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[摘 要]针对条外观检测器的條烟分离装置在装封箱机小停车多时和条烟存储器放烟时分离失效的情况，对条烟分离装置的机械结构进行改进，并增加条烟分离装置的控制系统，形成一套可控式条烟分离装置，在任一时刻确保条烟分离装置的有效性，满足条外观检测器对条烟间距的要求，减少外观检测器的漏检和误剔，避免有质量缺陷的条烟进入装封箱机。
[关键词]条烟分离装置；条烟存储器；条外观检测器；条烟流
中图分类号：R584.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0318-02
1 工作原理及存在问题
1.1 工作原理
包装机生产出的条烟在经过条烟输送系统、条烟存储器、条烟分离装置进入装封箱机进行箱装前，一般都要使用条外观检测器进行视觉检测，剔除条外观透明纸有褶皱、拉线错牙、无透明纸、条盒错版、条烟挤压变形破损等存在质量缺陷的条烟。当装封箱机出现故障时，条烟存储器工作，将条烟存储在储条器中，当装封箱机故障排除后条烟存储器将存储的条烟放出汇流进入装封箱机，储条器最多可存储10件烟，装封箱机系统流程图如图1所示。
1.2 存在的问题
车间操作工自检时常发现外观有质量缺陷的条烟进入成品烟箱，当操作工把这些有质量缺陷的条烟再次经过条外观检测器时，却均又能正常检测剔除。这些有问题的条烟是怎么逃过外观检测器的监控进入烟箱内呢？排除了设备本身的原因后，维修人员长时间观察分析发现：这种问题在是增加条烟存储器后出现的，当条烟存储器中存储的条烟向输送通道放烟时，如果有质量缺陷的条烟混入连续的条烟流中，条外观检测器将无法准确检测剔除缺陷条烟，装封箱机小停车频繁时也容易出现此问题。
1.3 问题原因分析
因条外观视觉检测器要求条烟的间隔≥10cm才能正常检测剔除条烟，所以条烟在进入条外观检测器前使用条烟分离装置拉大条烟间距，使用的条烟分离装置利用速度差的原理实现条烟分离（如图2条烟分离装置原理）。减速电机1上电后一直旋转，对经过橡胶辊2的每一条条烟4进行处理，减速电机速度低于条烟输送带20%以上，当连续的条烟4两侧端经过减速电机的橡胶辊2时，橡胶辊2和输送带5上的条烟4间存在速度差，前后条烟间分离开一定距离，速度差越大分离间距越大。但是当连续的条烟流（大于15条的连续条烟）经过橡胶辊2时，条烟流巨大的冲击力远大于减速电机橡胶辊的摩擦力，条烟分离装置失效，连续的条烟无法满足条外观检测器要求条烟间隔大于10cm的要求，无法进行准确检测剔除，这样有质量缺陷的条烟进入装封箱机流入市场，影响卷烟产品美誉度。
2 改进方法
2.1 改进思路
要保证条外观检测器在任一时刻起作用，必须保证任一时刻（装封箱机停机、存储器放烟）条烟间隔大于10cm，现有的条烟分离装置无法满足存储器放烟这种工况，而且改进余地不大（降低减速电机速度、缩小橡胶辊的间距等方法都不可靠）。必须抛弃现在的分离方式，重新设计条烟分离机械装置，而且使条烟分离装置可控，在条烟即将堵塞条外观检测器出口时控制条烟分离装置停止工作，不再进烟；在储条器放烟时条烟分离装置也暂时停止工作，减缓和消除条烟流的对条烟分离装置的冲击力，避免分离装置失效连条现象的发生。
2.2 设计可控式条烟分离装置
可控式条烟分离装置由上下减速辊式分离装置和相关控制电路组成。将下橡胶辊安装在条烟输送通道的下面，橡胶辊的高点略高于输送带，条烟输送通道的上面安装一个上橡胶辊，上下减速辊间距略小于条烟厚度。当条烟经过下减速辊时条烟被暂时带离输送带，上减速辊给予适当压力，这样拉大连续条烟的间距。当条烟存储器放烟时，因下减速辊略高于条烟输送带，可以缓冲条烟流的巨大冲击力，防止条烟直接冲过条烟分离装置。在条外观检测器出口安装一个光电传感器，当在出口检测到条烟聚集时，控制减速电机停转，当条烟密度降低时，减速电机正常运转；在条烟分离装置前1000mm处安装一个光电传感器，当该光电传感器连续被遮挡时判定储条器放烟，延时一定时间后控制减速电机停转，减缓条烟流的冲击力，保证任一时刻条烟的间距大于10cm。
2.3 可控式条烟分离装置机械结构与工作原理
该装置由一个可调速式减速电机11、两个上橡胶辊7、两个下橡胶輥5及传动装置等组成。当条烟分离装置出口没有条烟聚集时，条烟减速电机11正常运转。当条烟在输送带2上经过分离装置通道12时，因下橡胶辊5略高于输送带3mm，将条烟暂时脱离输送带，失去输送带向前的摩擦力，上橡胶辊7对条烟施加一定的摩擦力，条烟在减速电机橡胶辊的带动下从分离装置通道12之间通过，相当于条烟上下了一个“小坡”。每条烟都爬个“小坡”条烟流巨大的冲击力被分散，防止条烟冲过分离装置，上下橡胶辊式条烟分离装置结构示意图如图3所示。
2.4 设计可控式条烟分离装置控制电路
原有的条烟分离装置上电后减速电机一直运行，没有控制电路。如果装封箱机小故障多，效率低下，会造成条烟从装封箱机入口一直堵到条外观检测器出口，甚至堵到条烟分离装置进口，造成条烟没有间隙，条外观检测器无法正常检测剔除。上下橡胶辊式条烟分离装置应对包装规格800*88*47mm正常条烟没有问题，但对规格800*100*25mm细支条烟储条器放烟时无法彻底分离。利用条外观检测器PLC的多余IO端口，设计了减速电机的控制电路，应对装封箱机小停机多、存储器放烟条烟分离装置失效两种情况。见图4条烟分离装置控制流程图。
在条外观检测器3出口安装一个光电堵烟传感器2检测装封箱机1入口条外观检测器3出口的堵塞情况；在条烟分离装置前1000mm处安装一个光电传感器5检测经过条烟存储器7出口的条烟密度；将装封箱机联机信号、堵烟传感器信号、条烟密度信号接至条外观检测器PLC空闲3个输入端口，将一个空闲的输出端口连接一个24V接触器线圈，接触器的工作触点连接至减速电机电源的输入端。
当堵烟传感器2检测到连续的条烟时，PLC处理信号控制接触器线圈失电，条烟分离装置4停止工作，当条烟密度降低时接触器得电条烟分离装置4正常运转；当检测到装封箱机待机（≥3min）或停机故障时，PLC控制接触器线圈失电，条烟分离装置4停止工作；装封箱机正常启动后PLC控制接触器线圈得电，条烟分离装置4正常运转。这样既起到控制装封箱机故障或小停车多时条烟继续进入条外观检测器3，也可以节约一部分能源。
当条烟存储器7放烟时，条烟密度传感器5检测到条烟流，PLC处理信号延时一定时间后等条烟流到达条烟分离装置4时，控制接触器线圈失电2秒钟，条烟分离装置4的橡胶辊相应停转2秒减缓条烟流的巨大冲击力，2秒钟后条烟分离装置4正常运行。
3 应用效果
可控式条烟分离装置使用后，任一时刻（条烟存储器放烟时、装封箱机故障时或小停车多时）两条条烟进入条外观检测器前的间距均大于10cm，确保条烟分离装置的有效性，满足条外观检测器在任一时刻对每一条烟进行正常检测、剔除的基本条件。改进的正常规格条烟和细支条烟的条烟分离装置使用效果良好，避免了外观不合格的条烟进入装封箱机，保证了条包产品质量。
参考文献
[1] 张立勋等.烟条外观检测主控系统设计.电气与自动化.2012.04.
[2] 阳胜峰，谭凌峰.西门子S7-200/300/400系列PLC快速入门手册.中国电力出版社.2015.
[关键词]条烟分离装置；条烟存储器；条外观检测器；条烟流
中图分类号：R584.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0318-02
1 工作原理及存在问题
1.1 工作原理
包装机生产出的条烟在经过条烟输送系统、条烟存储器、条烟分离装置进入装封箱机进行箱装前，一般都要使用条外观检测器进行视觉检测，剔除条外观透明纸有褶皱、拉线错牙、无透明纸、条盒错版、条烟挤压变形破损等存在质量缺陷的条烟。当装封箱机出现故障时，条烟存储器工作，将条烟存储在储条器中，当装封箱机故障排除后条烟存储器将存储的条烟放出汇流进入装封箱机，储条器最多可存储10件烟，装封箱机系统流程图如图1所示。
1.2 存在的问题
车间操作工自检时常发现外观有质量缺陷的条烟进入成品烟箱，当操作工把这些有质量缺陷的条烟再次经过条外观检测器时，却均又能正常检测剔除。这些有问题的条烟是怎么逃过外观检测器的监控进入烟箱内呢？排除了设备本身的原因后，维修人员长时间观察分析发现：这种问题在是增加条烟存储器后出现的，当条烟存储器中存储的条烟向输送通道放烟时，如果有质量缺陷的条烟混入连续的条烟流中，条外观检测器将无法准确检测剔除缺陷条烟，装封箱机小停车频繁时也容易出现此问题。
1.3 问题原因分析
因条外观视觉检测器要求条烟的间隔≥10cm才能正常检测剔除条烟，所以条烟在进入条外观检测器前使用条烟分离装置拉大条烟间距，使用的条烟分离装置利用速度差的原理实现条烟分离（如图2条烟分离装置原理）。减速电机1上电后一直旋转，对经过橡胶辊2的每一条条烟4进行处理，减速电机速度低于条烟输送带20%以上，当连续的条烟4两侧端经过减速电机的橡胶辊2时，橡胶辊2和输送带5上的条烟4间存在速度差，前后条烟间分离开一定距离，速度差越大分离间距越大。但是当连续的条烟流（大于15条的连续条烟）经过橡胶辊2时，条烟流巨大的冲击力远大于减速电机橡胶辊的摩擦力，条烟分离装置失效，连续的条烟无法满足条外观检测器要求条烟间隔大于10cm的要求，无法进行准确检测剔除，这样有质量缺陷的条烟进入装封箱机流入市场，影响卷烟产品美誉度。
2 改进方法
2.1 改进思路
要保证条外观检测器在任一时刻起作用，必须保证任一时刻（装封箱机停机、存储器放烟）条烟间隔大于10cm，现有的条烟分离装置无法满足存储器放烟这种工况，而且改进余地不大（降低减速电机速度、缩小橡胶辊的间距等方法都不可靠）。必须抛弃现在的分离方式，重新设计条烟分离机械装置，而且使条烟分离装置可控，在条烟即将堵塞条外观检测器出口时控制条烟分离装置停止工作，不再进烟；在储条器放烟时条烟分离装置也暂时停止工作，减缓和消除条烟流的对条烟分离装置的冲击力，避免分离装置失效连条现象的发生。
2.2 设计可控式条烟分离装置
可控式条烟分离装置由上下减速辊式分离装置和相关控制电路组成。将下橡胶辊安装在条烟输送通道的下面，橡胶辊的高点略高于输送带，条烟输送通道的上面安装一个上橡胶辊，上下减速辊间距略小于条烟厚度。当条烟经过下减速辊时条烟被暂时带离输送带，上减速辊给予适当压力，这样拉大连续条烟的间距。当条烟存储器放烟时，因下减速辊略高于条烟输送带，可以缓冲条烟流的巨大冲击力，防止条烟直接冲过条烟分离装置。在条外观检测器出口安装一个光电传感器，当在出口检测到条烟聚集时，控制减速电机停转，当条烟密度降低时，减速电机正常运转；在条烟分离装置前1000mm处安装一个光电传感器，当该光电传感器连续被遮挡时判定储条器放烟，延时一定时间后控制减速电机停转，减缓条烟流的冲击力，保证任一时刻条烟的间距大于10cm。
2.3 可控式条烟分离装置机械结构与工作原理
该装置由一个可调速式减速电机11、两个上橡胶辊7、两个下橡胶輥5及传动装置等组成。当条烟分离装置出口没有条烟聚集时，条烟减速电机11正常运转。当条烟在输送带2上经过分离装置通道12时，因下橡胶辊5略高于输送带3mm，将条烟暂时脱离输送带，失去输送带向前的摩擦力，上橡胶辊7对条烟施加一定的摩擦力，条烟在减速电机橡胶辊的带动下从分离装置通道12之间通过，相当于条烟上下了一个“小坡”。每条烟都爬个“小坡”条烟流巨大的冲击力被分散，防止条烟冲过分离装置，上下橡胶辊式条烟分离装置结构示意图如图3所示。
2.4 设计可控式条烟分离装置控制电路
原有的条烟分离装置上电后减速电机一直运行，没有控制电路。如果装封箱机小故障多，效率低下，会造成条烟从装封箱机入口一直堵到条外观检测器出口，甚至堵到条烟分离装置进口，造成条烟没有间隙，条外观检测器无法正常检测剔除。上下橡胶辊式条烟分离装置应对包装规格800*88*47mm正常条烟没有问题，但对规格800*100*25mm细支条烟储条器放烟时无法彻底分离。利用条外观检测器PLC的多余IO端口，设计了减速电机的控制电路，应对装封箱机小停机多、存储器放烟条烟分离装置失效两种情况。见图4条烟分离装置控制流程图。
在条外观检测器3出口安装一个光电堵烟传感器2检测装封箱机1入口条外观检测器3出口的堵塞情况；在条烟分离装置前1000mm处安装一个光电传感器5检测经过条烟存储器7出口的条烟密度；将装封箱机联机信号、堵烟传感器信号、条烟密度信号接至条外观检测器PLC空闲3个输入端口，将一个空闲的输出端口连接一个24V接触器线圈，接触器的工作触点连接至减速电机电源的输入端。
当堵烟传感器2检测到连续的条烟时，PLC处理信号控制接触器线圈失电，条烟分离装置4停止工作，当条烟密度降低时接触器得电条烟分离装置4正常运转；当检测到装封箱机待机（≥3min）或停机故障时，PLC控制接触器线圈失电，条烟分离装置4停止工作；装封箱机正常启动后PLC控制接触器线圈得电，条烟分离装置4正常运转。这样既起到控制装封箱机故障或小停车多时条烟继续进入条外观检测器3，也可以节约一部分能源。
当条烟存储器7放烟时，条烟密度传感器5检测到条烟流，PLC处理信号延时一定时间后等条烟流到达条烟分离装置4时，控制接触器线圈失电2秒钟，条烟分离装置4的橡胶辊相应停转2秒减缓条烟流的巨大冲击力，2秒钟后条烟分离装置4正常运行。
3 应用效果
可控式条烟分离装置使用后，任一时刻（条烟存储器放烟时、装封箱机故障时或小停车多时）两条条烟进入条外观检测器前的间距均大于10cm，确保条烟分离装置的有效性，满足条外观检测器在任一时刻对每一条烟进行正常检测、剔除的基本条件。改进的正常规格条烟和细支条烟的条烟分离装置使用效果良好，避免了外观不合格的条烟进入装封箱机，保证了条包产品质量。
参考文献
[1] 张立勋等.烟条外观检测主控系统设计.电气与自动化.2012.04.
[2] 阳胜峰，谭凌峰.西门子S7-200/300/400系列PLC快速入门手册.中国电力出版社.2015.