ZB45（中支）包装机四号轮内框纸检测的改进研究

ZB45（中支）包装机四号轮内框纸检测的改进研究

陈晋耀

广东中烟工业有限责任公司梅州卷烟厂卷接包车间

摘要：ZB45型中支包装机组硬盒包装机YB45四号轮普通内框纸检测不具备判断彩色内框纸图案是否走位的功能，即当彩色内框纸运行到四号轮检测工位，只能检测彩色内框纸存在与否，无法识别彩色内框纸正面的图案是否已经裁切走位。文章在结合彩色内框纸的设计特点及彩色内框纸定位的原理进行分析后，提出了可以通过四号轮内框纸检测装置的改进，从而使该处检测既能检测普通内框纸的存在，又能够对彩色内框纸定位检测，以及进行报警和剔除。

关键词：ZB45中支包装机；彩色内框纸；四号轮；色标检测器；

近年来，随着烟支规格和包装设计的多样化，新型烟包逐渐出现了印刷有彩色图案的彩色内框纸。与普通内框纸设计不同，彩色内框纸卷在固定间距上印刷有图案，为使裁切后的单张内框纸图案一致且有自动纠偏功能，内框纸的输送装置也由传统机械传动变为能识别定位且可自适应调整的伺服传动。尽管彩色内框纸伺服输送系统具有传送精度高、自动补偿功能以及内框纸错误标志剔除停机功能，但实际生产中因机械及电气等综合因素，输送及裁切过程中不可避免出现图案走位的内框纸且存在漏检漏剔的情况，极大影响了产品的质量。

1、 存在的问题

    目前，市场主流的内框纸定长输送装置主要包括内框纸输送辊伺服电机、色标检测器及放大器等，控制系统硬件包括伺服控制器、伺服驱动器、伺服电机、PLC等。通过将色标传感器感应到内框纸上的色标标记时伺服电机逻辑编码器与计算得到的标准位置进行比较，得到该工位上偏差值，通过控制输送辊输送快慢改变输送长度以补偿该偏差值，使得每个工位上的内框纸长度保持一致的同时每张内框纸上的图案偏差在要求的±0.5mm以内[1]。当前ZB45（中支）包装机彩色内框纸检测仅限于定长输送系统本身具备的彩卡标志错误剔除功能，但日常生产中，由于机械传动、电气故障等因素，不同程度出现内框纸图案移位却不能完全甄别和剔除的现象。一旦定长切割系统本身出现漏检或故障，设备后端再无相关检测进行把控。基于实际生产中，彩色内框纸图案走位，基本出现在定长切割及输送系统，而四号轮作为内框纸传送和折叠的包装部件，对彩色内框纸定位检测非常必要。然而，ZB45中支包装机四号轮内框纸检测为普通的光电传感器，安装在四号轮模盒上方，对内框纸非印刷面进行检测，该检测只能在检测相位判断卡纸的存在与否，无法对彩色内框纸进行图案偏移缺陷识别，一旦彩色内框纸定长切割装置出现机械或电气故障，导致未能及时侦测图案偏移内框纸产生，将导致大量不良品流入下段工序。

2、 四号轮检测装置的原理分析及改进

2.1 四号轮检测装置原理分析

YB45四号轮二工位上端，安装有光电检测器2B511，在机器运行时，依据设定的检测相位，检测内框纸存在与否。如果该机器相位没有检测到内框纸，则停机报警，设备重新启动后在八号轮剔除工位将对应的无内框纸烟包进行剔除[2]。该检测器为普通的漫反射光电开关，无颜色识别功能；且该检测的设计安装位置为对内框纸背部的非印刷面进行检测，无法对正面图案偏移进行检测。该检测基于传统普通内框纸进行设计，无法对彩色内框纸图案是否偏移走位进行检测。

2.2 色标检测器

    为检测彩色内框纸图案是否裁切准确及输送定位，可利用内框纸上的彩色色标，进而选用色标检测器。色标检测器常用于检测特定色标或物体上的斑点，它是通过与非色标区相比较来实现色标检测，而不是直接测量颜色。色标检测器光源垂直于目标物体安装，而接收器与物体成锐角方向安装，让它只检测来自目标物体的散射光。

2.3 改进措施

为改进彩色内框纸裁切出来后没有其他检测进行再次把控的情况，且考虑到彩色内框纸色标点均在图案印刷面侧，本论文提出ZB45中支包装机四号轮第二工位模盒下方加装一个支架及色标检测器，而支架安装的角度和位置则依据彩色内框纸色标图案的位置而定。当彩色内框纸运行至检测相位时，色标检测器对卡纸上的色标进行检测，从而判断彩色内框纸是否存在或者位置是否偏移。为避免对原有检测的影响，色标检测器的检测信号通过切换开关接入原有的输入点（如图1），通过主机原程序在八号轮处对内框纸异常的烟包进行剔除，以简化设计并保证剔除的准确性。

正常生产普通内框纸烟包时，无需对内框纸图案进行定位甄别，开关S切换至左侧，四号轮内框纸检测信号由原来的光电检测器2B511输出；当设备转牌生产彩色内框纸产品时，开关S切换信号至右侧，由色标检测器对内框纸的颜色标记进行检测，从而实现对彩色内框纸存在及图案位置是否正确进行检测。

               图1  四号轮内框纸检测改进示意图

3、结束语

该研究改进方案在不改变原有设计的方式上对ZB45中支包装机四号轮内框纸检测装置进行微改造，通过以柔性的方式实现了四号轮普通内框纸与彩色内框纸的检测功能切换。该方案检测彩色内框纸存在与否的同时，也可以准确判断彩卡纸图案有无走位；如果在内框纸检测相位检测到异常，通过原有ZB45中支包装机主机的程序，在八号轮进行剔除，能够较大程度保障产品质量。相比加装工业相机进行视觉检测的方案，该方式改造成本经济、改造难度不高，功能简单实用。

参考文献

[1]赵 鑫  朱奕希. 电子产品世界2022(12):82-83

[2]孙志强 贾会志.ZB45/ZB25型包装设备电气维修2014（10）:161-162