PROTOS70卷烟机水松纸偏移检测装置设计

河南中烟有限责任公司 郑州卷烟厂 刘 畅

MAX70 接装机在正常生产中，由于多种因素的作用，MAX70 卷烟机的水松纸供给系统会造成水松纸输送过程中的内外偏移，导致内外排烟支的水松纸包裹不齐，严重影响了产品的质量。针对这些情况，经过长期实践和研究，对MAX70接装机的产品检测装置进行了完善，设计并安装了水松纸偏移检测装置，取得了一定的效果，提高了水松纸的包装质量进一步稳定和提高，减少了不合格品的产生，提升了有效作业率，降低了成本。

一、问题的提出

1.水松纸供给系统的组成。水松纸供系统给由纸盘支架、自动接纸器、供纸辊、上胶装置、切纸轮与切刀等组成。

2.故障分析。由于水松纸供给过程中只对水松纸拼接头以及断裂进行了检测，而这些检测采用的光电式检测传感器均安装在水松纸的中线部位，检测聚光点在水松纸的中间，当水松纸发生内外偏移时，检测装置依然能够检测到水松纸，进而不会触发报警程序使缺陷烟支剔除或使设备停机。虽然水松纸在传送过程中向内排或外排偏移的距离不多，但是由于烟支与切割位置相对于水松纸是固定的，在包裹到烟支表面以后，内外排水松纸的差距将是水松纸偏移量的2 倍，因为水松纸起到连接烟支与滤嘴的作用，所以严重时将导致滤嘴部位脱落。以往该缺陷完全依靠操作工实时检查，但这样会增大员工的劳动强度，而且一旦出现这种质量缺陷又未及时发现，将会浪费大量原辅料，从而导致生产成本增加。

二、设计方案及原理

1.检测装置的组成。在上胶装置与胶后加热器之间安装两个光纤传感器，对通过导向轮支架进入胶后加热器的水松纸边沿进行检测，此时水松纸通过最后一个导向辊进入胶后加热器，并在吸风的作用下吸附在切割轮上。在两个光纤头部加装一组透镜，使通过透镜的红色光束聚集到水松纸上，通过调整透镜在光纤上的安装距离调整聚焦光点的直径，使其小于1 mm。

利用机器运行高速使能继电器使能信号为检测提供使能信号，安装机器同步脉冲传感器在MAX70 接装机定时盘接收机器同步运行信号，定时盘每旋转一周产生一个脉冲信号，机器相对应的生产出一根双长烟，同步运行信号输送至可编程控制器的高速计数器中，产生移位信号，并为可编程控制器提供移位信号，确保缺陷产品的准确剔除

可编程控制器选用西门子公司S7-200 系列CPU224 小型PLC，安装在MAX70 接装机电器控制柜内，通过其控制缺陷烟支的剔除与报警。Rrotos70 卷烟机水松纸偏移检测装置组成如图1所示。

图1 Protos70 卷烟机水松纸偏移检测的组成

2.控制原理。当设备启动后，机器高速使能继电器吸合，其常开触点闭合，此时将24 V 直流电路接入PLC 输入端，为检测提供使能信号。得到使能信号后，水松纸偏移检测开始工作，始终检测水松纸内外边沿，当水松纸向一侧偏移超过1 mm 时，另一侧的光纤传感器检测不到水松纸，此时PLC 内部中间继电器使能，与机器同步运行信号配合，移位寄存器通过移位指令和字节存储器实现移位。当光纤传感器检测不到水松纸时，在移位寄存器字节存储器的初始位内置“1”，机器同步信号作为移位脉冲每个都会使“1”向前移动一位。并且此时PLC 输出信号使一个继电器线圈得电，控制220 V 声光报警器工作，发出声光报警，提示操作工水松纸异常，操作工通过手动调节水松纸回到正确位置。在此期间由于字节存储器地址内始终置“1”，直到两个光纤传感器都能检测到水松纸时，移位寄存器地址因没有输入信号开始置“0”，这时之前所有置“1”的位都由移位信号移动设定位数，这时烟支应达到双长烟剔除工位，使PLC 输出信号激活Y4 剔除阀将有水松纸偏移缺陷的双长烟剔除。程序流程如图2所示。

图2 程序流程

当有一侧水松纸检测不到时，PLC 内另一段程序开始进行倒计时，延时10 s 后PLC 输出信号使另一个继电器吸合，断开水松纸断检测输入线路，使MAX70 接装机发出停机信号，并在工控机上显示水松纸断红色信息，只有人工将水松纸调整回正常位置后，才会断开PLC 的输出，使卷烟机能再次启动，避免未及时调整造成的原辅材料消耗。

三、使用效果

PROTOS70 卷烟机水松纸偏移检测装置安装后，可在卷烟机不停机的情况下准确剔除水松纸偏移缺陷烟支，并可经过简单改装后安装在SUPER9 等卷烟机上。装置结构简单，实施成本低，安装简便，程序调整方便，与卷烟机运行程序互补且无相互影响，不用改动卷烟机机构，不影响设备外观，剔除准确可靠，能有效防止缺陷烟支流入下道工序，并且减少了原辅材料的消耗，降低了了操作人员的劳动强度，应用前景广阔。