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摘 要：通过分析GDX1机组烟包出口圆盘处质量检测系统原理，针对烟包漏剔、误剔原因，对原设计进行升级改造，提高了过程控制水平。
关键词：漏剔 误剔 铝箔纸 传感器
中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）007-022-02
1 引言
GDX1机组为青岛卷烟厂20世纪90年代引进的进口卷烟包装设备，其技术水平处于国际先进水平，但是随着时间的推移和产品质量要求的提高，其设计的缺陷逐渐暴露出来，X1主机烟包出口圆盘处质量检测系统就存在这一问题。
2 检测原理及原设计缺陷
机组在X1主机烟包出口圆盘处原设计了如下质量检测传感器：
(1)烟包无封签检测2B4。
(2)烟包无商标纸检测2B5。
(3)烟包无铝箔纸检测2S100。
其中，2B4和2B5原选用了德国施克公司生产的型号为NT6-03022型对比式反射光电传感器，2S100选用了直径为20毫米、型号为20D24.35的电容式传感器。
通过对上述传感器的原理了解及实际应用分析得知：NT6型传感器主要是通过接收光电传感器照射到烟包上的红光或绿光的反射光，根据反射光强度大小来判断烟包是否有质量缺陷。然而在实际生产过程中，我们发现：对于无商标纸检测，当使用反光性能较强的商标纸时，NT6型传感器不能辨别小盒皮和银色铝箔纸之间的差别，从而使烟包误剔，当使用金色等其它颜色的铝箔纸时，商标纸颜色与其颜色接近时，存在着漏剔；当烟包缺商标纸而烟包底部铝箔纸折角漏出烟支时，存在着漏剔。
对于无封签检测，NT6型传感器只能检测到封签的缺失，而对于封签偏斜、位置颠倒的封签，此检测会严重漏剔；对于无铝箔纸检测传感器2S100，主要是通过烟包内铝箔纸的有无影响介质的变化来检测烟包质量。在实际应用中发现，其灵敏度不好调整，且直径较大，为20毫米，由于软包烟易产生变形收缩，有可能使传感器同时检测到一包有铝箔纸和一包无铝箔纸的烟包，因此易产生漏剔现象。
通过以上分析，我们发现上述两种传感器存在着严重的设计缺陷。
3 改造过程
针对设计现状及我厂产品的实际情况，通过论证，最后选用了德国施克公司生产的CS1型颜色记忆光电传感器和直径为10毫米的电感式传感器来代替原设计的两种传感器。
CS1型光电传感器具有与NT6型相同的外型和安装位置，但其精度高，操作简单，它采用了记忆式教学设计，通过利用红、蓝、绿三色光源在物体上的反光与色差计算出的值与设定的三波段触发值比较而输出信号。
机组原使用的NT6型传感器为NPN型输出，现如果简单地用NPN型CS1光电传感器代替原设计，并不能彻底解决漏剔现象，这是因为CS1型光电传感器使用了记忆式教学设计，其必须设定故障颜色，而且只能设定一种故障颜色；而在实际生产中，我们上面已经提到，缺商标纸检测存在缺商标纸、铝箔纸折角等多现象，标签也存在着偏斜、位置颠倒等现象，因此，只记忆一种故障颜色是不能彻底解决漏剔现象的。为此，我们在原机组外围电路稍加改动的前提下，使用了CS1系列PNP型光电传感器，用其故障颜色记忆通道记忆正常的商标纸颜色，然后经外加电路的电平转换，从而将上述所有的质量缺陷烟包全部剔除。
具体改动电路如图1：当出现无商标纸烟包时，2B4 3脚输出悬空，K1截止，K2导通，从而27板A18脚为低电平，烟包通过移位后，在园盘出口被剔除。
当烟包正常时，2B4 3脚输出高，K1导通，K2截止，从而27板A18脚为高电平，烟包正常通过圆盘出口。
无封签检测改造后原理与无商标纸检测相同，只不过原手动剔除信号进行了如图1所示的改动，将原常开点3、4悬空，而将其常闭点1、2串接到无封签检测传感器输出端3上，用无封签检测信号来产生剔除信号，进行手动剔除。
对于缺铝箔纸检测系统，现改用的直徑为10毫米的电感式传感器，其每次只能检测到一包烟包，且只对铝箔纸材料起作用，从而保证了缺铝箔纸烟的正常剔除。
另外，在我厂材料实际应用过程中，某些品牌卷烟铝箔纸底部会出现与商标纸相同颜色的情况，易产生漏剔；为此，我们根据实际位置在烟包出口圆盘与无铝箔纸检测同相位处加装了CSL1光导型缺商标纸检测，从烟包侧部检测商标纸，从而增加了一处无商标纸检测。
由于无铝箔纸检测传感器2S100为PNP常开型，当烟包正常（有铝箔纸）时，其输出为高电平；而光导型无商标纸检测虽也是PNP常开型，但其检测到故障烟包时输出高电平。为使其信号保持一致并符合原电路设计要求，从而加装了如图2所示的转换电路。
具体分析如下：
当无铝箔纸烟包被检测到时，2S100 3脚输出悬空，K1截止，K2导通，557+为低电平；当无商标纸烟包被检测到时，2B6输出高电平，K3导通，557+为低电平，从而都达到了正常剔除的目的。
由于圆盘出口处剔除的烟包是由移位寄存器C控制，在实际生产中，虽然电器系统正常控制，但是一些气动元件（如电磁阀）并不同步动作，造成烟包错位，从而使烟包错剔，缺陷烟包进入CH机。为此，我们在CH机上加装了小包缺商标纸检测，此检测可以根据实际情况选用NT6型或CSI型光电传感器，通过调整光电安装位置，使其与CH拉线检测处于同一相位，从而利用拉线检测的信号通道来驱动剔除装置剔除无商标纸烟包。为防止信号干扰，我们设计开发了一块信号处理板（如图3、图4）：当出现无商标纸烟包时，5为高电平，VD1亮，显示无商标纸烟包出现，光耦导通，4输出高电平；同时将原3脚通过两入或门接到4，缺拉线烟包出现时，4输出高电平，VD2亮，显示缺拉线烟包，端子4将信号送到3N62板A10脚，通过移位寄存器移位，在剔除口剔除双包烟。
关键词：漏剔 误剔 铝箔纸 传感器
中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）007-022-02
1 引言
GDX1机组为青岛卷烟厂20世纪90年代引进的进口卷烟包装设备，其技术水平处于国际先进水平，但是随着时间的推移和产品质量要求的提高，其设计的缺陷逐渐暴露出来，X1主机烟包出口圆盘处质量检测系统就存在这一问题。
2 检测原理及原设计缺陷
机组在X1主机烟包出口圆盘处原设计了如下质量检测传感器：
(1)烟包无封签检测2B4。
(2)烟包无商标纸检测2B5。
(3)烟包无铝箔纸检测2S100。
其中，2B4和2B5原选用了德国施克公司生产的型号为NT6-03022型对比式反射光电传感器，2S100选用了直径为20毫米、型号为20D24.35的电容式传感器。
通过对上述传感器的原理了解及实际应用分析得知：NT6型传感器主要是通过接收光电传感器照射到烟包上的红光或绿光的反射光，根据反射光强度大小来判断烟包是否有质量缺陷。然而在实际生产过程中，我们发现：对于无商标纸检测，当使用反光性能较强的商标纸时，NT6型传感器不能辨别小盒皮和银色铝箔纸之间的差别，从而使烟包误剔，当使用金色等其它颜色的铝箔纸时，商标纸颜色与其颜色接近时，存在着漏剔；当烟包缺商标纸而烟包底部铝箔纸折角漏出烟支时，存在着漏剔。
对于无封签检测，NT6型传感器只能检测到封签的缺失，而对于封签偏斜、位置颠倒的封签，此检测会严重漏剔；对于无铝箔纸检测传感器2S100，主要是通过烟包内铝箔纸的有无影响介质的变化来检测烟包质量。在实际应用中发现，其灵敏度不好调整，且直径较大，为20毫米，由于软包烟易产生变形收缩，有可能使传感器同时检测到一包有铝箔纸和一包无铝箔纸的烟包，因此易产生漏剔现象。
通过以上分析，我们发现上述两种传感器存在着严重的设计缺陷。
3 改造过程
针对设计现状及我厂产品的实际情况，通过论证，最后选用了德国施克公司生产的CS1型颜色记忆光电传感器和直径为10毫米的电感式传感器来代替原设计的两种传感器。
CS1型光电传感器具有与NT6型相同的外型和安装位置，但其精度高，操作简单，它采用了记忆式教学设计，通过利用红、蓝、绿三色光源在物体上的反光与色差计算出的值与设定的三波段触发值比较而输出信号。
机组原使用的NT6型传感器为NPN型输出，现如果简单地用NPN型CS1光电传感器代替原设计，并不能彻底解决漏剔现象，这是因为CS1型光电传感器使用了记忆式教学设计，其必须设定故障颜色，而且只能设定一种故障颜色；而在实际生产中，我们上面已经提到，缺商标纸检测存在缺商标纸、铝箔纸折角等多现象，标签也存在着偏斜、位置颠倒等现象，因此，只记忆一种故障颜色是不能彻底解决漏剔现象的。为此，我们在原机组外围电路稍加改动的前提下，使用了CS1系列PNP型光电传感器，用其故障颜色记忆通道记忆正常的商标纸颜色，然后经外加电路的电平转换，从而将上述所有的质量缺陷烟包全部剔除。
具体改动电路如图1：当出现无商标纸烟包时，2B4 3脚输出悬空，K1截止，K2导通，从而27板A18脚为低电平，烟包通过移位后，在园盘出口被剔除。
当烟包正常时，2B4 3脚输出高，K1导通，K2截止，从而27板A18脚为高电平，烟包正常通过圆盘出口。
无封签检测改造后原理与无商标纸检测相同，只不过原手动剔除信号进行了如图1所示的改动，将原常开点3、4悬空，而将其常闭点1、2串接到无封签检测传感器输出端3上，用无封签检测信号来产生剔除信号，进行手动剔除。
对于缺铝箔纸检测系统，现改用的直徑为10毫米的电感式传感器，其每次只能检测到一包烟包，且只对铝箔纸材料起作用，从而保证了缺铝箔纸烟的正常剔除。
另外，在我厂材料实际应用过程中，某些品牌卷烟铝箔纸底部会出现与商标纸相同颜色的情况，易产生漏剔；为此，我们根据实际位置在烟包出口圆盘与无铝箔纸检测同相位处加装了CSL1光导型缺商标纸检测，从烟包侧部检测商标纸，从而增加了一处无商标纸检测。
由于无铝箔纸检测传感器2S100为PNP常开型，当烟包正常（有铝箔纸）时，其输出为高电平；而光导型无商标纸检测虽也是PNP常开型，但其检测到故障烟包时输出高电平。为使其信号保持一致并符合原电路设计要求，从而加装了如图2所示的转换电路。
具体分析如下：
当无铝箔纸烟包被检测到时，2S100 3脚输出悬空，K1截止，K2导通，557+为低电平；当无商标纸烟包被检测到时，2B6输出高电平，K3导通，557+为低电平，从而都达到了正常剔除的目的。
由于圆盘出口处剔除的烟包是由移位寄存器C控制，在实际生产中，虽然电器系统正常控制，但是一些气动元件（如电磁阀）并不同步动作，造成烟包错位，从而使烟包错剔，缺陷烟包进入CH机。为此，我们在CH机上加装了小包缺商标纸检测，此检测可以根据实际情况选用NT6型或CSI型光电传感器，通过调整光电安装位置，使其与CH拉线检测处于同一相位，从而利用拉线检测的信号通道来驱动剔除装置剔除无商标纸烟包。为防止信号干扰，我们设计开发了一块信号处理板（如图3、图4）：当出现无商标纸烟包时，5为高电平，VD1亮，显示无商标纸烟包出现，光耦导通，4输出高电平；同时将原3脚通过两入或门接到4，缺拉线烟包出现时，4输出高电平，VD2亮，显示缺拉线烟包，端子4将信号送到3N62板A10脚，通过移位寄存器移位，在剔除口剔除双包烟。