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摘 要：在卷烟制造业中，对卷烟质量的检测一直是整个行业生产链的关键。检测技术的高效精确与否直接关乎产品质量，对整个企业的信誉及经济效益有着巨大的影响，因此，对检测技术的开发与改造是卷烟制造业中的重点。本文指出了当前卷烟制造业中检测技术的不足，并详细介绍了几种新型检测技术。
关键词：卷烟 检测 回收 技术开发
中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0081-02
要提高卷烟的生产水平，检测技术是重要一环。尽管随着科学技术的发展，卷烟制造业中的检测技术较以前已经有了质的飞跃，但是当前所使用的检测技术仍存在诸多不足之处。钢印、铝箔纸的检测技术、卷烟的圆周检测技术等都存在很多缺陷，这些缺陷严重制约了卷烟企业的发展，使得企业的产品质量水平长期停滞不前。在这一形势下，卷烟制造中检测技术的开发与改造就成为刻不容缓的时代要求。
1 当前检测技术的不足
首先，目前烟支钢印的检测技术主要采用的是传统的光电传感器、颜色传感器。但是，随着企业对品牌效应的重视程度提高，对产品质量的要求也有的大幅提高，传统的检测技术由于合格率较低，已经无法达到市场需求。目前，卷烟的钢印生产中经常会出现诸如钢印污点、位置跑偏、浓度不均，甚至于图案及钢号使用错误的问题。其次，当前对烟支直径圆周的检测主要采用气流压力检测法。这种检测技术虽然简单易操作，但是检测头极易受到乳胶、粉尘等影响，直接影响到检测数据的稳定度与准确度；同时，由于气压检测法不会对烟支的圆周进行扫描，这就直接导致无法得知烟支的圆度。再者，出于降低成本和环保的目的，现今烟厂均采用新型环保铝箔纸GDX2作为小包烟的内衬纸。虽然其节能降耗及环保的优势给烟厂带来了良好的经济效益和社会效益，但是由于新型材料金属含量的大幅降低，原有的电感原理检测技术已失效，可能导致铝箔纸有缺陷的小包烟流入市场，从而严重影响到企业的产品质量和声誉。
在当前检测技术已不能满足现实需要的情形下，各种新型检测技术正在不断被开发与改造。如烟支钢印在线视觉检测，GDX2铝纸在线视觉检测，激光CCD烟支圆周在线检测等技术正是针对上述不足应运而生，并不断被应用和推广。
2 在线视觉检测技术
针对烟支钢印检测技术的不足及新型铝箔纸检测问题，技术开发部门已经开发出相应的在线视觉检测技术。这项技术主要依赖于一套以高速视觉影像系统来检测产品缺陷的检测系统，同时辅以剔除功能。其原理是通过高速CCD摄像头对钢印或者铝箔纸进行定位拍照，并将所得图像以数字形式传输至图像处理系统，再通过控制器对数据进行分析处理，将所得结果与内存中存储的位置、灰度等标准图像信息进行对比，即可检测出相应的钢印或锡箔纸是否合格。与此同时，剔除装置则会根据同步时钟脉冲找出不合格产品，并将之剔除。
在钢印检测中，这种检测技术主要检测钢印位置及油墨状态。一旦发现钢印位置发生水平、垂直偏差，钢印过浓、过淡，或者钢印污点这些问题，剔除功能则会自发启动。剔除时一般采用自动剔除方式剔除单支卷烟。系统的功能分为检测、管控、告警、数据处理和远程管理几类。其中，检测又分为缺陷检测和系统全检，缺陷检测包含野墨、缺损、套色钢印位置、钢印重叠、钢印深浅不一、油墨过浓过淡检测，而系统全检则是对每一支烟进行以上缺陷的检测；管控功能并不仅仅局限于自动剔除这一项，当出现连续缺陷数目达到设定值时，主机将自动停机，并做出告警提示，同时，还具备一键换牌、自动换班和权限管理功能；告警功能也可分为预警功能、告警分类和自诊断告警；数据处理功能也相当多样化，包含了数据统计、数据查询及故障图片查询功能；远程管理则属于较为新颖的功能，通过这一功能，可以实现远程数据、图片查询，以及远程设备调试。
而在GDX2新型铝箔纸检测中，检测功能主要分三个方面：针对铝箔纸缺失、褶皱、破损、拉头缺失等状况的铝箔纸检测；针对内卡缺失、错位等状况的内卡缺陷检测；针对盒皮纸缺失、残缺、翘边、反面等状况的盒皮纸缺陷。其管控功能和数据管理功能均类似于钢印检测的相应功能。
这种在线视觉检测系统可以杜绝质量事故和连续大量废烟的产生，因此可有效减少物料损耗，大大提高生产效率，减少后续废料烟回收的工作量。经过实际应用发现该系统可实现高精度全检，正确率达到98%，有效提高了产品工艺检测手段及生产管理水平。该系统可以完全杜绝钢印连续性及偶发性质量印刷质量问题，不仅有效提高了产品质量水平，减少质量事故的发生，也为企业塑造了良好的品牌形象，提升了企业信誉度。各项数据即时动态化显示有效解决了固有质量问题和生产使用过程中断残缺损等老化现象，有助于生产人员掌握其使用规律；同时，极大方便了设备维护和修理工作。高度自动化的检测技术也可大大降低劳动强度，提高作业效率及设备综合的使用率。
3 在线烟支圆周检测系统
上文已经提及，气流压力法检测烟支直径、圆周很难获得精确结果，而基于CCD激光传感器的在线烟支圆周检测系统则圆满解决了这一问题。这套检测系统由激光测头、影响处理器、调整机构和人机界面几个部分组成。这套检测系统通过激光光源发出光束，光束经过烟支在接收器上投出阴影，传感器则通过对阴影长度的测量和计算得出烟支直径，并且通过步进电机带动激光传感器探头围绕烟支180°转动，实现对烟支的全面检测，从而得出其平均圆周和圆度。
这一检测系统具有测量与显示、伺服调整、剔除、声光报警和停机这几项功能。这些功能决定了其具有诸多优点—— 它不受烟支抖动、环境温度变化影响，可以实现高速、高精度测量；可以同时得到圆周、圆度数据，检测效率高；具有自清洁功能，可保证自身不受烟尘、乳胶等杂质影响；具有反馈控制功能，可自动调整直径，将生产的烟支直径控制在设定范围内。这些优点就意味着这种检测技术可以极大地降低成本，提高经济效益。 4 相关拓展技术
上述检测技术均具备剔除功能，而若被剔除的烟支无论好坏，均以废烟处理，则会造成巨大的资源浪费及有效作业率的降低，这些不合格产品仅仅是部分不合格，而其中往往有大量完好的烟丝，以及嘴棒、水松纸、盘纸、胶水等辅材，即使是被剔除的烟支，其中也不乏因失误错被剔除的合格产品。因此，卷烟生产在具备完备的检测技术的同时，应当辅以复选回收技术。
GDX2包装机烟支复选回收系统是解决上述浪费现象的有力武器。在这套装置中，烟支接收、阻挡装置完成烟支的接收以及出现残次烟支、包装机低速时的阻挡任务；紧接着，烟库缓存装置中则储存着待检测烟支；烟支的输送、检测和剔除在单支烟 输送装置中完成；随后，合格烟支将由层降装盘装置收集；相关数据会发送到烟支检测模块，并进行数据处理；中央处理系统负责信息处理和逻辑运算。当然装置的构成不止于此，输入输出系统、触摸屏显示器、蜂鸣器和警示器以及气动部分也都发挥着重要的作用。
这套复选回收系统主要有检测、管控和数据处理三项功能。检测功能即是对模盒剔除的烟支进行空头和缺嘴检测。管控功能这一环节中，系统先对烟支输送模盒部位剔除的烟支进行接收，再对接收到的烟支进行识别和剔除，然后对分选出的好烟进行回收，并辅以根据现场班次时间自动换班及声光报警功能。而所谓的数据管理则是分班次对已统计数据进行保存。
这套复选回收系统具有相当多的优点。首先，这套设备的所有动作都独立于卷烟机组和包装机组之外，不改变原有的工作流程，这就保证了在降低生产消耗的同时，不会对原有机组的运行带来冲击，有效防止了新的设备故障的出现；其次，在进行检测时，所有烟支保持在同一直线运动，且运行速度适当降低，这就保证了检测的可靠性；再者，这套装置采用了“无动力”的接收方式，即接收烟支过程中烟支与接收装置之间不会发生直接碰撞，这就很好地保护了烟支，有效防止了烟支的再次造末。另外，复选回收系统还具有运行稳定性高，安装维修方便可靠，对烟厂现场整体布局影响小等特点。有效地利用和推广这套装置，可以极大地减少浪费，提高工作效率，具有极大的经济效益和社会效益。
5 结语
随着科学技术的发展，各种高新科技及新兴材料将得到广泛应用。卷烟制造业要想在市场中占有一席之地，就必须牢记科学技术是第一生产力，狠抓技术开发与创新。不仅仅是检测技术的提升，生产销售中每一环节的技术发展都将为整个企业的发展带来不可估量的经济效益，技术开发与改造也将作为卷烟制造业的重中之重而长期存在。
参考文献
[1]洪杰.基于激光传感器的在线烟支圆周检测系统研究[N].湖南文理学院学报，2012，24（3）.
[2]谢玉宝，林国华，覃勤.高速摄像技术在烟支钢印检测系统中的应用[J].烟草科技，2010：1.
[3]崔道平.GDX2硬盒包装机单头铝箔纸检测装置的研究[J].科技风，2013（6）：12.
[4]刘勇，程霄，张龙.基于DSP的卷烟圆周检测系统的设计[J].测控技术，2008，27（7）.
[5]韩松，王李苏.烟支在线回收装置的设计[J].机械制造与自动化，2010，39（1）.
关键词：卷烟 检测 回收 技术开发
中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0081-02
要提高卷烟的生产水平，检测技术是重要一环。尽管随着科学技术的发展，卷烟制造业中的检测技术较以前已经有了质的飞跃，但是当前所使用的检测技术仍存在诸多不足之处。钢印、铝箔纸的检测技术、卷烟的圆周检测技术等都存在很多缺陷，这些缺陷严重制约了卷烟企业的发展，使得企业的产品质量水平长期停滞不前。在这一形势下，卷烟制造中检测技术的开发与改造就成为刻不容缓的时代要求。
1 当前检测技术的不足
首先，目前烟支钢印的检测技术主要采用的是传统的光电传感器、颜色传感器。但是，随着企业对品牌效应的重视程度提高，对产品质量的要求也有的大幅提高，传统的检测技术由于合格率较低，已经无法达到市场需求。目前，卷烟的钢印生产中经常会出现诸如钢印污点、位置跑偏、浓度不均，甚至于图案及钢号使用错误的问题。其次，当前对烟支直径圆周的检测主要采用气流压力检测法。这种检测技术虽然简单易操作，但是检测头极易受到乳胶、粉尘等影响，直接影响到检测数据的稳定度与准确度；同时，由于气压检测法不会对烟支的圆周进行扫描，这就直接导致无法得知烟支的圆度。再者，出于降低成本和环保的目的，现今烟厂均采用新型环保铝箔纸GDX2作为小包烟的内衬纸。虽然其节能降耗及环保的优势给烟厂带来了良好的经济效益和社会效益，但是由于新型材料金属含量的大幅降低，原有的电感原理检测技术已失效，可能导致铝箔纸有缺陷的小包烟流入市场，从而严重影响到企业的产品质量和声誉。
在当前检测技术已不能满足现实需要的情形下，各种新型检测技术正在不断被开发与改造。如烟支钢印在线视觉检测，GDX2铝纸在线视觉检测，激光CCD烟支圆周在线检测等技术正是针对上述不足应运而生，并不断被应用和推广。
2 在线视觉检测技术
针对烟支钢印检测技术的不足及新型铝箔纸检测问题，技术开发部门已经开发出相应的在线视觉检测技术。这项技术主要依赖于一套以高速视觉影像系统来检测产品缺陷的检测系统，同时辅以剔除功能。其原理是通过高速CCD摄像头对钢印或者铝箔纸进行定位拍照，并将所得图像以数字形式传输至图像处理系统，再通过控制器对数据进行分析处理，将所得结果与内存中存储的位置、灰度等标准图像信息进行对比，即可检测出相应的钢印或锡箔纸是否合格。与此同时，剔除装置则会根据同步时钟脉冲找出不合格产品，并将之剔除。
在钢印检测中，这种检测技术主要检测钢印位置及油墨状态。一旦发现钢印位置发生水平、垂直偏差，钢印过浓、过淡，或者钢印污点这些问题，剔除功能则会自发启动。剔除时一般采用自动剔除方式剔除单支卷烟。系统的功能分为检测、管控、告警、数据处理和远程管理几类。其中，检测又分为缺陷检测和系统全检，缺陷检测包含野墨、缺损、套色钢印位置、钢印重叠、钢印深浅不一、油墨过浓过淡检测，而系统全检则是对每一支烟进行以上缺陷的检测；管控功能并不仅仅局限于自动剔除这一项，当出现连续缺陷数目达到设定值时，主机将自动停机，并做出告警提示，同时，还具备一键换牌、自动换班和权限管理功能；告警功能也可分为预警功能、告警分类和自诊断告警；数据处理功能也相当多样化，包含了数据统计、数据查询及故障图片查询功能；远程管理则属于较为新颖的功能，通过这一功能，可以实现远程数据、图片查询，以及远程设备调试。
而在GDX2新型铝箔纸检测中，检测功能主要分三个方面：针对铝箔纸缺失、褶皱、破损、拉头缺失等状况的铝箔纸检测；针对内卡缺失、错位等状况的内卡缺陷检测；针对盒皮纸缺失、残缺、翘边、反面等状况的盒皮纸缺陷。其管控功能和数据管理功能均类似于钢印检测的相应功能。
这种在线视觉检测系统可以杜绝质量事故和连续大量废烟的产生，因此可有效减少物料损耗，大大提高生产效率，减少后续废料烟回收的工作量。经过实际应用发现该系统可实现高精度全检，正确率达到98%，有效提高了产品工艺检测手段及生产管理水平。该系统可以完全杜绝钢印连续性及偶发性质量印刷质量问题，不仅有效提高了产品质量水平，减少质量事故的发生，也为企业塑造了良好的品牌形象，提升了企业信誉度。各项数据即时动态化显示有效解决了固有质量问题和生产使用过程中断残缺损等老化现象，有助于生产人员掌握其使用规律；同时，极大方便了设备维护和修理工作。高度自动化的检测技术也可大大降低劳动强度，提高作业效率及设备综合的使用率。
3 在线烟支圆周检测系统
上文已经提及，气流压力法检测烟支直径、圆周很难获得精确结果，而基于CCD激光传感器的在线烟支圆周检测系统则圆满解决了这一问题。这套检测系统由激光测头、影响处理器、调整机构和人机界面几个部分组成。这套检测系统通过激光光源发出光束，光束经过烟支在接收器上投出阴影，传感器则通过对阴影长度的测量和计算得出烟支直径，并且通过步进电机带动激光传感器探头围绕烟支180°转动，实现对烟支的全面检测，从而得出其平均圆周和圆度。
这一检测系统具有测量与显示、伺服调整、剔除、声光报警和停机这几项功能。这些功能决定了其具有诸多优点—— 它不受烟支抖动、环境温度变化影响，可以实现高速、高精度测量；可以同时得到圆周、圆度数据，检测效率高；具有自清洁功能，可保证自身不受烟尘、乳胶等杂质影响；具有反馈控制功能，可自动调整直径，将生产的烟支直径控制在设定范围内。这些优点就意味着这种检测技术可以极大地降低成本，提高经济效益。 4 相关拓展技术
上述检测技术均具备剔除功能，而若被剔除的烟支无论好坏，均以废烟处理，则会造成巨大的资源浪费及有效作业率的降低，这些不合格产品仅仅是部分不合格，而其中往往有大量完好的烟丝，以及嘴棒、水松纸、盘纸、胶水等辅材，即使是被剔除的烟支，其中也不乏因失误错被剔除的合格产品。因此，卷烟生产在具备完备的检测技术的同时，应当辅以复选回收技术。
GDX2包装机烟支复选回收系统是解决上述浪费现象的有力武器。在这套装置中，烟支接收、阻挡装置完成烟支的接收以及出现残次烟支、包装机低速时的阻挡任务；紧接着，烟库缓存装置中则储存着待检测烟支；烟支的输送、检测和剔除在单支烟 输送装置中完成；随后，合格烟支将由层降装盘装置收集；相关数据会发送到烟支检测模块，并进行数据处理；中央处理系统负责信息处理和逻辑运算。当然装置的构成不止于此，输入输出系统、触摸屏显示器、蜂鸣器和警示器以及气动部分也都发挥着重要的作用。
这套复选回收系统主要有检测、管控和数据处理三项功能。检测功能即是对模盒剔除的烟支进行空头和缺嘴检测。管控功能这一环节中，系统先对烟支输送模盒部位剔除的烟支进行接收，再对接收到的烟支进行识别和剔除，然后对分选出的好烟进行回收，并辅以根据现场班次时间自动换班及声光报警功能。而所谓的数据管理则是分班次对已统计数据进行保存。
这套复选回收系统具有相当多的优点。首先，这套设备的所有动作都独立于卷烟机组和包装机组之外，不改变原有的工作流程，这就保证了在降低生产消耗的同时，不会对原有机组的运行带来冲击，有效防止了新的设备故障的出现；其次，在进行检测时，所有烟支保持在同一直线运动，且运行速度适当降低，这就保证了检测的可靠性；再者，这套装置采用了“无动力”的接收方式，即接收烟支过程中烟支与接收装置之间不会发生直接碰撞，这就很好地保护了烟支，有效防止了烟支的再次造末。另外，复选回收系统还具有运行稳定性高，安装维修方便可靠，对烟厂现场整体布局影响小等特点。有效地利用和推广这套装置，可以极大地减少浪费，提高工作效率，具有极大的经济效益和社会效益。
5 结语
随着科学技术的发展，各种高新科技及新兴材料将得到广泛应用。卷烟制造业要想在市场中占有一席之地，就必须牢记科学技术是第一生产力，狠抓技术开发与创新。不仅仅是检测技术的提升，生产销售中每一环节的技术发展都将为整个企业的发展带来不可估量的经济效益，技术开发与改造也将作为卷烟制造业的重中之重而长期存在。
参考文献
[1]洪杰.基于激光传感器的在线烟支圆周检测系统研究[N].湖南文理学院学报，2012，24（3）.
[2]谢玉宝，林国华，覃勤.高速摄像技术在烟支钢印检测系统中的应用[J].烟草科技，2010：1.
[3]崔道平.GDX2硬盒包装机单头铝箔纸检测装置的研究[J].科技风，2013（6）：12.
[4]刘勇，程霄，张龙.基于DSP的卷烟圆周检测系统的设计[J].测控技术，2008，27（7）.
[5]韩松，王李苏.烟支在线回收装置的设计[J].机械制造与自动化，2010，39（1）.