对异常烟条在线检测剔除装置的探究张丽

发表时间:2020/6/16   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷3月7期   作者:张丽
[导读] 随着烟草行业对产品质量要求的不断提高,卷烟工厂对产品的各个细节的要求也越来越严苛
        【摘要】随着烟草行业对产品质量要求的不断提高,卷烟工厂对产品的各个细节的要求也越来越严苛。本文从实际出发,根据卷烟在生产过程中面临的主要问题,对如何保证烟条在运输过程中的完好性进行探析。
        【关键词】完好性;外观检测;剔除装置
        目前,GDX1/GDX2 包装机组在烟草行业得到广泛应用,其中烟条透明纸包装机CV是对烟条进行透明纸外包的设备,结构相对简单,因此在设计时其质量检测只是透明纸缺失,而且没有剔除装置。在生产过程中,随着该机型的广泛使用,许多问题也开始逐渐暴露。
        一、烟条外观检测剔除装置使用现状
        CV包装机最初的剔除方式是采用原机的方式,即停机然后人工拿走问题烟条的方法。人工处理的方式不仅影响设备的运行效率,也受人为因素的影响较大,缺陷烟条处理不当导致市场信息反馈,对企业品牌的社会形象造成不良影响。
        针对目前的烟条外观检测装置,几乎均是装在装箱机侧,用于最终检验烟条各种外观质量缺陷、污损、拉带等缺陷问题。在功能上能满足生产需要,但该种装置占用空间较大。
        在坏烟自动剔除方面,许多烟厂采取了一些加装自动剔除的方法,如高速长行程气缸水平推出烟条的方式、竖直剔除的方式【1】等,以上方式虽能实现自动剔除功能,但在设备性能、成本、空间等方面均有较高要求。
        目前,基于机器视觉的检测技术在卷烟类产品外观检测方面也有一些探索,例如基于模板匹配的小盒烟包外观检测研究【2】,通过对模板匹配算法改进,大幅度的提高了检测性能和检测速度。烟条外观检测主控系统设计【3】,对当前烟条检测设备的组成结构提出了一些扩展。卷烟烟条外观质量视觉检测系统的研究【4】,针对烟条外观质量检测系统的软、硬件结构,以及工作的流程做一些研究和探索。
        二、对烟条外观检测剔除装置的改进
        在实际生产过程中,为满足生产需要,保证烟条外观质量,各家卷烟厂对原机封边机构、美容器等装置进行了不同程度的改造,这些改造虽能在提高烟条透明纸的包装质量方面有所帮助,但或多或少会存在一定的缺陷。通过借鉴现有技术,结合自身实际情况,贵阳卷烟厂研发了一套较为符合功能需求的异常烟条在线检测剔除装置。
        该装置基于机器视觉技术,可实现自动检测烟条的烂玻纸、两侧端面翘边等缺陷问题,并自动剔除。大大降低CV停机次数,提高设备有效作业率,规避因烂玻烟条造成流水线堵塞,确保烟条运输的完好性。该装置主要由烟条分离机构、烟条散条检测机构和剔除机构三大部分组成,如图1所示。
       


       
       
图1 异常烟条在线检测装置的组成示意图
        1、烟条快速有效分离技术
        烟条分离采用“胶辊+皮带机”的方式。该方式的优势在于速度可以调节,同时避免在烟条表面留下划痕。


 

图2  烟条胶辊分离机构示意图
     2、烟条散条视觉检测技术
        在散条检测方面,采用烟条端面检测和烟条上表面检测相结合的方式。为了避免曝光时光源的互相干扰,系统采用分时拍照技术,使用两个同步传感器分别控制端面检测光源和上表面检测光源。
       
       
       

 




  

图4  烟条上表面的检测相机布局图(侧视图)
        3、自动剔除技术
        为了节省空间,剔除技术采用皮带输送烟条与侧面高速气缸剔除相结合的方式,其剔除安装示意如图5所示。整个剔除系统是由工控机控制电磁阀剔除,具有快速响应、便于控制的优点。




图5 烟条剔除机构示意图
       
        当前,我国的经济、科技快速发展,烟草行业的变革步伐也相当迅速,产品外观作为产品质量管理的一部分,对于消费者的第一印象至关重要。通过研发异常烟条在线剔除检测装置,可使此项检测工作有人工转为全自动化,从而实现高效、快速、准确的目标。
参考文献:
[1]张军. 烟条外观检测系统设计探讨. 陕西中烟宝鸡卷烟厂,2010.
[2]沈宇航.高速小盒烟包外观质量检测系统设计[J].机械设计与制造工程,2017.
[3]李琦. 卷烟条包外观缺陷检测系统的设计[D]. 南昌:南昌大学,2016.
[4]何永刚.卷烟烟条外观质量视觉检测系统的研究[D].昆明:昆明理工大学,2007.
       
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