YB55小盒透明紙包裝機補包裝置檢測功能的改進

石信語

（廣東中煙工業有限責任公司湛江卷煙廠，湛江 524033）

YB55型小盒透明紙包裝機是ZB25/ZB45型包裝機組重要的組成部分，主要功能是對商標紙包裹成型的煙包進行透明紙包裝，并能對各關鍵工位的煙包進行實時檢測，在剔除位集中剔除不合格煙包。剔除后的煙包模盒需補包裝置及時補充煙包，才能保證每條煙的完整[1]。為避免傳統補包裝置煙庫底部煙包與運動中的模盒和煙包接觸摩擦所造成的質量問題，目前湛江卷煙廠使用一種非接觸式防磨補包裝置，它是利用兩氣缸相互緊壓夾緊與提升，使煙庫底部煙包不產生接觸摩擦。而在長期的使用過程中，筆者發現，防磨補包裝置的缺包光電檢測在煙塵遮擋的情況下，會出現煙包剔除后補包裝置不動作的現象，使得堆疊缺包的產品流入下一工序，造成了嚴重的產品質量隱患。基于此，本文提出了YB55型小盒透明紙包裝機補包裝置檢測功能的改進方案，以確保設備的正常運行與產品質量的穩定。

1 工作原理及問題分析

防磨補包裝置由電氣、氣動和機械機構等部分組成，在煙庫底部兩端各設有一個氣缸，利用壓縮空氣氣動技術夾緊煙包兩長邊并提升煙包，使得煙庫底部煙包與運作中的煙包輸出轉盤保持一定的距離，避免了煙包摩擦造成的質量隱患。當YB55小盒透明紙包裝機檢測到不合格的煙包時，電控系統對煙包進行不合格信號標記，并隨著機器的運轉到煙包輸出轉盤Ⅲ工位時，即煙包剔除位，通過固態繼電器V812控制電磁鐵3Y730動作，瞬間拉動剔除桿，使煙包輸出轉盤模盒內不合格煙包自然掉落至廢品收集桶內[2-3]。與此同時，剔除位上方的光電開關檢測到模盒內煙包缺失，并把缺包信號傳遞給防磨補包裝置的PLC，PLC在同步信號的上升沿來到前將此缺包信號鎖存并位移，當缺包的輸出轉盤模盒運行到Ⅳ工位，即補充煙庫正下方時，PLC控制電磁閥動作，壓縮空氣同時驅動兩氣缸立即松開，煙庫內煙包下落補充到空模盒中。補包動作到位后，PLC電磁閥高電平信號結束，兩氣缸恢復相互緊壓夾緊與提升狀態，一個周期的補包動作結束。

而在長期的使用過程中，偶爾出現煙包剔除后，在煙包補充位置，兩夾緊氣缸不動作的情況，模盒內缺失的煙包沒有得到補充，使得堆疊缺包的產品流入下一工序，造成了嚴重的產品質量隱患。經過詳細檢查和查閱圖紙發現，補包裝置PLC和電磁閥等元件均正常，僅有剔除位上方的光電開關被粉塵遮擋，使得煙包剔除后光電開關沒有檢測到模盒已空，而光電開關檢測結果是補包裝置動作的關鍵，PLC沒有獲取到光電開關的缺包信號，導致堆疊缺包的發生。光電開關在日常的使用中，常出現老化衰減、靈敏度漂移和煙塵遮擋等問題，一旦光電開關檢測失效，補包裝置就會停止工作，為此，需要對補包裝置的檢測功能進行改進。

2 改進方案

2.1 缺包信號選擇

為克服補包裝置的光電檢測偶爾失效造成的產品質量隱患，補包裝置需一個穩定可靠的缺包信號來源。信號來源改進主要有以下幾個方向。一是光電開關改為常用機械接觸式開關或非接觸感應類開關，這兩種類型都能檢測到模盒缺包，但機械接觸式開關與煙包有摩擦、機械觸點，難以滿足長時間高頻率運行，而非接觸感應類開關與光電開關類似，易于受煙塵影響，有靈敏度漂移等問題。二是增加一個檢測，形成雙檢測。因煙包剔除位和補充煙庫在煙包輸出轉盤相鄰工位，故增加的檢測也僅能安裝于光電開關的同一工位，且檢測器的增加可能導致補包裝置誤動概率的提高。三是利用YB55小盒透明紙包裝機上的剔除信號，與光電開關配合使用，邏輯上形成“或”門關系，相比之下，設備的剔除信號穩定而又準確，是較好的選擇。

ZB25/ZB45型包裝機組采用意大利MICRO Ⅱ電控系統、INTEL 32位微處理器和較為封閉的G.D語言進行編程，用戶一般不能直接獲取電控系統程序中的剔除信號[4-5]。而YB55透明紙包裝機在剔除不合格煙包時，電控系統通過N13數字板第14位輸出剔除信號給固態繼電器V812，V812輸出端閉合，電磁鐵3Y730得電動作瞬間拉動剔除桿剔除不合格煙包，故可以利用剔除電磁鐵3Y730的工作電源來獲得剔除信號。

2.2 補包裝置檢測電路改造

補包裝置采用西門子S7-200系列PLC控制器，光電開關的檢測信號連接到PLC的數字輸入端。當剔除位光電開關檢測到模盒煙包存在時，光電開關反饋24V高電平給PLC，反之電磁鐵得電剔除時，煙包自然下落，光電開關前無遮擋，PLC監測到此時無24V高電平反饋并在下一工位進行補包動作。為此，當電磁鐵有剔除動作時，如能同時斷開同一工位上方的光電開關反饋回路，即相當于把YB55透明紙包裝機的剔除信號傳遞給補包裝置PLC。

結合補包裝置的控制電路，可在光電開關反饋回路上串聯繼電器的常閉觸點，而繼電器的線圈控制端并聯在電磁鐵3Y730接線端，選取與電磁鐵同樣電壓的24V交流繼電器。補包裝置檢測功能改進原理如圖1所示。

圖1 補包裝置檢測功能改進原理圖

改進后點補包裝置檢測功能更加全面穩定，且兩剔除信號邏輯上組成“或”門關系。當透明紙包裝機檢測到不合格煙包需要剔除時，在煙包剔除位電磁鐵得電動作，與此同時加裝的繼電器動作，斷開光電開關反饋回路，PLC缺包信號輸入點此時無24V輸入，在下一工位進行補包動作。此外，光電開關還能檢測到非設備剔除情況下的人為取出煙包導致的模盒缺包，有效避免了多種情況下堆疊缺包質量事故的產生。

3 結語

對補包裝置檢測功能進行改進后，利用包裝設備穩定準確的剔除信號，與光電開關檢測信號互為補充，可有效降低煙包堆疊缺包質量事故的發生，提高設備運行的穩定性。

[1]胡廣闊.YB55型紙包裝機不合格煙包剔除方式改進[J].設備管理與維修，2016，（2）：41-42.

[2]孫志強，賈會志.ZB45/ZB25型包裝設備電氣維修[M].鄭州：河南科學技術出版社，2014.

[3]戚金周，張坤.YB55型包裝機提升疊包裝置改進[J].設備管理與維修，2017，（10）：83-84.

[4]朱立軍.ZB25/ZB45包裝機控制系統設計[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2004，（2）：10-12.

[5]邵鶴.ZB45包裝機MICRO-Ⅱ系統[J].自動化應用，2014，（4）：1-2.