提高YP11A装封箱机缺条检测装置准确率

何明东+++白波

摘 要：YP11A大箱机缺条检测装置负责当遇到烟箱有缺条现象发生时，自动检测出缺条烟箱，并触发大箱机停机。此装置由于只存在上层缺条检测且该检测有效间隙小于烟条存在缺条现象可能的最小距离，而当烟箱尺寸规格不同时，都会存在一定的漏检情况发生。烟箱缺条是A类质量缺陷，严重影响消费者的合法利益。针对存在的问题，对缺条检测装置进行了改进，更换和增加检测装置并设计一种自适应高度检测装置。实践证明，对该检测的改进提高了缺条检测准确率。

关键词：YP11A大箱机；缺条检测装置；自适应高度检测装置

引言

YP11A型装封箱机用于条烟自动化装封箱，引进吸收国外技术，国产化设计制造而成，额定生产能力为5.6箱/min，实现了从条烟的收集、整理到装箱、封箱等系列过程的全自动化程序操作广泛应用于卷烟企业物流系统自动化生产中。当烟箱进入出口通道时，会有上层两个检测对烟箱是否缺条进行检测，而这种检测手段没有完全考虑到发生烟箱缺条存在的可能情况。增加下层检测可能从根本上解决这个问题，以提高箱缺条检测的准确率。

1 存在的问题

烟箱缺条是严重损害消费者利益的重大质量缺陷，2012年3月期间针对烟箱缺条，设备信息科自行研发设计了电感式缺条检测装置，2012年3月底前针对分厂6台封箱机进行了相同的改造，改造后效果较为明显，但仍然存在箱缺条的市场反馈情况。如何杜绝烟箱缺条，是一个亟待解决的问题。

2 原因分析

2.1 原有装置检测能力

根据我厂市场反馈、自检过程发现的箱缺条现象，进行了归纳总结，发现原有检测只能有效地检测出上层缺条现象且对于烟条错乱的情况检测出的概率很低。

2.2 造成缺陷的原因

2.2.1 检测点不全

原检测设计原理是，无论哪层缺条，都最终会下落形成上层缺条，因此只在上方设置检测头，下方无检测头。但实际中发现在下落过程中有可能出现烟箱错位，导致落不下来。

2.2.2 检测元件灵敏度误判

通过对缺单条情况进行分析，即烟条、烟箱之间的间隙相等，得出最小间隙是（烟箱宽度-烟条宽度*4）/5=17.8mm。通过先对原检测头（SSL-R36-200PA）最低高度进行了计算：检测头距烟箱最小距离（2mm）+烟箱厚度（3mm）+烟箱距烟箱的距离（8+1mm）=14mm。并在此高度下对其灵敏度进行了试验得出其值20.5mm。

2.2.3 不同品牌烟箱尺寸不

分厂牌号各类繁多，经常换烟，尤其是装箱机，每次换烟由于烟箱尺寸不同，需要对缺条检测的高度进行重新校准，耗时耗力。容易出现调试精度不够或忽略烟箱尺寸变化的个别情况。

通过对分厂烟箱尺寸尺寸进行了调查，其尺寸如下表1，宽度的箱线图分析如表1，其宽度极差为255-237=18mm超过了10mm。

3 改进方法

3.1 更换检测元件

原电感式检测灵元件敏度（SSL-R36-200PA）为20.5mm。不能检测出最小理论间隙17.8mm，根据以下因素选择了新的电感式检测元件：

3.1.1 最大探制距离应该在检测元件与第一条烟的距离14mm与到第二条烟的距离59mm之间，其中检测元件距烟箱2mm，烟箱厚3mm，烟箱内部距第一条烟8～9mm，一条烟厚度约为48mm。

3.1.2 能够检测出的间隙小于17.8mm，受检测元件直径影响，直径越能够检测的最小间隙越小。

最终从Festo产品库中选择NBN25-30GM50-E2电感试接近开关，直径30mm，其额定动作距离为25mm，经测试能够检测的最小间隙为12.7mm。

3.2 增加下层检测

原装置在设计思路是无论哪层烟缺条，最终会下落，形成上层缺条，但实际情况错综复杂，不一定都会顺利下落。因此在下层增加两个下层检测元件，使检测范围更全面。

3.3 自适应高度检测装置设计与安装

3.3.1 设计原因

由于频繁换烟导致烟箱尺寸发生变化，所以必须对检测元件的检测高度进行调试，调试过于频繁，浪费了宝贵时间，所以设计一种自适应烟箱高度的装置，保证检测元件距烟箱始终为2mm，以实现换烟自动校准。

3.3.2 设计方案

在原检测支架上增设滑槽实现上下移动，滑槽使用精密型，并增加三个滚子，内有双排20颗紧密排列的钢珠，摩擦系数极低，密封性润滑性良好，运动灵活。烟箱进入后带动三个滚子将弧型板提起，实现自适应高度，同时弧形板还有一定辅助导向功能.设计原理如图1。

1、导轨2、支架3、滚子4、弧形板

3.4 增加统计功能

通过使用WINCC软件修改原西门子显示屏内容，在原机界面左上侧组态一个上层、下层缺条统计栏，并增加报表功能，通过点击缺条检测图案按钮自动弹出缺条统计报表。

4 改进效果

改进后，通过对之前六种可能产生缺条的模型分别进行了5次人工试验，测试结果，对于六种模型均能有效检测出，YP11A装封箱机缺条检测装置准确率达由原来的33.3%提高到了100%。

同时对改进后装封箱机2013年11月-2014年2月烟箱缺条现象进行了统计，4个月以来，改进后的封箱机两次成功检测出了缺条烟箱，并且，在后续的市场反馈中并未出现改进封箱机缺条现象的发生，因此，箱缺条这一A类质量缺陷得到了显著遏制。

参考文献

[1]YP11A型装封箱机使用说明书.文件代号：YP11ASM-B.

[2]郑文纬，吴克坚.机械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社.2012.

[3]叶玉驹、焦永和、张彤.机械制图手册（第5版）[M].机械工业.2012.

[4]Festo公司产品系列参数汇总（软件版）.

摘 要：YP11A大箱机缺条检测装置负责当遇到烟箱有缺条现象发生时，自动检测出缺条烟箱，并触发大箱机停机。此装置由于只存在上层缺条检测且该检测有效间隙小于烟条存在缺条现象可能的最小距离，而当烟箱尺寸规格不同时，都会存在一定的漏检情况发生。烟箱缺条是A类质量缺陷，严重影响消费者的合法利益。针对存在的问题，对缺条检测装置进行了改进，更换和增加检测装置并设计一种自适应高度检测装置。实践证明，对该检测的改进提高了缺条检测准确率。

关键词：YP11A大箱机；缺条检测装置；自适应高度检测装置

引言

YP11A型装封箱机用于条烟自动化装封箱，引进吸收国外技术，国产化设计制造而成，额定生产能力为5.6箱/min，实现了从条烟的收集、整理到装箱、封箱等系列过程的全自动化程序操作广泛应用于卷烟企业物流系统自动化生产中。当烟箱进入出口通道时，会有上层两个检测对烟箱是否缺条进行检测，而这种检测手段没有完全考虑到发生烟箱缺条存在的可能情况。增加下层检测可能从根本上解决这个问题，以提高箱缺条检测的准确率。

1 存在的问题

烟箱缺条是严重损害消费者利益的重大质量缺陷，2012年3月期间针对烟箱缺条，设备信息科自行研发设计了电感式缺条检测装置，2012年3月底前针对分厂6台封箱机进行了相同的改造，改造后效果较为明显，但仍然存在箱缺条的市场反馈情况。如何杜绝烟箱缺条，是一个亟待解决的问题。

2 原因分析

2.1 原有装置检测能力

根据我厂市场反馈、自检过程发现的箱缺条现象，进行了归纳总结，发现原有检测只能有效地检测出上层缺条现象且对于烟条错乱的情况检测出的概率很低。

2.2 造成缺陷的原因

2.2.1 检测点不全

原检测设计原理是，无论哪层缺条，都最终会下落形成上层缺条，因此只在上方设置检测头，下方无检测头。但实际中发现在下落过程中有可能出现烟箱错位，导致落不下来。

2.2.2 检测元件灵敏度误判

通过对缺单条情况进行分析，即烟条、烟箱之间的间隙相等，得出最小间隙是（烟箱宽度-烟条宽度*4）/5=17.8mm。通过先对原检测头（SSL-R36-200PA）最低高度进行了计算：检测头距烟箱最小距离（2mm）+烟箱厚度（3mm）+烟箱距烟箱的距离（8+1mm）=14mm。并在此高度下对其灵敏度进行了试验得出其值20.5mm。

2.2.3 不同品牌烟箱尺寸不

分厂牌号各类繁多，经常换烟，尤其是装箱机，每次换烟由于烟箱尺寸不同，需要对缺条检测的高度进行重新校准，耗时耗力。容易出现调试精度不够或忽略烟箱尺寸变化的个别情况。

通过对分厂烟箱尺寸尺寸进行了调查，其尺寸如下表1，宽度的箱线图分析如表1，其宽度极差为255-237=18mm超过了10mm。

3 改进方法

3.1 更换检测元件

原电感式检测灵元件敏度（SSL-R36-200PA）为20.5mm。不能检测出最小理论间隙17.8mm，根据以下因素选择了新的电感式检测元件：

3.1.1 最大探制距离应该在检测元件与第一条烟的距离14mm与到第二条烟的距离59mm之间，其中检测元件距烟箱2mm，烟箱厚3mm，烟箱内部距第一条烟8～9mm，一条烟厚度约为48mm。

3.1.2 能够检测出的间隙小于17.8mm，受检测元件直径影响，直径越能够检测的最小间隙越小。

最终从Festo产品库中选择NBN25-30GM50-E2电感试接近开关，直径30mm，其额定动作距离为25mm，经测试能够检测的最小间隙为12.7mm。

3.2 增加下层检测

原装置在设计思路是无论哪层烟缺条，最终会下落，形成上层缺条，但实际情况错综复杂，不一定都会顺利下落。因此在下层增加两个下层检测元件，使检测范围更全面。

3.3 自适应高度检测装置设计与安装

3.3.1 设计原因

由于频繁换烟导致烟箱尺寸发生变化，所以必须对检测元件的检测高度进行调试，调试过于频繁，浪费了宝贵时间，所以设计一种自适应烟箱高度的装置，保证检测元件距烟箱始终为2mm，以实现换烟自动校准。

3.3.2 设计方案

在原检测支架上增设滑槽实现上下移动，滑槽使用精密型，并增加三个滚子，内有双排20颗紧密排列的钢珠，摩擦系数极低，密封性润滑性良好，运动灵活。烟箱进入后带动三个滚子将弧型板提起，实现自适应高度，同时弧形板还有一定辅助导向功能.设计原理如图1。

1、导轨2、支架3、滚子4、弧形板

3.4 增加统计功能

通过使用WINCC软件修改原西门子显示屏内容，在原机界面左上侧组态一个上层、下层缺条统计栏，并增加报表功能，通过点击缺条检测图案按钮自动弹出缺条统计报表。

4 改进效果

改进后，通过对之前六种可能产生缺条的模型分别进行了5次人工试验，测试结果，对于六种模型均能有效检测出，YP11A装封箱机缺条检测装置准确率达由原来的33.3%提高到了100%。

同时对改进后装封箱机2013年11月-2014年2月烟箱缺条现象进行了统计，4个月以来，改进后的封箱机两次成功检测出了缺条烟箱，并且，在后续的市场反馈中并未出现改进封箱机缺条现象的发生，因此，箱缺条这一A类质量缺陷得到了显著遏制。

参考文献

[1]YP11A型装封箱机使用说明书.文件代号：YP11ASM-B.

[2]郑文纬，吴克坚.机械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社.2012.

[3]叶玉驹、焦永和、张彤.机械制图手册（第5版）[M].机械工业.2012.

[4]Festo公司产品系列参数汇总（软件版）.

摘 要：YP11A大箱机缺条检测装置负责当遇到烟箱有缺条现象发生时，自动检测出缺条烟箱，并触发大箱机停机。此装置由于只存在上层缺条检测且该检测有效间隙小于烟条存在缺条现象可能的最小距离，而当烟箱尺寸规格不同时，都会存在一定的漏检情况发生。烟箱缺条是A类质量缺陷，严重影响消费者的合法利益。针对存在的问题，对缺条检测装置进行了改进，更换和增加检测装置并设计一种自适应高度检测装置。实践证明，对该检测的改进提高了缺条检测准确率。

关键词：YP11A大箱机；缺条检测装置；自适应高度检测装置

引言

YP11A型装封箱机用于条烟自动化装封箱，引进吸收国外技术，国产化设计制造而成，额定生产能力为5.6箱/min，实现了从条烟的收集、整理到装箱、封箱等系列过程的全自动化程序操作广泛应用于卷烟企业物流系统自动化生产中。当烟箱进入出口通道时，会有上层两个检测对烟箱是否缺条进行检测，而这种检测手段没有完全考虑到发生烟箱缺条存在的可能情况。增加下层检测可能从根本上解决这个问题，以提高箱缺条检测的准确率。

1 存在的问题

烟箱缺条是严重损害消费者利益的重大质量缺陷，2012年3月期间针对烟箱缺条，设备信息科自行研发设计了电感式缺条检测装置，2012年3月底前针对分厂6台封箱机进行了相同的改造，改造后效果较为明显，但仍然存在箱缺条的市场反馈情况。如何杜绝烟箱缺条，是一个亟待解决的问题。

2 原因分析

2.1 原有装置检测能力

根据我厂市场反馈、自检过程发现的箱缺条现象，进行了归纳总结，发现原有检测只能有效地检测出上层缺条现象且对于烟条错乱的情况检测出的概率很低。

2.2 造成缺陷的原因

2.2.1 检测点不全

原检测设计原理是，无论哪层缺条，都最终会下落形成上层缺条，因此只在上方设置检测头，下方无检测头。但实际中发现在下落过程中有可能出现烟箱错位，导致落不下来。

2.2.2 检测元件灵敏度误判

通过对缺单条情况进行分析，即烟条、烟箱之间的间隙相等，得出最小间隙是（烟箱宽度-烟条宽度*4）/5=17.8mm。通过先对原检测头（SSL-R36-200PA）最低高度进行了计算：检测头距烟箱最小距离（2mm）+烟箱厚度（3mm）+烟箱距烟箱的距离（8+1mm）=14mm。并在此高度下对其灵敏度进行了试验得出其值20.5mm。

2.2.3 不同品牌烟箱尺寸不

分厂牌号各类繁多，经常换烟，尤其是装箱机，每次换烟由于烟箱尺寸不同，需要对缺条检测的高度进行重新校准，耗时耗力。容易出现调试精度不够或忽略烟箱尺寸变化的个别情况。

通过对分厂烟箱尺寸尺寸进行了调查，其尺寸如下表1，宽度的箱线图分析如表1，其宽度极差为255-237=18mm超过了10mm。

3 改进方法

3.1 更换检测元件

原电感式检测灵元件敏度（SSL-R36-200PA）为20.5mm。不能检测出最小理论间隙17.8mm，根据以下因素选择了新的电感式检测元件：

3.1.1 最大探制距离应该在检测元件与第一条烟的距离14mm与到第二条烟的距离59mm之间，其中检测元件距烟箱2mm，烟箱厚3mm，烟箱内部距第一条烟8～9mm，一条烟厚度约为48mm。

3.1.2 能够检测出的间隙小于17.8mm，受检测元件直径影响，直径越能够检测的最小间隙越小。

最终从Festo产品库中选择NBN25-30GM50-E2电感试接近开关，直径30mm，其额定动作距离为25mm，经测试能够检测的最小间隙为12.7mm。

3.2 增加下层检测

原装置在设计思路是无论哪层烟缺条，最终会下落，形成上层缺条，但实际情况错综复杂，不一定都会顺利下落。因此在下层增加两个下层检测元件，使检测范围更全面。

3.3 自适应高度检测装置设计与安装

3.3.1 设计原因

由于频繁换烟导致烟箱尺寸发生变化，所以必须对检测元件的检测高度进行调试，调试过于频繁，浪费了宝贵时间，所以设计一种自适应烟箱高度的装置，保证检测元件距烟箱始终为2mm，以实现换烟自动校准。

3.3.2 设计方案

在原检测支架上增设滑槽实现上下移动，滑槽使用精密型，并增加三个滚子，内有双排20颗紧密排列的钢珠，摩擦系数极低，密封性润滑性良好，运动灵活。烟箱进入后带动三个滚子将弧型板提起，实现自适应高度，同时弧形板还有一定辅助导向功能.设计原理如图1。

1、导轨2、支架3、滚子4、弧形板

3.4 增加统计功能

通过使用WINCC软件修改原西门子显示屏内容，在原机界面左上侧组态一个上层、下层缺条统计栏，并增加报表功能，通过点击缺条检测图案按钮自动弹出缺条统计报表。

4 改进效果

改进后，通过对之前六种可能产生缺条的模型分别进行了5次人工试验，测试结果，对于六种模型均能有效检测出，YP11A装封箱机缺条检测装置准确率达由原来的33.3%提高到了100%。

同时对改进后装封箱机2013年11月-2014年2月烟箱缺条现象进行了统计，4个月以来，改进后的封箱机两次成功检测出了缺条烟箱，并且，在后续的市场反馈中并未出现改进封箱机缺条现象的发生，因此，箱缺条这一A类质量缺陷得到了显著遏制。

参考文献

[1]YP11A型装封箱机使用说明书.文件代号：YP11ASM-B.

[2]郑文纬，吴克坚.机械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社.2012.

[3]叶玉驹、焦永和、张彤.机械制图手册（第5版）[M].机械工业.2012.

[4]Festo公司产品系列参数汇总（软件版）.