一种包装机成型过程中实时在线检测烟包铝纸和内框纸的方法

李华文 郑启旺 卢洪林 杨跃斌 赵宇 周明 徐邓

摘 要：文章介绍了一种包装成型过程中实时在线检测烟包铝纸和内框纸的方法，彻底解决难以全面发现并剔除铝纸缺失、歪斜、张开、皱褶和内框纸缺失、损坏等缺陷烟包。详细介绍如何架构各硬件，实现检测缺陷产品，并实现对产品质量强力管控，同时该方法也为今后开展相关所有包装机型该部分问题的研究开阔思路，意义重大。

关键词：实时；在线；铝纸；内框纸

中图分类号：TS43 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）31-0130-02

Abstract： This paper introduces a method of on-line inspection of aluminum paper and inner frame paper in the process of packaging molding， which can thoroughly solve the problems， for example， it is difficult to find out the defects of aluminum paper， such as lack of aluminum paper， askew， opening， wrinkling， missing and damage of inner frame paper， and so on. Detailed introduction of how to structure the hardware， to achieve detection of defective products， and to achieve strong control of product quality； at the same time， this method is also of great significance for the future development of all packaging models.

Keywords： real-time； on-line； aluminum paper； inner frame paper

1 概述

G.DX2000包装机是硬包高速生产线的重要设备。该设备自动化程度高、技术水平较为先进，但受辅料变换、设备配合精度降低等因素的影响，在长期的生产过程中，偶尔会出现小包铝纸缺失、歪斜、张开、皱褶和内框纸缺失、损坏等等的缺陷烟包。由于设备上原有的检测无法对此类缺陷产品进行有效识别，给操作人员带来质量控制上的诸多不便。

铝纸和内框纸质量缺陷具有偶发性，无法预期、无法控制。仅依靠操作人员在第四轮处盯守有无内框纸掉落现象，或进行高频次的产品自检来实现对铝纸、内框纸缺陷的质量控制，不仅浪费了大量的人力、物力，而且也无法完全避免次品烟包进入下游机组或最终流入市场。

为此，本文重点研究G.DX2000包装机组X2000小包成形部分铝纸和内框纸在五轮包裹之前进行相关检测并准确剔除，杜绝该机型在小包成形部分此类质量事故的发生。

目前，国内外硬包包装机型在小包成形部分产生铝纸和内框纸问题也比较多，原机大多采用光纤来解决简易检查，无法实现各种次品烟包全方位检测功能，目前只有在线成像研究方向比较可行。此项目开展也为所有包装机型该部分问题的研究开阔思路，意义重大。

2 解决方法

2.1 设计思路

该X2000型包装机小盒烟包铝箔及内框纸检测装置，设置合理，方便检测，通过对下托板开口，露出烟包铝纸下表面，采用第三相机对其检测。第一相机和第二相机检测烟包铝纸前后端面及上表面。共采用六根光源配合打光照明。当模盒运动过程中，遮挡触发传感器时，则烟包到位，相机光源曝光。

2.2 结构说明

为实现上述检测方便的目的，本文提供如下技术方案：一种X2000型包装机小盒烟包铝箔及内框纸检测装置，包括模盒、第一光源、第二光源、第一相机、第三光源、第四光源、第二相机、上侧光源盒、下托板、第五光源、触发传感器、下侧光源盒、第三相机和第六光源，下托板上设置有通孔，通孔的一侧设置有触发传感器，模盒设置在下托板上且相对下托板运动，模盒的内部设置有第二通孔，第二通孔横截面的形状与烟包相同，模盒的内侧两端均设置有凹槽；上侧光源盒设置在下托板的正上方，第一相机和第二相机分别设置在上侧光源盒的下方两端，下侧光源盒的下方一端设置有第一光源和第二光源，另一端设置有第三光源和第四光源；下侧光源盒设置在下托板的下方，第五光源、第三相机和第六光源均设置在下侧光源盒上，第三相机正对通孔，第五光源和第六光源分别设置在第三相机的两侧。

第一光源和第二光源垂直设置。对光源采用上述设置方式，可以有效利用光源将烟包表面完全覆盖。第三光源和第四光源垂直设置。对光源采用上述设置方式，可以有效利用光源将烟包表面完全覆盖。触发传感器为光纤。方便設置，触发灵敏。

G.DX2000型包装机包括三号轮和五号轮，第一相机和第二相机分别设置在三号轮和五号轮的正上方。位置合理，能够在最大限度利用GDX2000型包装机空间的基础上，完成对烟包铝纸前后端面及上表面的检测。

第一相机的对面设置有第一反射镜且与第一反射镜成45°角。此时，第一反射镜对应烟包，采用斜45度平面反射的方式获取图片，可以大大降低检测装置的体积。

第二相机的对面设置有第二反射镜且与第二反射镜成45°角。此时，第二反射镜对应烟包，采用斜45度平面反射的方式获取图片，可以大大降低检测装置的体积。

凹槽的底面设置有第三反射镜，第三反射镜用于方便获取烟包端面的图像，三反射镜与烟包的端面成45°角。采用斜45度平面反射的方式获取图片，可以大大降低检测装置的体积。第二通孔的宽度大于第一通孔，方便对于烟包的检测。

2.3 具体实施

如图1和图2所示，一种GDX2000型包装机小盒烟包铝箔及内框纸检测装置，包括模盒1、第一光源2、第二光源3、第一相机4、第三光源5、第四光源6、第二相机7、上侧光源盒8、下托板9、第五光源10、触发传感器11、下侧光源盒12、第三相机13和第六光源14，下托板9上设置有通孔，通孔的一侧设置有触发传感器11，模盒1设置在下托板9上且相对下托板9运动，模盒1的内部设置有第二通孔，第二通孔横截面的形状与烟包相同，模盒1的内侧两端均设置有凹槽。优选的，凹槽的底面设置有第三反射镜。第三反射镜用于方便获取烟包端面的图像。第三反射镜与烟包的端面成45°角。采用斜45度平面反射的方式获取图片，可以大大降低检测装置的体积。

上侧光源盒8设置在下托板9的正上方，第一相机4和第二相机7分别设置在上侧光源盒8的下方两端，下侧光源盒8的下方一端设置有第一光源2和第二光源3，另一端设置有第三光源5和第四光源6。下侧光源盒12设置在下托板9的下方，第五光源10、第三相机13和第六光源14均设置在下侧光源盒12上，第三相机13正对通孔，第五光源10和第六光源14分别设置在第三相机13的两侧。

其中，第一光源2和第二光源3垂直设置。第三光源5和第四光源6垂直设置。对光源采用上述设置方式，可以有效利用光源将烟包表面完全覆盖。触发传感器11为光纤。方便设置，触发灵敏。

优选的，G.DX2000型包装机包括四号轮，第一相机4和第二相机7分别设置在四号轮的正上方。位置合理，能够在最大限度利用G.DX2000型包装机空间的基础上，完成对烟包铝纸前后端面及上表面的检测。

第一相机4的对面设置有第一反射镜且与第一反射鏡成45°角。此时，第一反射镜对应烟包，采用斜45度平面反射的方式获取图片，可以大大降低检测装置的体积。第二相机7的对面设置有第二反射镜且与第二反射镜成45°角。此时，第二反射镜对应烟包，采用斜45度平面反射的方式获取图片，可以大大降低检测装置的体积。

X2000型包装机小盒烟包铝箔及内框纸检测装置，可以十分方便的通过对下托板开口，露出烟包铝纸下表面，采用第三相机对其检测。第一相机和第二相机检测烟包铝纸前后端面及上表面。共采用六根光源配合打光照明。当模盒运动过程中，遮挡触发传感器时，则烟包到位，相机光源曝光。

3 结束语

该包装成型过程中实时在线检测烟包铝纸和内框纸的方法彻底解决难以全面发现并剔除小包铝纸缺失、歪斜、张开、皱褶和内框纸缺失、损坏等等的缺陷烟包。也克服了设备原有的检测无法精确识别相关缺陷产品并进行有效剔除的问题，给操作人员带来质量管控上的诸多便利和有效保障，同时该方法也为今后开展相关所有包装机型该部分问题的研究开阔思路，意义重大。

参考文献：

[1]孟瑾，蔡保国.电气自动化技术在烟草在线异物剔除工艺中的应用[J].科技风，2009（4）：181-181.

[2]陈文涛，钟先信，李志敏，等.烟草在线异物剔除系统中的关键技术[J].测控技术，2003，22（5）：29-32.

[3]潘安岳.GDX2卷烟包装机五轮铝箔纸检测装置的设计应用[J].科技风，2013（23）：72-72.

[4]牛国才.GDX2包装机烟包铝纸检测系统的开发与应用[J].中国烟草学会优秀，2015.

[5]张济民，张义伟，王法明，等.烟包铝箔纸及内框纸完整性检测装置：中国，CN201410150785.0[P].2014-07-09.