C600條透明紙接頭剔除裝置的設計及應用

劉旸 李生輝 趙艷妮 張晟 王鑫

摘 要：結合提升煙機設備智能自動化水平、降低一線人員工作強度的需求，提出針對C600卷煙包裝機的條透明紙包裝機（CV部分）研制一種條透明紙接頭100%剔除裝置，設計剔除裝置為電容式條外透明紙接頭剔除裝置，由檢測單元、控制單元和剔除單元三部分組成，對油封接頭檢測傳感器、計數傳感器、歐姆龍PLC等進行依次設計。完成C600條透明紙接頭剔除裝置的設計和制作后，將裝置投入使用，條透明紙接頭剔除率達100%，同時，該裝置適用于多機型推廣。

關鍵詞：C600 ; 條透明紙 ; 接頭;? 剔除 ; 檢測

C600卷煙包裝機是目前國內卷煙包裝的主流設備之一，該設備運行平穩，操作簡便，通過C600包裝機條外透明紙包裝機（CV部分）能夠實現條盒煙的條外透明紙包裹，起到防污、防潮、保濕等作用，是卷煙生產中必不可少的環節。

0 存在問題及原因

目前國內C600卷煙包裝機的條透明紙包裝機（CV部分）均未設計有條透明紙接頭檢測裝置，當操作工更換條透明紙卷筒時產生的透明紙接頭，或條透明紙卷筒內部存在的透明紙接頭，設備均不能自動檢測，需要人工手動剔除，容易造成條煙的外包裝質量隱患。

由于CV部分未設計有條透明紙接頭剔除檢測裝置，人工手動剔除條外透明紙接頭時，操作工不慎忘記人工剔除時，則需要到封箱機處翻箱尋找帶有條外透明紙接頭煙條，甚至帶有條外透明紙接頭的煙條可能會進入市場。

1.解決方法

提出研制一種在生產全過程中對條外透明紙接頭進行實時檢測的自動化裝置;能對實時檢測條外透明紙接頭，并在進入下一個工序前進行有效剔除，保證條外透明紙接頭的百分百剔除干凈。要求利用原機電氣設備、實時檢測和自動剔除接頭、避免設備停機、切刀對剔除率的影響、100%剔除率等。

2.C600條透明紙接頭剔除裝置的設計

2.1總體構成

條透明紙接頭剔除裝置由檢測單元、控制單元和剔除單元三部分組成。檢測單元通過安裝檢測器實現條外透明紙接頭識別;控制單元通過原機可編程邏輯控制器實現接頭信號的采集和移位處理;剔除單元通過剔除裝置和指示裝置實現接頭剔除和剔除信號指示。

提出圖像式條外透明紙接頭剔除裝置和電容式條外透明紙接頭剔除裝置兩種方案并做對比，最終選擇電容式條外透明紙接頭剔除裝置，通過安裝電容式感器實現條包裝大油封接頭識別，電容信號被轉換成電信號，通過計數傳感器計數，經可編程邏輯控制器歐姆龍PLC移位處理，通過接頭剔除單元的人工拾條出口剔除條透明紙接頭。

2.2油封接頭檢測傳感器設計

油封接頭檢測傳感器的設計涉及到檢測器型號選擇、安裝位置選擇和油封接頭傳感器支架組件設計。

油封接頭檢測傳感器優選WL150-P430反射式光電傳感器，具有檢測靈敏度高、精度高，檢測距離較遠，感應范圍大，成本低廉，檢測不受大油封厚度影響，能夠檢測條包裝透明大油封的黑色、白色或藍色接頭，可檢測透明物體，同時，完成檢測到的條包裝大油封接頭結果與正常大油封透明紙進行比較，確定大油封包裝是否合格，并能將條包大油封接頭信號輸入至設備現有歐姆龍PLC。

針對油封接頭檢測傳感器固定安裝位置，提出松緊輥輪安裝、定輥輪安裝和油封輸送平臺安裝等三種安裝方式并進行比選，最終選擇油封接頭檢測傳感器安裝在定輥輪。

根據現有設備結構空間、油封接頭檢測傳感器選型和安裝固定位置，在不影響機器正常生產工作的情況下，對支架進行設計制作，保證支架安裝于機器上為垂直狀態，油封接頭傳感器支架組件位置可調，便于檢測靈敏度和精度調節。

2.3計數傳感器設計

計數傳感器完成煙條的移位計數和配合歐姆龍PLC完成移位處理。油封接頭檢測傳感器檢測到帶有條透明紙接頭的煙條出現時，PLC運行控制下，計數傳感器開始對煙條數量進行檢測，歐姆龍PLC進行編號和移位處理，當檢測到的煙條數量達到PLC設定值時，PLC指令剔除單元進行剔除。

計數傳感器要求排除一切干擾因素，實現條外透明紙接頭可被100%精準剔除，計數傳感器完成記錄帶有條透明紙接頭煙條出現時的煙條數量編號，通過設定固定產量的方式進行歐姆龍PLC編程，優選計數傳感器、計數傳感器支架安裝在CV第一提升器出口，若有停機（如CV第一提升器堵塞），在提升器入口前或后取條都不會對移位計數造成影響，同時有足夠的安裝空間，裝拆方便。

根據現有設備結構空間、計數傳感器安裝固定位置，在不影響機器正常生產工作的情況下，對計數傳感器支架進行設計制作。

2.4 PLC設計

通過查閱C600包裝設備技術手冊，結合C600包裝設備電氣柜可用I/0模塊、可用電源端口、數據通信方式、PLC控制器分布位置、可用存儲器容量、可用I/O點數、反射式光電傳感器、條盒移位傳感器、蜂鳴器、報警燈等因素對歐姆龍PLC控制器進行確定和編程。最后對程序代碼進行模擬調試（硬件模擬和軟件模擬）、單機調試和聯機調試，根據裝置要求對控制參數調整，檢查和試運行代碼。

3.使用效果

完成C600條透明紙接頭剔除裝置的設計和制作后，對三組C600卷煙包裝機的條透明紙包裝機（CV部分）應用條透明紙接頭檢測裝置，并進行為期三個月的條透明紙接頭剔除情況跟蹤調查，在為期三個月的追蹤調查中，安裝有條外透明紙接頭剔除裝置的三組包裝機的條透明紙接頭剔除率為100%，卷筒內部接頭剔除率達100%，設計應用效果極其理想。

4.結束語

基于C600包裝設備的條透明紙接頭剔除裝置的設計應用為煙草行業內首創，運用該裝置后，通過定期設備維保的方式，確保了條外透明紙接頭剔除率達100%，切實有效提升設備自動化、智能化水平，降低了一線人員工作強度，極低地改造成本實現了條透明紙接頭的有效剔除。目前國內主流的卷煙包裝設備，如GDX1、GDX2、GDX500等機型，CV條外透明紙包裝機均未設計有條透明紙接頭檢測裝置，下一步該裝置可以進行多機型的推廣應用。

參考文獻：

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