C600条透明纸接头剔除装置的设计及应用

刘旸 李生辉 赵艳妮 张晟 王鑫

摘 要：结合提升烟机设备智能自动化水平、降低一线人员工作强度的需求，提出针对C600卷烟包装机的条透明纸包装机（CV部分）研制一种条透明纸接头100%剔除装置，设计剔除装置为电容式条外透明纸接头剔除装置，由检测单元、控制单元和剔除单元三部分组成，对油封接头检测传感器、计数传感器、欧姆龙PLC等进行依次设计。完成C600条透明纸接头剔除装置的设计和制作后，将装置投入使用，条透明纸接头剔除率达100%，同时，该装置适用于多机型推广。

关键词：C600 ; 条透明纸 ; 接头;  剔除 ; 检测

C600卷烟包装机是目前国内卷烟包装的主流设备之一，该设备运行平稳，操作简便，通过C600包装机条外透明纸包装机（CV部分）能够实现条盒烟的条外透明纸包裹，起到防污、防潮、保湿等作用，是卷烟生产中必不可少的环节。

0 存在问题及原因

目前国内C600卷烟包装机的条透明纸包装机（CV部分）均未设计有条透明纸接头检测装置，当操作工更换条透明纸卷筒时产生的透明纸接头，或条透明纸卷筒内部存在的透明纸接头，设备均不能自动检测，需要人工手动剔除，容易造成条烟的外包装质量隐患。

由于CV部分未设计有条透明纸接头剔除检测装置，人工手动剔除条外透明纸接头时，操作工不慎忘记人工剔除时，则需要到封箱机处翻箱寻找带有条外透明纸接头烟条，甚至带有条外透明纸接头的烟条可能会进入市场。

1.解决方法

提出研制一种在生产全过程中对条外透明纸接头进行实时检测的自动化装置;能对实时检测条外透明纸接头，并在进入下一个工序前进行有效剔除，保证条外透明纸接头的百分百剔除干净。要求利用原机电气设备、实时检测和自动剔除接头、避免设备停机、切刀对剔除率的影响、100%剔除率等。

2.C600条透明纸接头剔除装置的设计

2.1总体构成

条透明纸接头剔除装置由检测单元、控制单元和剔除单元三部分组成。检测单元通过安装检测器实现条外透明纸接头识别;控制单元通过原机可编程逻辑控制器实现接头信号的采集和移位处理;剔除单元通过剔除装置和指示装置实现接头剔除和剔除信号指示。

提出图像式条外透明纸接头剔除装置和电容式条外透明纸接头剔除装置两种方案并做对比，最终选择电容式条外透明纸接头剔除装置，通过安装电容式感器实现条包装大油封接头识别，电容信号被转换成电信号，通过计数传感器计数，经可编程逻辑控制器欧姆龙PLC移位处理，通过接头剔除单元的人工拾条出口剔除条透明纸接头。

2.2油封接头检测传感器设计

油封接头检测传感器的设计涉及到检测器型号选择、安装位置选择和油封接头传感器支架组件设计。

油封接头检测传感器优选WL150-P430反射式光电传感器，具有检测灵敏度高、精度高，检测距离较远，感应范围大，成本低廉，检测不受大油封厚度影响，能够检测条包装透明大油封的黑色、白色或蓝色接头，可检测透明物体，同时，完成检测到的条包装大油封接头结果与正常大油封透明纸进行比较，确定大油封包装是否合格，并能将条包大油封接头信号输入至设备现有欧姆龙PLC。

针对油封接头检测传感器固定安装位置，提出松紧辊轮安装、定辊轮安装和油封输送平台安装等三种安装方式并进行比选，最终选择油封接头检测传感器安装在定辊轮。

根据现有设备结构空间、油封接头检测传感器选型和安装固定位置，在不影响机器正常生产工作的情况下，对支架进行设计制作，保证支架安装于机器上为垂直状态，油封接头传感器支架组件位置可调，便于检测灵敏度和精度调节。

2.3计数传感器设计

计数传感器完成烟条的移位计数和配合欧姆龙PLC完成移位处理。油封接头检测传感器检测到带有条透明纸接头的烟条出现时，PLC运行控制下，计数传感器开始对烟条数量进行检测，欧姆龙PLC进行编号和移位处理，当检测到的烟条数量达到PLC设定值时，PLC指令剔除单元进行剔除。

计数传感器要求排除一切干扰因素，实现条外透明纸接头可被100%精准剔除，计数传感器完成记录带有条透明纸接头烟条出现时的烟条数量编号，通过设定固定产量的方式进行欧姆龙PLC编程，优选计数传感器、计数传感器支架安装在CV第一提升器出口，若有停机（如CV第一提升器堵塞），在提升器入口前或后取条都不会对移位计数造成影响，同时有足够的安装空间，装拆方便。

根据现有设备结构空间、计数传感器安装固定位置，在不影响机器正常生产工作的情况下，对计数传感器支架进行设计制作。

2.4 PLC设计

通过查阅C600包装设备技术手册，结合C600包装设备电气柜可用I/0模块、可用电源端口、数据通信方式、PLC控制器分布位置、可用存储器容量、可用I/O点数、反射式光电传感器、条盒移位传感器、蜂鸣器、报警灯等因素对欧姆龙PLC控制器进行确定和编程。最后对程序代码进行模拟调试（硬件模拟和软件模拟）、单机调试和联机调试，根据装置要求对控制参数调整，检查和试运行代码。

3.使用效果

完成C600条透明纸接头剔除装置的设计和制作后，对三组C600卷煙包装机的条透明纸包装机（CV部分）应用条透明纸接头检测装置，并进行为期三个月的条透明纸接头剔除情况跟踪调查，在为期三个月的追踪调查中，安装有条外透明纸接头剔除装置的三组包装机的条透明纸接头剔除率为100%，卷筒内部接头剔除率达100%，设计应用效果极其理想。

4.结束语

基于C600包装设备的条透明纸接头剔除装置的设计应用为烟草行业内首创，运用该装置后，通过定期设备维保的方式，确保了条外透明纸接头剔除率达100%，切实有效提升设备自动化、智能化水平，降低了一线人员工作强度，极低地改造成本实现了条透明纸接头的有效剔除。目前国内主流的卷烟包装设备，如GDX1、GDX2、GDX500等机型，CV条外透明纸包装机均未设计有条透明纸接头检测装置，下一步该装置可以进行多机型的推广应用。

参考文献：

[1]ZB45维修手册[K].GD，2007.

[2]唐静宜，唐波，付小梅，彭建军.基于图像识别的仪表读数全自动检测技术[J].电子器件，2021，44（03）：725-730.