GDX2空头检测的改进

于建强 裴诚 唐光雄

四川烟草工业有限责任 公司什邡分厂

摘要： 针对什邡卷烟厂卷包车间空头烟包剔除不尽的问题特对GDX2包装机的空头检测进行改进。GDX2包装机的空头由原来的机械式发展为光电式是一种质的飞跃。但在长期的使用和观察中，我们发现它（光电式空头检测）第一支烟或最后一支烟剔除量太大，有的低速时正常到高速时剔除猛增，有的又相反高速时正常而低速时剔除量急剧增加。经检测明显有较大误剔。为了减小误剔，保证消耗指标，我们可以调整光电检测的参数，保证尽量少误剔而又能剔除80%以上的空头烟支。再在模盒与一号轮交接处的后挡板上增设一个光电空头检测，将X站未剔除的空头检测出来，并在3号轮剔除。这样既保证了产，质，秏等各项指标，又真正保证烟包空头这一项做到零缺陷。

关键词： GDX2包装机;空头检测;光电式空头检测;机械式空头检测

GDX2包装机的空头检测工作原理及使用现状分析

GDX2包装机的空头检测早期的是机械式的检测器。它是由20个检测器组成的检测（专用件）。在一束烟（包）中，如果有一个或多个空头烟支通过检测器将被检测出来，并在X站剔除。在Y站剔除一张铝箔纸，停止商标纸吸附停止内框纸供应。检测器调整则是根据产品需要和烟支空头的设定情况，机械设定传感器的最佳位置。而这种检测器的优点是可以根据产品的工艺标准机械设定其检测的最佳位置，可靠性致较高。但由于其检测原理20个检测器相当于20个针组成的20个行程开关组，由故经常有某些检测接触不良或针被卡住而造成不剔坏烟或是挂烂烟支或是将烟支顶出皱纹。为此，GD公司推出了光电式空头缺支检测器。改善了机械式空头检测器使用中的不足。

GD公司的光电式空头缺支检测器和上海烟机厂推出的AV89704型ECOS烟支检测器是一套数据收集系统。既可以用于烟包内单个烟支的装填情况（空头检测），也可以用于检测整个烟包的完整性（缺支检测）。由主控部件，烟丝侧从属部件，虑嘴侧从属部件，图形显示面板，电源供给，母板等6大模块组成。其工作原理如下：

主控部件负责整个系统的控制以及数据处理，并发出剔除信号，提供操作者校准参数的设置。

从属部件主要负责从光电传感器采集数据，进行初步处理，它可以在间隔100us的情况下从传感器采集数据，并与系统设置的基准值进行比较判断，对光电传感器进行诊断，通过异步串行通信方式与主控部件进行通信，执行主控部件发出的命令。

显示组件作为人机交互界面，可以显示系统的相关信息，用户可以对系统参数进行设置以及使用系统提供的一些辅助功能。

工作过程中，在每一个小包通过时系统都会在特定的相位区间内进行取样，并对取样获得的光电管的感应曲线进行计算。同时在诊断相位对光电传感器进行效率检测。主控部件根据通信得到的计算结果给出相应的输出。

光电式检测相对于机械式检测，其性能有很大提高，且它安装方便，具有高速（最高速>700rpm)可操作性，具有动态自动中心定位系统，高效自诊断，自动获取光电管的特征曲线等优点。可以说 GDX2包装机的空头检测由原来的机械式发展为光电式是一种质的飞跃。但在长期的使用和观察中，我们发现它（光电式空头检测）第一支烟或最后一支烟剔除量太大，有的低速时正常到高速时剔除猛增，有的又相反高速时正常而低速时剔除量急剧增加。经检测明显有较大误剔。经检查机器有浪位，模盒大小，模盒两侧的挡板位置等都在正常允许范围内。而要绝对消除这些影响几乎不可能。所以我们为了保证空头烟支完全有效的剔除 常常不得不将其灵敏度设置得相对较高，导致消耗增加。

改进方法

通过观察，我们发现烟支在从模盒进入1号轮时，在推送到位的瞬间，烟束的位置是很稳定的。于是我们在模盒与一号轮交接处的后挡板上增设一个光电空头检测，使其将检测到的空头在3号轮上进行剔除。这样可以保证进入1号轮的烟束中所有有空头的烟束将在3号轮进行剔除。由于3号轮剔除烟包是机器将降速。为了保证没有空头烟束进入4号轮的同时尽量保证机器的运转率，空头烟支的原检测位置处仍然使用光电检测器使之将绝大多数的空头烟束剔除掉。模盒与1号轮交接的后挡板处加设的空头光电检测器将少量在X站未剔除的空头烟束检测出来，并在3号轮进行剔除。

方案设计

增设在模盒与1号轮交接仓的光电式空头检测，主要由六部分组成:显示及控制面板模块，电源，中央控制部件，输出模块，编码器，光电检测部件。光电传感器部件由20个光电传感器组成，将检测到的信号传到中央主控部件。中央主控部件根据相位对20个曲光电传感部件出采集来的数据进行转换处理，计算并做出判断，最后输出相应的剔除信号。而显示及控制面板则是作人机交互使用。其中央中主控部件是整个控制系统的核心系统。由20 组A/D转换组成一组高速A/D通道检测系统并将转换后的数字信号输入到中央处理器，由中央处理器对其进行比较计算，最后输出结果（如下图）。

显
示及控制面板：显示及控制面板模块由液晶显示和控制按钮组成作人机交互使用。由模块通过RS232标准通讯接口将按键的信息传送到中央控制部件，同时将中央控制部件的数据指令传给显示器。

电源部件：电源部件为设备提供稳压电源，保证设备在稳定的电压环境中工作。

编码器：编码器为设备提供精确的包装机运转的相位参数。

光电检测器：光电检测器将烟支的填充情况转化成电压信号传送给中央控制部件。

中央控制部件：中央控制部件负责对所有的数据进行运算处理并输出相应的处理结果。并将合格烟束的剔除信号移位到下一包，并入铝箔纸偏移剔除信号，传送剔除指示灯显示信号。

剔除部件：剔除部件负责将剔除信号传给GDX2。

在硬件的选择和软件设计上我们充分考虑了各种因素如响应速度、干扰等。同时在电路设计和软件上进行了优化，并进行反复的验证和修正。从而使我们的检测器具有了很强的诊断能力和抗干扰能力，进一步保证了检测器的可行性，有效性。

总结

通过调整原机的空头检测，80%以上的空头烟束在X站被提出。增设光电式空头检测器将未在X站剔除的空头烟束检测出来，并在Z站剔除。这样既保证了空头烟束完全剔除，又保证了机器速度，提高有效作业率。增设光电式空头检测器使我们在“卷烟质量零缺陷”目标的空头这一项上迈出了坚实的一步。