測原理

檢測裝置是利用反射式紅外光電管的光電效應(yīng)原理，來實現(xiàn)檢測目的的。如圖2，光電管中包括發(fā)射管及接收管兩部分。設(shè)計一款發(fā)射電路，使一個恒定的電流Iin流過發(fā)射管，則發(fā)射管會發(fā)出恒定強度的紅外光線，這些紅外光照射到被檢測物表面后(后面所有提到的被檢測物為同一材質(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)生一個電流Io。被檢測物與光電管的距離越近，接收管得到的反射光越強，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，如果此時引入一個比較電壓Vc，那么就會有一個與之相對應(yīng)的比較距離Lc。當滿足條件Vout＞Vc時，說明檢測距離L大于比較距離Lc。反過來說，如果我們想要設(shè)置一個檢測距離Lc，那么只要通過設(shè)置一個與之對應(yīng)的電壓Vc即可。設(shè)置比較電壓Vc的變量值可通過對單片機編程實現(xiàn)。

2.3 應(yīng)用說明

在檢測裝置投入使用之前，對每一路檢測點都設(shè)置一個檢測標準距離L。工作時，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，為一個檢測范圍。如圖3所示，在檢測范圍中，A、C兩部分與光電管的實際距離小于設(shè)置的檢測距離L，判定A、C兩部分為合格；而B部分與光電管的實際距離大于設(shè)置的檢測距離L，判定B部分不合格。

正常生產(chǎn)時，在待包條皮紙的十盒香煙經(jīng)過成型倉中的檢測位置時，如果上下共40路檢測點中有一路出現(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)置了一個合適的檢測距離L后，不僅缺包的條盒會被檢測出來，即便是完整的條盒中存在嚴重的變形煙包同樣也可以被檢測出。

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裝置的ZB47包裝機組，自從安裝使用之日起，再沒有發(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，檢測器也能夠檢測出來；(3)根據(jù)剔除條盒數(shù)據(jù)統(tǒng)計，檢測裝置的檢測準確率達到100%，誤檢率不足0.5%。(4)檢測裝置設(shè)計了自診斷功能，當有光電管臟或損壞情況，裝置會發(fā)出警報，提醒維護人員維護。

4 結(jié)語

光電缺盒檢測裝置檢測精度高、可靠性強，其使用功能達到設(shè)計要求，能夠為香煙的包裝提供質(zhì)量保障。

[1]《ZB25型包裝機組》編寫.《ZB25型包裝機組》.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.