吳啟云，李朝真

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001）

煙包封簽在線監(jiān)測與控制實(shí)踐

吳啟云，李朝真

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001）

GD-x1包裝機(jī)小盒質(zhì)量問題中，大部分為封簽引起的，表現(xiàn)為封簽歪斜、脫落、長短等。在市場退煙統(tǒng)計(jì)中，封簽缺少占相當(dāng)比例。封簽缺少，在質(zhì)量缺陷判定中屬于A類質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品美譽(yù)度和企業(yè)形象。通過對設(shè)備原理深入分析，創(chuàng)造性提出增加監(jiān)測點(diǎn)和自動(dòng)控制缺陷煙包剔出，確保流入下道工序產(chǎn)品質(zhì)量，有效避免封簽丟失缺陷流入成品生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

單片機(jī)；封簽；在線監(jiān)測；精確控制

GD-x1包裝機(jī)是當(dāng)前普遍使用的一種軟包卷煙包裝設(shè)備，額定生產(chǎn)速度為400包/分鐘。軟包卷煙包裝材料普遍較柔，在生產(chǎn)過程中工序多，產(chǎn)品在設(shè)備傳送過程震動(dòng)等復(fù)雜工況。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中，在消費(fèi)者對外包材料美觀需求和節(jié)能降耗等環(huán)保要求牽引下，包裝材料美觀程度增加，耐加工性降低，對工藝設(shè)備等提出更高要求。通過設(shè)備調(diào)整很難完全避免一些包裝缺陷產(chǎn)生，對于軟包卷煙，封簽是外觀質(zhì)量指標(biāo)重要評價(jià)點(diǎn)，重要性不言而喻。在深入分析缺陷原因后，在產(chǎn)品最終進(jìn)入下一道不可逆工序前，對封簽狀態(tài)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)100%監(jiān)測判斷，從根本上杜絕此類缺陷產(chǎn)生。

1 存在問題

GD-x1設(shè)備安裝示意圖如圖1所示，此種設(shè)備布局方式在滿足工藝要求和生產(chǎn)連續(xù)性為最佳，也是設(shè)備制造廠默認(rèn)布局狀態(tài)。設(shè)備主機(jī)小包機(jī)和輔機(jī)小玻機(jī)各自獨(dú)立運(yùn)行，因?yàn)樯a(chǎn)產(chǎn)品特殊性，兩部分設(shè)備很容易因?yàn)樾」收贤C(jī)，為了避免主機(jī)一停下游機(jī)即停，嚴(yán)重降低設(shè)備運(yùn)行效率，在兩設(shè)備之間用一條半弧線性皮帶輸送通道連接[1]。設(shè)備高速運(yùn)行中，封簽粘貼是缺陷多發(fā)問題，封簽異常缺陷是最重要的A類質(zhì)量事故，避免產(chǎn)生該缺陷是所有生產(chǎn)廠都在持續(xù)思考問題。為此，一些三方廠家提供一種輔助設(shè)備，進(jìn)行煙包視覺外觀成像檢查，理論上所有缺陷外觀產(chǎn)品都可以剔出，避免進(jìn)入下一步工序。但在實(shí)際生產(chǎn)中，仍在成品或者市場退貨中發(fā)現(xiàn)此類缺陷。

圖1 GD-x1設(shè)備安裝示意圖

2 改造方案

主機(jī)對輔機(jī)影響小，為下游機(jī)提供足夠緩沖，理論上輸送通道越長越好。實(shí)際生產(chǎn)過程中，受限于設(shè)備安裝位置和保證產(chǎn)品質(zhì)量方面原因，輸送通道一般為7～8米。輸送通道產(chǎn)品為主機(jī)設(shè)備剛剛生產(chǎn)的出半成品，封簽剛粘貼出來即通過通道輸送至下游機(jī)，通道為皮帶傳送且存在兩個(gè)直角轉(zhuǎn)彎，皮帶震動(dòng)與摩擦，部分封簽存在移位甚至脫落可能（圖2為卷煙生產(chǎn)工藝布局示意圖）。視覺成像有效但是需要產(chǎn)品離散情況下固定位置拍照，所以只能安裝在主機(jī)出口，對通道輸送過程中產(chǎn)生異常則無能為力。

圖2 卷煙生產(chǎn)工藝布局示意圖

通過深入持久觀察發(fā)現(xiàn)，在煙包進(jìn)入下一道工序小玻紙包裹前需要對連續(xù)煙包再次離散，且此次離散后封簽被設(shè)備牢牢固定，不存在進(jìn)一步產(chǎn)生異味可能，在此對質(zhì)量檢控為最佳點(diǎn)。在包裝完成的煙包進(jìn)入小玻前，設(shè)備在封閉的一個(gè)直角拐彎處，對連續(xù)煙包周期往返側(cè)推，煙包進(jìn)入玻璃紙包裝盒模，完成再次包裝成型。完成玻璃紙包裝后，小盒包裝固化，沒有進(jìn)一步產(chǎn)生封簽異常可能性。通過實(shí)驗(yàn)分析，確定在小玻機(jī)入口推桿處增加檢控點(diǎn)，并利用設(shè)備自身缺陷產(chǎn)品剔出異常產(chǎn)品。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由信號采集單元、信號處理單元及控制單元組成。信號采集由一個(gè)電感式傳感器提供同步觸發(fā)脈沖，再由一個(gè)色標(biāo)傳感器通過顏色識別檢測位置封簽是否存在異常。信號處理單元由一個(gè)單片機(jī)電路板實(shí)現(xiàn)對采集信號分析、對比并判定異常，并跟蹤計(jì)數(shù)輸入設(shè)備原有電控電路，實(shí)現(xiàn)與原設(shè)備的融合，有效檢控異常煙包，同時(shí)不影響設(shè)備運(yùn)行效率目的，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 檢測器工作原理示意圖

2.2 硬件設(shè)計(jì)

檢測器實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，實(shí)現(xiàn)對煙包全部檢測并有效控制，關(guān)鍵在于檢測位置精確選擇。定位要實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，硬件上需要對原有設(shè)備適當(dāng)改造，便于安裝同步和檢測傳感器。封閉設(shè)備內(nèi)部空間狹小，要滿足檢測器安裝和有效檢測，需要對開展實(shí)驗(yàn)和精確計(jì)算，確定最佳改造位置，安裝實(shí)物效果圖如圖4所示。

圖4 安裝結(jié)構(gòu)圖

硬件設(shè)計(jì)采用ATF16V8B為核心的邏輯控制器單片機(jī)，該單片機(jī)是一款高性能的CMOS（電可擦除）可編程邏輯器（PLD），采用了Atmel經(jīng)驗(yàn)證的電可擦除Flash存儲技術(shù)。ATF16V8B集成了通用架構(gòu)的超集合，以便直接替換16R8系列和大多數(shù)20-pin組合PLD，如圖5所示，該硬件設(shè)計(jì)具有成本低，應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)[2～3]。

圖5 硬件功能布局圖

2.3 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)

該單片機(jī)在此裝置中起核心作用，主要功能是在同步信號滿足條件下，對色標(biāo)傳感器信號進(jìn)行識別和判斷。通過對設(shè)備機(jī)械動(dòng)作和電控系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，明確了程序功能需求和工作流程，進(jìn)而對單片機(jī)程序進(jìn)行開發(fā)。模擬器運(yùn)行通過后，對上機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證并適當(dāng)調(diào)試，印證了裝置設(shè)計(jì)與理論目標(biāo)一致。單片機(jī)部分引腳定義和程序如下：

3 結(jié)束語

通過增加煙包封簽在線檢控裝置，實(shí)現(xiàn)了煙包在進(jìn)入下一道工序加工，不可逆轉(zhuǎn)最佳位置全部在制產(chǎn)品監(jiān)測，對異常煙包自動(dòng)剔出。設(shè)備改造費(fèi)用低，安裝更新相關(guān)組件不參與設(shè)備運(yùn)動(dòng)，未對設(shè)備原有工作性能產(chǎn)生交互影響，自身可靠性高。同時(shí)，合理利用設(shè)備原有功能，裝置的輸出完全由原機(jī)自帶裝置完成動(dòng)作，對于異常產(chǎn)品剔出準(zhǔn)確且完全不影響設(shè)備性能和安全。裝置的啟用，有效杜絕了產(chǎn)生該類不合格產(chǎn)品可能性，降低了產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)，一定程度上降低了操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度，對于提高設(shè)備有效作業(yè)率，降低原輔材料消耗，保障產(chǎn)品質(zhì)量等方面都起到了積極促進(jìn)作用。

[1]ZB25型包裝機(jī)組編寫組.ZB25型包裝機(jī)組[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[2]馮文旭，等.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3]蘇家健，曹柏榮，汪志鋒.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].北京:高等教育出版社，2004.

Seals Cigarette Line Monitoring and ControlPractices

WUQi-yun,LIChao-zhen
(Tobacco Guangxi IndustrialCo.，Ltd.，Nanning530001，China)

GD-x1 package Locketquality problems,causedmostof the Seals,Seals skew performance,loss,and length.Retired cigarettemarketstatistics,the lack ofa substantialproportion of Seals.Sealsmissing,Class A quality problems in the determination of quality defects seriously affect the product reputation and corporate image.Based on the principle of in-depth analysis equipment,creative proposal to increase the monitoring point and automatic control deficiencies cigarette excised,into the next process to ensure productquality,avoid losing defect inflow Seals finished production processes.

microcontroller；seals；onlinemonitoring；precise control

TP486.3

B

1672-545X（2014）04-0091-02

2014-01-08

吳啟云（1980—），男，重慶人，在讀研究生，助理工程師、經(jīng)濟(jì)師，多年從事電氣設(shè)備管理工作，現(xiàn)主要從事企業(yè)先進(jìn)管理方法導(dǎo)入推進(jìn)工作。