GDX2包装机烟盒上盖检测装置

刘兵胜

摘要： GDX2包装机在包装过程中会偶尔出现烟盒无上盖的缺陷产品，并且机器检测系统检测不到。为了解决这个问题研制了以西门子S7-200 PLC为控制核心，用同步传感器产生同步信号，用可以辨别颜色的光电传感器作为检测元件的检测装置，对每个烟盒进行检测，把不合格的烟盒剔除掉。保证了产品质量。

关键词： 烟盒上盖； 检测； PLC； 剔除

GDX2包装机在包装过程中会偶尔出现烟盒无上盖的缺陷产品，由于机器包装速度非常高，这种烟盒不容易被发现，很可能会流入市场，造成严重的质量问题。对企业信誉造成不良影响。为了解决这个问题，我们决定加装一套烟盒上盖检测装置。

1.原因分析

GDX2包装机共有八个包装轮。商标纸是在五轮进行包装的，包装好后整个烟盒就包装好了，包装好的烟盒传递到六轮。六轮是一个过渡轮，烟包通过六轮再传递给七轮进行加热干燥。通过观察，在这个过程中，烟盒无上盖主要是因为在五轮包装过程中或在五六轮和六七轮传递过程中商标纸被挂烂造成的。

2.检测的组成和原理

由原因分析可知缺陷烟包是在七轮以前形成的，因为烟盒上盖的颜色和铝箔纸颜色是不一样的，没有上盖的烟盒铝箔纸是露在外面的。根据这种现象选择一种可以识别颜色的光电传感器，把这个传感器装到七轮一个合适的位置上，机器运行时，它可以检测七轮上每一包从它面前经过的烟盒。这种光电传感器可以通过对颜色的识别来改变输出状态，当他检测到预先设定的颜色时输出高电平，检测到其他颜色则输出低电平。把烟盒上盖颜色设定为预先设定的颜色，这样当检测到烟盒上盖时光电传感器输出高电平，否则输出低电平。光电传感器输出信号输入到PLC，PLC程序通过识别高低电平信号判定烟盒是否缺上盖。当发现缺上盖烟盒时，PLC通过程序控制，在八轮剔除口把这盒烟剔掉。

检测装置是有上盖检测光电传感器，同步传感器和西门子S7-200 PLC组成的。其构成原理框图如图1所示。

同步传感器是用来产生同步信号的。这个同步信号有两个作用，一个是在产生同步信号时PLC控制程序处理上盖检测光电传感器输入信号，另一个是作为PLC控制程序中移位指令的移位信号。

图1 检测构成原理框图

因为在检测过程中PLC控制程序必须知道什么时候烟包到检测位置，从而判断烟盒是否缺上盖。所以需要一个同步信号。这个同步信号是由同步传感器检测五轮下面的商标纸托杆产生的。商标纸托杆由接近到离开同步传感器时产生同步信号。当产生同步信号时，七轮正好处于停顿状态，上盖检测光电传感器正好对准它前面的烟盒，如果此时烟盒正常，则光电传感器输出高电平。如果检测到无上盖烟盒，则光电传感器输出低电平，这时PLC程序中移位寄存器被置位，然后在同步信号的作用下，烟包每向前走一步，移位寄存器也向前移一位。当缺陷烟盒走到八轮剔除口时，移位寄存器正好达到设定的步数。这时程序就会控制PLC输出一个信号，这个信号使八轮剔除电磁阀动作。把缺陷烟盒剔除。

3.PLC控制程序流程

控制程序流程框图如图2所示：

图2烟盒上盖检测程序流程框图

由图2可知，当同步信号产生时，如果上盖检测光电传感器检测到无上盖烟盒时，这时就会置位移位寄存器，然后移位寄存器在同步信号作用下移位，当移到设定步数时，移位寄存器就会输出一个信号作为剔除信号。

在程序中移位寄存器是通过一个左移位指令和一个字存储器实现的。 因为从上盖检测光电传感器的安装位置到八轮剔除口之间有15盒烟，所以程序中采用了一个字存储器作为移位寄存器，移位步数设定为15。程序中采用了一个左移位指令，同步信号作为左移位指令的移位信号。每接到一个移位信号，移位寄存器中的数据就会向左移一位。如图3所示：

无上盖烟盒信号

0

0 0 0 0 0 0 1

0

0 0 0 0 0 0 0

剔除信号

图3 剔除移位框图

在正常情况下移位寄存器中的数据都是0，当检测到无上盖烟盒时，移位寄存器的零位就会被置为1。烟包每向前走一步，在移位信号的作用下，这个信号“1”便向左移一位，当移够15位时，无上盖烟盒正好移动到八轮剔除口，程序便产生一个剔除信号，用这个信号控制八轮剔除电磁阀驱动模块，使剔除电磁阀动作。把无上盖烟盒剔除掉。

4.使用效果

把这套检测装置安装到机器上以后，通过测试和一段时间的观察，缺陷烟盒都能被准确无误地剔除掉，大大地提高了产品质量，挽回了质量缺陷对企业信誉造成的影响。