《烟箱缺条金属检测装置》-管理学论文，企业管理论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

烟箱缺条金属检测装置

范文

黄天强李继波施长喜

【摘? 要】在卷烟产品的装箱过程中，由于设备的高速运行和检测器之间的相互干扰，条烟装箱过程中缺条情况的出现不可避免。论文采用金属检测的方式，设计双侧面全金属检测装置，同时，增设顶部金属检测结构，通过采用扫描检测算法极大地提高了缺条检测装置的准确性，保障了卷烟产品质量，维护企业声誉。

【Abstract】In the packing process of cigarette products， due to the high-speed operation of the equipment and the mutual interference between the detectors， it is inevitable that the cigarette cartons are missing in the packing process. The paper adopts the method of metal detection to design a double-sided all-metal detection device. At the same time， the top metal detection structure is added. By adopting the scanning detection algorithm， the accuracy of the detection device for carton-missing is greatly improved， the quality of cigarette products is guaranteed， and the enterprise reputation is maintained.

【关键词】烟箱缺条;金属检测;电感检测器

【Keywords】carton-missing in cigarette box; metal detection; inductance detector

【中图分类号】TS43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2021）06-0190-02

1 引言

在卷烟生产中，由卷烟生产及包装设备连续高速运行，执行、检测及计数机构不可避免地会出现差错或受到干扰，导致在条烟装封箱过程中或装封箱之后，偶尔会出现缺条（烟箱内实际数量少于规定数量）的情况。本文介绍了一种全金属检测系统，对装箱后的烟箱进行缺条实时检测，利用声光报警器提醒操作人员，有效剔除缺条烟箱，保障卷烟产品入库无缺条现象。

2 背景介绍

2.1 设备简介

YP11型装封箱机的技术广泛吸收国外同类产品的先进技术，是额定生产能力为5.6箱/min的装封箱机。它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。

2.2 技术背景

卷烟制造最后的工序是将制造完成的烟条封装在纸箱里，每个纸箱50条;该50条烟条按5×2×5排成长方体形状，每条烟条与输送带垂直，共5层，每层中沿输送带方向为5条，垂直输送带方向为2条。在封装的过程中，设备和人为因素都会造成箱装缺条的现象，从而影响产品声誉。为避免上述问题，卷烟厂需要进行箱装缺条检测。

3 设计方案

3.1 检测方式分析及确定

目前，主流检测方式主要分为重量检测法、射线检测法、电容检测法、金属测量法和机器视觉法。

其中，金属测量法采用电涡流的原理，在烟箱经过的地方安装金属检测阵列，检测每一层烟条是否存在含有金属的烟包，如果某层缺条，该层的检测器检测不到，就认为存在缺条，这种方法简单，但容易漏检。如果烟箱内缺条且烟条“打横”，即烟条与输送带平行，“打横”的烟条靠近烟箱两侧内壁，此时，位于烟箱两侧的金属传感器由于能够检测到信号而依然判定箱装合格，无法检测该种缺条情况，发生漏检。类似地，中国专利申请CN202609150U公开了一种烟条缺包的金属检测方法，方法简单，却容易漏检。

因此，本文所介绍的是能够有效避免漏检的采用金属检测法的箱装缺条检测系统。

3.2 设计要求

①要保证技术先进、检测准确、性能可靠，切实起到有效避免缺条烟箱流入市场的作用。②要能满足成品烟箱自动输送系统对检测速度提出的高要求。③要尽量适应现有工艺流程和生产设备的相关要求，避免对现有流程和设备做过多的修改。

3.3 装置硬件设计

本文所介绍的箱装缺条检测系统包括全金属检测器和控制器，所述全金属检测器与控制器电连接，所述全金属检测器包括设置于输送带两侧用于检测烟箱内各层烟条的侧面全金属检测器和用于检测烟箱顶层中部烟条的顶面全金属检测器。

该装置不仅通过侧面全金属检测器检测烟箱内各层烟条，还通过增设顶面全金属检测器从而检测烟箱顶层中部，当烟箱内缺条且烟条“打横”时也能准确检测出烟箱缺条的情况。为保证烟箱能够正确定位到达检测位置，在输送带两侧安装导烟板。装置示意图如图1所示。

其中，位于输送带同一侧的用于检测烟箱内相邻两层烟条的2个侧面全金属检测器沿输送带输送方向前后设置。此时，竖直方向上相邻的2个侧面全金属检测器必然间隔一层以上，呈间隔设置，能够防止全金属检测器间的干扰，从而更加有效地避免误检测。

该装置采用的检测器检测孔的直径为70mm。为避免检测器之间的干扰，侧面两组全金属检测器沿输送带输送方向间隔为130mm，在竖直方向上呈线性排布的相邻2个所述检测孔的中心距为90mm。导烟板与烟箱的间距为2mm，全金属检测器与烟箱的间距为3mm。

为尽可能减少对原有的设备进行修改，所以外加声光指示灯進行缺条报警提示。

3.4 软件设计及原理

本文选用S7-200 SMART型号PLC控制器。控制器设有触摸屏。操作人员通过触摸屏进行操控。检测步骤流程如图2所示。

①检测器阵列的任何一个检测器被经过烟箱触发工作时，控制器就对该检测器的接通时间进行计数，每个控制器的扫描周期增加一次计数值，如果检测器未接通，则控制器不增加计数值。每个检测器是独立计数的。光电对烟箱经过检测器阵列的周期计数，在烟箱长度不变、烟箱表面无破损和输送带匀速运行的情况下，每箱烟的该计数值是基本相同的。全金属检测器对烟箱内的烟条感应情况计数，在传感器灵敏度没用突发漂移、烟箱没有缺条和输送带匀速运行的情况下，每箱烟的该计数值也是基本相同的，当烟箱存在缺条情况，该计数值有较大的差异。②检测器阵列中所有检测器都没有被烟箱触发，即烟箱已经完全经过检测器阵列，控制器将14个检测器接通情况的累计计数值保存以便下一步处理。③将检测器阵列中的左右2个光电检测器接通情况的计数值进行平均计算。将认为设定的检测阈值（如90%）与平均值相乘，结果设置为本次比较的基准值。④将12个全金属检测器的累计计数值分别与本次比较的基准值比较，如果小于本次比较的基准值，则认为该层缺条，触发缺层消息，同时，将输送带的烟箱翻箱功能停止，烟箱需要人工移除或机械移除才能恢复输送带的烟箱翻箱功能。⑤下一箱烟刚触发检测器阵列的任意一个检测器时，控制器将14个检测器接通情况的累计计数值清零。⑥重复第一步。

4 效果检验

经过为期3个月的现场运行监控，统计结果表明（见表1），设备达到了检测准确、性能可靠、运行稳定的目标，真正起到有效避免缺条烟箱流入市场的作用，维护了卷烟企业的声誉和形象。

5 结论

本文利用电感器对烟包铝箔纸的感应而设计出缺条检测装置，装置支架除两侧面全金属检测器外，还通过增设顶面全金属检测器从而检测烟箱顶层中部，避免了烟箱内缺条且烟条“打横”时出现检测错误的情况，同时，PLC控制程序采用实时基数对比的方式，更为有效快速且准确地进行数据判断，极大地提高了检测装置的控制精度，有效避免缺条烟箱流入市场，提高产品质量，维护企业的良好声誉。

【参考文献】

【1】孙华强，李浩然，于勇，等.缺条检测在装封箱机上的应用研究[J].科技创新与应用，2019（11）：173-174+176.

【2】晏飞，张宝.烟箱缺条检测装置的设计与应用[J].价值工程，2013，32（18）：33-35.

【3】杨启成，马云参，陈永福，等.射线扫描式烟箱缺条在线检测系统的开发及应用[J].核电子学与探测技术，2008，28（5）：1024-1028+998.

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