FOCKE包装机小油散包检测装置设计

FOCKE包装机小油散包检测装置设计

马海帆，李力

（红云红河烟草（集团）有限责任公司红河卷烟厂，云南红河  652300）

摘  要：FOCKE350包装机是我厂重要的硬盒包装机，承担着我厂硬盒包装机的重要生产任务，经调查发现小油包装工序中经常出现小油散包质量问题，缺陷烟包增加了消耗，多次组织修理队伍对其进行修理，但是并不能彻底杜绝小油散包质量问题。鉴于同是包装机的B1机、GD-X2机上均安装有小油散包检测装置，且GD-X2的效果更加良好；假设,如果我们能在FOCKE350包装机上研制小油散包检测装置，采用类比GD-X2设备的小油散包检测装置，在FOCKE350的401转塔出口盖板上开槽、钻孔并安装检测装置，修改上位、设备程序；以此降低小油散包质量问题，提高设备运行效率。

关键词：接近传感器；机械臂；西门子PLC

0  引言

小油散包缺陷具有偶发性，无法预期、无法控制。仅依靠操作人员看守，或进行高频次的产品自检来实现对小油散包缺陷烟的质量控制，不仅浪费了大量的人力、物料，同时也无法完全避免缺陷产品流入市场。

1  目标任务

我们将目标设定为：FOCKE包装机小油散包检测装置的准确性为100%。

设定目标后，我们进行了目标可行性分析：

1.1、由于小包包裹成型后，后续的生产工序没有针对小油散包的检测，给控制缺陷产品流入市场带来不便，无法保障产品质量。因此，FOCKE包装机小油散包检测装置的准确性必须达到为100%。

1.2、转塔出来的烟包通过检测的时间相同，能够保证每包烟的检测时间不低于“小油散包检测”的检测时间。

因此我们认为，目标可行。

2  主要研究方法

2.1 提出方案

为实现课题目标，我们召开会议，围绕“FOCKE包装机小油散包检测装置的研制”，提出了三种方案：

2.2 选择方案

我们对三种方案进行了综合对比分析，选择最佳方案。

方案一   采用金属接近开关检测装置, 利用油封纸散包触发平衡杆的特点，使用金属接近开关进行检测。以接近开关能否检测到金属平衡杆来判断小油是否存在。优点：检测反馈速度快，可满足设备中速运转时的检测要求; 检测稳定性好，不易损坏；缺点：设备振动容易造成误剔。对技术精度要求低，技术难度较低，无需再作替他调校，技术难度相对较低；操作简便高效，调牌生产不会影响检测效果。

方案二   采用光电传感器检测装置, 利用不同材料对光的反射率不同这一原理进行检测，控制系统依据接收信号的变化判断小油是否存在; 缺点：检测稳定性差，调牌生产、辅料的变化等都会对检测结果产生影响。方案二根据小油散包与正常烟包表面材料不同，对光的反射率也就不同这一原理进行检测，虽然可以满足检测要求，但一旦涉及调牌生产更换辅料时，必须重新依据新辅材特点调整检测参数，操作较为繁琐。

方案三色标传感器检测装置，稳定性较差，检测准确性低，操作繁杂；方案三检测准确性低，由于小油散包烟与正常烟包没有较大的色差，不能满足色标传感器工作原理，故综合考虑后选用方案三。

经过综合对比分析，我们最终决定采用方案一：金属接近开关检测装置。

2.3 最佳方案细化设计

3  项目创新与设计

3.1 安装接近传感器

我们于2016年4月14日在设备上安装完成接近传感器。

图1 传感器装置安装示意图

安装完成后，我们人为制造了部分缺陷产品对该检测进行测试，结果显示，该检测对小油散包缺陷的识别率达到100%，对策目标完成。

3.2 编写PLC控制程序并写入FOCKE控制系统

我们于2016年4月16日～23日，进行了PLC控制程序的编写，并进行模拟实验。确认程序可正常运行后，写入FOCKE控制系统。

4月23日，检测装置安装完成，并与控制程序连接完成后，我们人为制造了无小油缺陷烟包对检测装置的识别、剔除情况进行了测试。

测试结果显示，检测装置对小油散包的缺陷产品能准确识别，并进行剔除。缺陷产品剔除率为100%。

3.3 上机测试

4月25日～4月30日，我们进行了检测装置上机测试。上机测试分为两个部分。

第一部分：人为模拟小油散包测试

通过人为干预的方式，在设备正常运行中，按下停止按钮停止设备。随后在401转塔内处人为放入小油散包烟，之后启动设备，观察小油散包的烟包是否能被有效识别并于401出口处准确剔除。我们进行了10组（每组5次）共50次试验。测试结果如下表：

第二部分：设备自动运行过程测试

在设备自动运行过程中，小油散包烟包能被有效识别并在401出口处准确剔除，控制程序自动对剔除信息进行统计。测试结果显示，新增的FOCKE包装机小油散包检测装置能准确识别缺陷产品并进行剔除。缺陷品识别、剔除率100%，对策目标完成。

4  效果验证

4.1 目标完成情况

该检测系统安装完成后，我们对2016年5～9月，31#机小油散包缺陷产品剔除情况进行了调查，调查结果如下：

表4.1【2016年5～9月31#机小油散包缺陷产品剔除情况调查表】

从表中可以看出，在数据调查的半年内，31#机包装机小油散包检测装置的准确性为100%。活动目标圆满完成！

4.2 效益分析

项目涉及的方案设计、程序编写等工作都由我们自行完成，成本费用大幅降低;我厂共有7组FOCKE设备，该检测装置的推广有利于在线质量检测系统的完善、质控水平的提升。

5  结束语

FOCKE包装机小油散包检测装置的研制，较好地解决了实际生产中存在的缺陷产品问题，完善了产品质量在线控制，提升了质控水平。以最少的投入，最大程度降低了缺陷产品进入流通环节的可能性。同时，我们解决问题的能力得到了提升，学习了更多设备原理的知识。

参考文献

[1]张凤珊．电气控制及可编程序控制器．3版 [M]．北京: 中国轻工业出版社，2004．

[2]张万忠．可编程控制器应用技术 [M]．北京: 化学工业出版社，2002．

[3]史国生．电气控制与可编程控制器技术 [M]．北京: 化学工业出版社，2002．

[4]孙琪真, 分布式光纤传感器与接近传感器信息处理技术的研究及应用[D]. 华中科技大学 2008