GDX2包装机输送皮带稳定装置的研制

GDX2包装机输送皮带稳定装置的研制

刘倩，孙英俊，聂坤，袁勇，吴传绪，胡利波

（贵州中烟工业有限责任公司毕节卷烟厂，贵州 毕节 551700）

【摘要】 

GDX2型包装机的上游机将烟支包装成小盒之后，通过输送皮带将烟盒送入下游机，输送中程安装有小盒CCD外观检测装置，将外观有质量缺陷的烟盒剔除。小盒CCD外观检测装置的剔除原理是将通过的每一包烟盒进行多个相机位的拍照，通过与原本储存的合格产品图像进行对比，将相似度低于设定值的烟盒视为不合格而剔除。由于输送皮带在高速运转情况下有震动产生，导致烟包进入小盒CCD时抓拍的照片有位置不正、色差、角度倾斜等情况从而误剔除合格烟盒，导致浪费。为解决此问题，研制了GDX2包装机输送皮带稳定装置，保证烟盒在进入小盒CCD时的稳定性。

【关键词】GDX2型包装机小盒CCD  外观检测  皮带  震动  稳定装置

引言

卷烟工厂的生产过程中，需要进行烟支的卷制和包装，包装设备中常使用GDX2型包装机。烟支在GDX2包装机的上游机包装成小盒之后，通过输送皮带将烟盒送入下游机。输送皮带中程安装有小盒CCD外观检测装置，将外观有质量缺陷的烟盒剔除。

小盒CCD外观检测装置的剔除原理是：将输送带上高速通过小盒CCD的每一包烟盒进行多个相机位的瞬时拍照，将小盒各个面的照片图像与储存好的合格产品图像进行对比，当两者某一个点位的相似度低于设定值时，视为此包烟盒外观有质量缺陷，即刻触发电磁换向阀动作，利用正压空气将此包烟盒剔除。

由于输送皮带在高速运行情况下有震动产生，导致其上输送的烟盒在进入小盒CCD外观检测装置时也产生了震动，使得瞬时抓拍的照片图像出现烟盒位置不正、色差、角度倾斜等情况，导致小盒CCD外观检测装置产生误判，将大量合格烟盒剔除，造成原辅材料的浪费。

1 现状调查

图1 小盒CCD前减速装置                  图2 烟盒进入小盒CCD

如图1，小盒烟包在输送带上高速运输时，先进入减速装置，减速装置中沿烟盒输送方向的两侧导轨上安装有立式输送皮带，输送皮带运输方向与主皮带一致，其速度小于烟盒输送主皮带。由此，烟盒经过此处立式输送皮带时，受到阻力降速，再进入主输送皮带时，前方烟盒与后方烟盒产生相对加速，会使烟盒之间产生等距间隔，防止烟盒距离过近或者相连在一起，出现小盒CCD检测装置误剔现象。如图2，GDX2原机装置的输送带在输送带支架上进行传输时，两侧安装有侧导轨，可防止烟包侧翻落入地上。

通过跟踪一台设备三日内，三个生产班次小盒CCD检测装置剔除图片和剔除实物的对照查看，统计出由于皮带震动误剔除的烟盒数量，如下表所示：

                 表1  CCD检测误剔量统计表

通过表1可以看出，每个台班1台设备由于皮带震动带来的误剔数量平均值为141盒，3天总量达到了1267包，平均每天剔除量为422包，相当于0.85件成品烟。日常生产中产生的剔除烟盒，会进行人工识别分拣，对误剔烟包质量进行确认后，回加入正常生产线使用。但由于此类误剔烟盒产出量大，增加了人工操作难度，且会增加人工分拣带来二次质量缺陷的风险，此类烟盒只能报废，造成原辅材料和人力物力的浪费，降低了台班产量。

 2 改进方案

为解决皮带震动带来的烟盒误剔问题，设计一种GDX2包装机输送皮带稳定装置，图3所示：

在烟盒输送带进入到小盒CCD成像检测入口和出口处的输送带两侧，分别设计安装输送带稳定装置，起到稳固输送带的作用，使烟包平稳进入CCD成像检测。

图3 GDX2包装机输送皮带稳定装置图示

1、输送带支架  2、输送带 3、侧导轨  4、烟包  5、CCD成像检测 6、轴承支架  7、螺孔  8、螺钉  9、轴承

当生产出来的烟包经过CCD成像检测5时，由于在CCD成像检测5的两侧增加了稳定装置稳固输送带2，当烟包4通过时，可保证输送带2贴合在输送带支架1上，从而保证烟包4在垂直方向不发生抖动，平稳进入CCD成像检测5，完成烟包4质量的识别。

该CDX2包装机输送皮带稳定装置中的轴承支架6与输送带支架1相连接，在轴承支架6上打长孔，用于调节轴承和皮带间的间隙，保证皮带输送过程中紧密贴合支架，利用螺孔7与螺钉8的配合，固定轴承支架6，轴承9与轴承支架相6连接，用于压紧输送带2，保证输送带2水平面的平整。

烟包通过该稳定装置，可平稳输送至CCD成像检测，最大程度保证了在CCD中采集的图像真实稳定，与原始模板图像可进行精细的对比，减少因为图片模糊或图片拍摄移位误剔而造成的浪费。

3 效果验证

表2  CCD检测参数调整次数对比              表3  改造后CCD检测误剔量

未加装输送皮带稳定装置之前，为了提高小盒CCD外观检测的精确性，减少误剔烟包，生产班组电工需要经常对小盒CCD外观检测的设置参数进行调校修改，费时费力。

如表2，收集同一设备加装稳定装置前后，小盒CCD外观检测参数的调整次数数据，发现以一个月为周期，小盒CCD外观检测参数调校次数在加装输送皮带稳定装置后同比降低66.24%，调整频次减少，更好的保障了检测设备的稳定性和运行能力一致性。

同时，跟踪安装稳定装置后，同一GDX2包装机小盒CCD外观检测设备3天的检测误剔量，也有大幅下降，下降幅度达到70.45%，见表3。

4 结语

通过对卷烟包装设备的详细研究，定点到引起GDX2包装机外挂检测设备——小盒CCD外观检测设备误剔率高的症结，设计了GDX2包装机输送皮带稳定装置，不但减少了误剔烟包数量，节约了原辅材料成本，提高了生产效率，还降低了CCD检测装置参数的校准设置频次，保障了检测设备稳定性，维护了设备检测精度，对卷烟生产过程质量管控起到良好的效果。

参考文献

[1]《烟机设备修理工（包装）专业知识》编写组.烟机设备修理工（包装）专业知识.[M].郑州：河南科学技术出版社,2013:4

[2]《卷烟包装工专业知识编写组》.卷烟包装工专业知识.[M].郑州：河南科学技术出版社,2012:12

[3]南京大树智能科技有限股份公司.ZN029WV5小包外观智能自学习检测系统使用说明书

[4]南京大树智能科技有限股份公司.ZN029W自学习小包外观质量在线检测说明书

第一作者：刘倩，出生日期：1985年9月12日  性别：女  籍贯：贵州省毕节市  职称：助理工程师  研究方向：卷烟工艺质量

通讯作者同第一作者