PROTOS—M5卷烟机水松纸反折检测装置的研制

王群　陈杰

摘 要：为解决M5卷烟机对水松纸反折无法检测剔除等问题，通过增加反射式光纤检测器对水松纸在上胶轨道反折进行检测。原纸断裂监控装置B65M仅检测胶水加热器上有无水松纸，胶水监测 B80M/B81M监控纸边沿的涂胶情况对水松纸反折情况无法进行判断，增加的反射式光纤检测器可以检测到水松纸反折并利用控制剔除系统将反折烟支在剔除鼓进行剔除。应用效果表明，增加的水松纸反折检测器稳定可靠，实现了水松纸反折烟支的的自动检测和剔除，水松纸反折烟支剔除率由改进前的22%提高至99.5%以上，水松纸反折烟支市场反馈率由平均0.6条/月减少到0条/月，提高了卷烟包装品质和设备运行效率。

关键词：M5卷烟机；水松纸；折边；反射式光纤检测器；剔除

2010年开始，徐州卷烟厂陆续从德国引进台了八台高速M5卷烟机，它具有造型美观、操作简单、故障率低、维修方便、自动化程度高、运行稳定可靠、适用于大批量卷烟连续生产等特点，生产速度达到12000支/分。但是，在生产过程中发现，有时该卷烟机出现水松纸反折烟支进入下道工序，进而进入市场，造成市场反馈的情况，严重影响了品牌发展。由于M5卷烟机国内引进时间不长，技术上仍处于向国外学习阶段，因此对该问题的研究报道较少，为此通过新增实现水松纸反折烟支的自动检测与剔除。

1 存在问题

M5卷烟机水松纸如图1中1从水松纸输送机MAX-BOB输送过来，经过左右两侧两对拉纸辊如图1中4，6和压紧辊如图1中3，7以及卷曲器如图1中5后以一定的拉力和生产速度运行。经过几个转向轮如图2中1和一个导向装置如图2中4使水松纸经过喷嘴头开口如图2中2的上方，并令其停留在喷嘴头如图2中3上均匀涂胶，涂胶后水松纸经振荡器，加热器，胶水监测器B80M/B81M如图3中1后输送至水松纸切割装置并被切割为等宽水松纸纸片最终卷制成烟支。

该过程检测存在以下缺陷，传感器 B21M （如图1所示）监控水松纸上是否有接合点但对拼接段错位无法检测。水松纸经喷胶嘴涂胶后输至胶水传感器，胶水传感器B80M/B81M如图3中1监控纸边沿的涂胶情况，分为里外两个检测器其通过止动螺栓如图3中3，4调整至传感器发出控制光形成的光斑如图3中5应落在纸的边沿上[5]。当胶量低于设定值时卷制的烟支在剔除鼓剔除，经过试验从MAX-BOB输送反折水松纸，在胶量传感器B80M/B81M如图3中1处无法检测剔除，分析胶水传感器发出控制光形成的光斑落在纸的边沿上但其光斑过大水松纸反折后亦能检测到高于设定值的胶量，所以无法剔除反折烟支。在正常生产过程中，水松纸因拼接错位，辊子粘胶等造成水松纸反折后，此时，全靠操作工自检查到，由于高速车速度快至12000支/分，即使两三分钟查到停车也会产生极大浪费，不仅影响生产效率和烟支卷制品质，也容易造成缺陷烟支流入下游机，为解决以上缺陷，研制了水松纸反折检测装置。

2 改进方法

根据水松纸反折无法有效检测剔除的缺点，增加一个反射式光纤检测器即水松纸反折检测装置，反射式光纤检测器具有灵敏度高、精度高、智能化、可实现非接触测量、使用简便等优点[3]。经过反复观察，绝大多数反折情况都是在水松纸加热器之前发生的，如水松纸荷叶边或在拼接的前后，均会产生水松纸反折的烟支如图4所示。

为此，选取了检测点，在水松纸加热器前的纸断裂监控装置B65M后盖上加装里外两个光纤检测探头如图5所示，分别检测水松纸的里外边沿的位置[2]。光纤检测器选择PNP常开输出类型[1]。

正常情况下，反折光纤检测器均应检测到水松纸的存在，表现为放大器上的数值高于设定值，当水松纸发生反折时，将有一个光纤检测器无法检测到水松纸的存在。即放大器上的数值低于设定值，即被剔除，相应增加硬件电路图，如图6所示。

水松纸反折检测装置包括一连接卷接机PLC控制系统的AMK控制器-A3，该控制器还通过2信号线分别连接有第一、第二继电器的常开触点，第一、第二继电器连接第一、第二放大器，第一、第二放大器分别连接有第一、第二光纤检测装置；第一、第二光纤检测装置包括一光线聚焦头和一与该光线聚焦头匹配的光纤头[4]，当水松纸通过卷接机水松纸反折检测装置的光线聚焦头下方，卷接机水松纸反折检测装置的放大器和AMK控制器利用光强度变化的监测来判断水松纸是否反折；如检测出水松纸反折，由AMK控制器向卷接机PLC控制系统输入一个高电平，由卷接机PLC控制系统指令烟支剔除装置剔除烟支；没有检测出水松纸反折时，AMK控制器不输出电压给卷接机PLC控制系统，烟支剔除装置不动作，烟支不会被踢除。进一步，卷接机PLC控制系统设置有烟支剔除数预置值，当烟支剔除装置剔除的烟支数量超过预置值时，卷接机PLC控制系统指令设备停机。

3 改进效果

M5卷烟机通过增加水松纸反折检测装置，实现了对反折水松纸烟支的自动检测与剔除，检测过程稳定可靠。通过正确的安装和调试调整后，对连续1个月水松纸反折剔除情况进行观察和统计，剔除率由改进前的22%提高到99.5%以上，市场反馈率降为0%，杜绝了水松纸折边烟支流向市场，提升了企业形象和品牌形象。

参考文献

[1]蒋景强.GDX6S包装机商标纸定位检测器的改进[J].烟草科技，2013（8）：27-28.

[2]蒋景强.GDX2包装机第二玻璃纸跑偏检测器的增设[J].改造与更新，2011（2）：45-46.

[3]潘安岳，覃成林，曾令金.GD包装机条外透明纸检测装置的设计应用[J].烟草科技，2008（9）：27-28.

[4]俞阿龙.传感器原理及其应用[D].南京：南京大学出版社，2010.

[5]德国虹霓公司.PROTOSM5维修手册[S].2008.