ZB48型包装机铝箔纸双通道检测装置

ZB48型包装机铝箔纸双通道检测装置

叶勤陈敏胡一林

（浙江中烟工业有限公司310009）

摘要：开发一种ZB48包装机铝箔纸双通道检测装置，该装置包括一块单片机电路、一个外壳、一个电源开关、两个光纤放大器、一个光纤头支架和LED指示灯。两个光纤放大器的光纤检测头安装在一个光纤支架的两边，对应的分别是轨道1内侧边缘检测和轨道2内侧边缘检测，通过放大器光纤来检测两个通道的铝箔纸边缘内侧存在情况，经过单片机的逻辑判断和信号切换，再经由包装机的子站输入端子送入ZB48包装机的IPC系统，由IPC判断铝箔纸边缘检测是否正常，如果光纤放大器连续检测到铝箔纸内侧边缘异常，就会产生报警和停机，并在IPC中记录铝箔纸边缘检测异常烟包数量和停机记录。使用铝箔纸双通道检测装置之后，因铝箔纸包装缺陷所造成的质量缺陷追溯降为零次，有效检测铝箔纸包裹质量缺陷。

关键词：包装机；铝箔纸检测

宁波卷烟厂卷包车间目前有3台套ZB48包装机机组，该机型为上海烟机厂生产。ZB48硬盒包装机铝箔纸包装工艺有铝箔纸卷盘架、展开辊组、张紧装置、纠偏装置、纸张分切分开装置，钢印压纹装置、定长切割与输送装置，铝箔纸折叠成型通道等组成。ZB48包装机由于速度快，在生产过程中小盒包装难免出现缺陷，其中常见问题是铝箔纸包装缺陷，主要有：1.压纹异常；2.烟包宽度方向铝箔纸不居中（纠偏后跑偏或纠偏异常）；3.烟包长度方向位置不正确（输送不到位）；4.铝箔纸包裹错牙（三潭偏斜）；5.铝箔纸折叠不到位；6.烟包铝箔纸破损等，其中2，4，6类缺陷频繁出现并由此产生质量缺陷，且一旦出现缺陷，可能会引起大批量翻仓，会产生人力和辅材的浪费，而我厂的ZB48型包装机双通道铝箔纸的边缘检测各检测外侧边，双通道的两个内侧铝箔纸检测缺失，存在很大的质量风险，通过增加检测装置，对上述质量缺陷及时检测和报警，一方面让操作人员可以及时调整处理，另一方面减少缺陷烟进入下一工序和市场，从而进一步提高产品质量，满足市场、企业不断提高的质量要求。

为了解决上述技术问题，小组制定了活动计划，并按计划完成PDCA的实施。我们公司为解决ZB48硬盒包装机铝箔纸缺陷造成质量追溯的问题，专门成立了卷包车间超高速机质量提升小组，小组成员集合了车间优秀骨干技术人员，其中有硕士研究生一名，高级技师二名，工程师二名，技师三名，自成立以来，根据专业特点，在卷包车间积极开展质量管理活动，解决了工作中的多个技术难题，是一支创新能力强、富有创造力的基层维修团队。

2017年10~12月国产超高速机台小盒外观缺陷率为16.1%，远超车间平均水平。分析小盒缺陷具体原因，发现铝箔纸问题产生的质量缺陷占比最高。且铝箔纸包裹缺陷是由于检测器只能检测铝箔纸外侧边问题，而不能剔除内侧边包裹缺陷烟包。由于铝箔纸包裹问题产生的质量缺陷增加了设备停机调整时间，且会引起频繁的质量追溯，不仅降低了设备运行效率还大大增加了员工的劳动强度。据统计2017年宁波卷烟厂3台ZB48型硬盒包装机10-12月份质量追溯中，由于铝箔纸包装缺陷所造成的质量缺陷追溯为12次，平均4次/月。通过以上需求分析，主要需求是提升小盒外观质量和降低因铝箔纸缺陷引起的质量追溯频率。

小组成员带着行业内是否有更优双通道铝箔纸检测方式的问题，利用专利检索网站例如万方数据、SOOPAT、中国知网、维普资讯网等网站展开进一步查新工作，以关键字为“包装机、铝箔纸检测”等进行查询。其一、查询结果中《卷烟包装机小盒铝箔纸缺陷检测装置》专利涉及一种检测及剔除卷烟小盒铝箔纸缺陷的方法及装置,是在线通过两个电感式接近开关对运动中的小盒两个侧面进行扫描检测,该种检测装置对运动中的小盒两侧进行扫描检测设计思路可供借鉴，可设计铝箔纸两侧边缘检测器。其二、查询结果中《GDX2卷烟包装机五轮铝箔纸检测装置的设计应用》涉及一种五轮铝箔纸检测装置，该装置由一个内侧电感式传感器、一个外侧电感式传感器、一个控制单元和PLC控制软件组成。经检测有铝箔纸缺陷的小盒卷烟在包装机的六轮剔除站处被剔除。该种检测装置由两个传感器检测烟包的内外侧的设计思路可供借鉴，可设计铝箔纸两侧边缘检测器。

本次课题主要症结在于如何完善铝箔纸双边检测上，由于GDX型包装机采用铝箔纸内外部同时检测，小组成员提出，可以借鉴“GDX包装机铝箔纸内外部检测”的思路，将没有铝箔纸边缘检测的这边装上检测器，内外侧铝箔纸边缘检测器同时对铝箔纸偏移进行检测。本项目旨在通过增加检测装置，对上述质量缺陷及时检测和报警，一方面让操作人员可以及时调整处理，另一方面减少缺陷烟进入下一工序和市场，从而进一步提高产品质量，满足市场、企业不断提高的质量要求。

针对ZB48包装机铝箔纸包装工艺进行了分析，在设备现场对铝箔纸边缘检测工位的机械结构进行分解，通过对相关零部件的测绘和记录，发现两条铝箔纸折叠输送通道之间的空间结构较小，无法安装常规的检测器。经过分析，对检测器进行选型，并对多种方案进行分析，最后一致决定根据检测工位的空间结构通过自主设计专用的检测器，可以完成对铝箔纸边缘的检测，方案可行性较高。

开发一种ZB48包装机铝箔纸双通道检测装置，该装置包括一块单片机电路、一个外壳、一个电源开关、两个光纤放大器、一个光纤头支架和LED指示灯。两个光纤放大器的光纤检测头安装在一个光纤支架的两边，对应的分别是轨道1内侧边缘检测和轨道2内侧边缘检测，通过放大器光纤来检测两个通道的铝箔纸边缘内侧存在情况，经过单片机的逻辑判断和信号切换，再经由包装机的子站输入端子送入ZB48包装机的IPC系统，由IPC判断铝箔纸边缘检测是否正常，如果光纤放大器连续检测到铝箔纸内侧边缘异常，就会产生报警和停机，并在IPC中记录铝箔纸边缘检测异常烟包数量和停机记录。使用铝箔纸双通道检测装置之后，因铝箔纸包装缺陷所造成的质量缺陷追溯降为零次，有效检测铝箔纸包裹质量缺陷。

小组成员在开发成功ZB48型包装机铝箔纸双通道检测装置之后，在2018年8~12月期间在3台ZB48型包装机中进行了推广应用，并对使用ZB48型包装机铝箔纸双通道检测装置之后，铝箔纸包裹缺陷的内部质量追溯次数进行了统计，通过数据统计，小组成员发现，自从2018年8月开始使用铝箔纸双通道检测装置之后，2018年8~12月铝箔纸包裹缺陷内部质量追溯次数共计为零次，低于每月1次的目标值，突破了每月0.7次的挑战值，达到并超越预期目标。

通过本项目的推行，课题组在无形效益上也取得了很好的成果：

①工艺检测点的全面覆盖，防止了包装机生产过程中铝箔纸包裹缺陷批量产生的隐患，保证卷烟成品品质不变，缓解操作人员紧张情绪。

②通过减少因铝箔纸包裹缺陷翻仓次数，减少操作人员的劳动强度，降低人力消耗。

③杜绝相关不合格品流入市场，提升产品质量，提升利群品牌形象。

通过此次项目的实施，小组积累了非常宝贵的实战经验，团队合作精神、动手能力、创新精神都得到了普遍的提高，也深深感受到了科技创新的重大作用。在今后我们将持续关注生产过程中出现的各类设备问题，积极进行技术创新和开发，不断提高设备保障能力，为提升企业的产品质量不断努力。

参考文献：

[1]《卷烟包装机小盒铝箔纸缺陷检测装置》，专利申请号：CN200710035420.3

[2]《GDX2卷烟包装机五轮铝箔纸检测装置的设计应用》，作者潘安岳-《科技风》-2013年23期