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包裝機新增質量檢測係統

發布時間:2020-06-08 10:20:02 |來源:網絡轉載

1引言

在我國煙草行業引進的包裝設備中,意大利公司生產的包裝機占有相當大的比例,已成為目前國內各個 煙廠的主流包裝機,早期引進的包裝機的電控係統為FZ係統,主要釆用78塊邏輯線路板作為其主控設備,硬盒硬條包裝機是目前國內煙草包裝設備中主力產品,釆用MICRO-n計算機控製係統,高速穩定地完成從煙支進給到條盒成品包裝 的全部生產過程。可直接調整生產參數、顯示生產過程中各種 故障和班產量、次品產量、效率等,能避免人工接觸煙支,具有A 動檢測、自動剔除和自動診斷功能。

隨著作為可編程序控製器的控製核心微控器(MCU)技術的 發展,可編程序控製器的功能也越來越強大。現在的聽編程序控 製器不但T,作速度快一邏輯指令執行時間為每條零點幾個 高級應用指令每條為幾個或幾十個J1S;而且功能強大的邏輯運 算功能、豐富的數學計算功能以及町靠的遠程通信功能。0M- RON-CJ1M PLC就是其中一種具備以上功能的小型PLCo本文 主要介紹OMRON-CJ1M PLC與OP320可編程操作顯示器相 結合使用在高速包裝機煙包外包裝質量檢測和控製功 能的設計和應用。

2問題的產生

現在的卷煙市場競爭十分激烈,各廠家都使出渾身解數來 提高自己的產品質量和維護自己品牌的聲譽,所以各廠家都想 盡辦法使自己進入市場的產品為零缺陷。在產品生產過程中廠 家對產品質量的把關非常嚴格,特別是對卷煙的最後一道工序- 包裝工序的包裝質量要求更為嚴格,往往對同一種材料進行多 次缺陷檢測,以避免次品流入市場。原產意大利的包裝機 是世界上目前最好的卷煙包裝機,也是業內的主力包裝機型,它 拓宏偉:助理工程師 具有包裝質量好,有效作業率高,人機安全可靠性高等優點。盡 管它檢測功能多,但仍然不是十分完善,不能滿足廠家的質量要 求,有必要增加一些的煙包外包裝質量缺陷檢測功能。如在煙包 內的鋁箔紙破損缺失檢測,缺少內卡紙檢測,煙包開口檢測,煙包 的薄膜包裝檢測等。

3設計方案及應用

意大利公司生產的包裝機控製係統的核心CPU是公司在美國INTEL公司特製的具有控製語言的控製 芯片,其先進性不言而喻,但也存在一些不足。其中MICRO II係 統控製軟件對用戶不開放,這就給用戶增加新的控製功能或控 製方式等帶來很大困難。為了進一步提高包裝機生產的 產品質量,增加新的檢測功能,隻有避開MICRO II不開放的控 製軟件,增加外電路來實現新增的檢測功能。主要功能是將檢測 器檢測到的壞煙包移位到剔除位置,使剔除電磁閥動作,將其剔 除。采用邏輯電路,單片機電路,PLC電路3種方案之一都可實 現對的小包機、小包透明紙機、條包機、條透機生產的產 品增加檢測功能並控製剔除不合格產品。方案比較如附表所 示。通過比較,顯然選擇方案3,PLC電路最好,盡管成本高些,但 其他性能最好。

3.1需要解決幾個關鍵問題

  1. 機器運轉和電氣控製同步脈衝的提取。
  1. 新增控製係統檢測與剔除相位的確定。
  2. 新增控製係統的實時性。
  1. 新增控製係統與原係統的兼容性即兩係統互不幹擾。

3.2解決方法

(1).同步脈衝的提取:

經現場測試和與分析圖紙發現,原機帶有三個絕對型軸編 碼輸岀的信號,絕對編碼器由機械位置決定的每個位置是唯一 的,它無需記憶,無需找參考點,而且不用計算,什麽時候需要知 道位置,什麽時候就去讀取它的位置。根據以上的特點我們就可 以根據這三個絕對型軸編碼輸出的信號來取得同歩脈衝信號。 絕對型軸編碼輸出的信號是格雷碼,它是不能被程序直接使用 的編碼形式需要經過進行解碼和譯碼獲得二進製轉換碼。

首先介紹一下格雷碼。格雷碼供文:Gray Code, Grey Code, 又稱作葛萊碼,二進製循環碼)是1880年由法國工程師Jean- Maurice-Emile Baudot發明的一種編碼,是一種絕對編碼方式, 典型格雷碼是一種具有反射特性和循環特性的單步自補碼,它 的循環、單步特性消除了隨機取數時出現重大誤差的可能,它的 反射,自補特性使得求反非常方便。格雷碼屬於可靠性編碼,是 一種錯誤最小化的編碼方式,因為,雖然自然二進製碼可以直接 由數琳轉換器轉換成模擬信號,但在某些情況.例如從十進製的 3轉換為4時二進製碼的每一位都要變,能使數字電路產生很 大的尖峰電流脈衝。而格雷碼則沒有這一缺點,它在相鄰位間轉 換時,隻有一位產生變化。它大大地減少了由一個狀態到下一個 狀態時邏輯的混淆。由於這種編碼相鄰的兩個碼組之間隻有一 位不同,因而在用於風向的轉角位移量-數字量的轉換中,當風 向的轉角位移量發生微小變化(而可能引起數字量發生變化時,格雷碼僅改變一位,這樣與其它編碼同時改變兩位或多 位的情況相比更為可靠,即可減少出錯的可能性。

由於格雷碼不是權重碼,每一位碼沒有確定的大小,不能直 接進行比較大小和算術運算,也不能直接轉換成為位信號,要經 過一次碼變換,變成自然二進製碼,再由上位機讀取。解碼的方 法是用'0'和采集來的4位格雷碼的最高位(第4位)異或,結果 保留到4位,再將異或的值和下一位(第3位)相異或,結果保留 到3位,再將相異或的值和下一位(第2位)異或,結果保留到2 位.依次異或,直到最低位,依次異或轉換後的值(二進製數)就是 格雷碼轉換後自然碼的值。

硬件實現法。根據二進製格雷碼轉換成自然二進製碼的法.

(2).檢測與剔除相位的確定:

PLC依據解碼信號產生所要得到的相應的同步信號。得到 同步信號後就要解決控製係統檢測與剔除相位的問題。其中檢 測相位和剔除相位是通過大量的現場調査和實驗所得到的一 組經驗數據,由於設備本身存在差異需要就各設備本身在現場 進行微調。

⑶.實時性與兼容性:

考慮包裝機以每分鍾八千支煙的包裝速度進行工 作,尤其是新增檢測在機器運轉狀態下進行,必然要求新增係統 具有很強的實時性。為了達到實時性的目的在選型上要釆用高 檔高速機,並釆用快速響應輔入輸出模塊。同時,在控製軟件的 編製上要進行優化處理。使其係統處理及指令執行時間滿足係 統的要求。為了保證係統的兼容性,在新增係統與原係統接口處 增加隔離驅動電路,使新增係統的輸入輸出信號在高速運行狀 態下能夠保持準確無幹擾。

3.3設計

對於包裝機來講,盡管它檢測功能多,但仍然不是十 分完善,不能滿足廠家的質量要求,有必要增加一些煙包外包裝 質量缺陷檢測功能,所以新增功能的設計就主要著眼於煙包外 包裝質量缺陷檢測功能來方麵設計,實施現場功能應用。

首先,設計的核心是檢測功能程序。在設計程序方麵不僅要 考慮到設計本身要完成的功能,還要考慮到與設備原程序中相 關的程序的配合,以及一些相關的故障顯示,報警功能。比如原 機剔除功能運行時對於相應的新增檢測功能的屏蔽和關斷等 的配合工作達到設備運行順暢檢測功能合理。

其次,新增檢測功能檢測位置(機械安裝位置)的選擇以及 PLC,顯示器的位置。位置的選擇既要達到檢測效果最佳也要求 便於安裝調試,還要保證不影響原設備運行。

再次,檢測設備的成本也是設計人員所要考慮到的問題,為 了降低成本以及便於實施,設計方案中全部使用原設備上所提 供的已有電源。

最後,為了體現設備的人性化在設計中增加了 OP320可編 程操作顯示器.它與PLC的配合使用使得在車間裏不管是設備 的使用人員還是維護人員都能對設備的運行情況和故障情況

一目了然提高丁作效率一鋁箔紙破損缺失檢測設計。位置安裝鋁箔 紙檢測傳感器。上下位置各安裝一個傳感器達到對鋁紙雙麵的 檢測效果!在程序設計中如果在檢測點檢測到上下任意有一處 煙包的鋁箔紙有破損或是缺失就要將其剔除並在顯示器 OP320上顯示爛鋁箔故障.原機顯示5、6輪堵停機剔除壞煙包。 程序中要對特殊情況進行屏蔽在此處,如檢測不到拉片情況的 空模盒進行屏蔽.否則會出現誤動作停車現象。

缺少內卡紙檢測.。在位置上安裝缺少內卡紙 檢測色差傳感器,檢測內卡紙是否存在如果沒有內卡紙在八輪 處將缺少內卡紙的煙包剔除,並在顯示器OP320中顯示缺內卡 紙故障,原機無顯示。程序中要對特殊情況進行屏蔽在此處,如 五輪有打開的現象就將進行屏蔽,否則會出現誤動作停車現象。

包裝機新增質量檢測係統已經在多台設備上使用, 對於現場調查回來的數據表明本套係統對於包裝機產 品外包裝質量有著很好的檢測功能大大降低了次品率,再生產 中給設備帶來極大地幫助,受到廠內一致好評

4結論

對於卷煙機來說,目前已經成為國內廣大煙廠的主力機型,機型的年產量也相當的可觀,所以對於與相關機型的技術改造和技術革新也相當多!本文所論述的就是關於機型改造中的新增質量檢測係統,本係統已經應用投入生 產多年,在廠內的使用情況也非常理想已經成為一種可靠成型的改造係統。

 

 

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