硬盒包装机是引进意大利某公司的高速卷烟包装设备，设计合理，性能可靠，是目前 我国烟草行业主要的卷烟包装设备。包装机将来自上游机的烟支以20支（按7-6-7排列）为一个烟组，依次包裹铝箔纸、内框纸和商标纸，经过折叠粘胶完成烟支的成型包装，形成合格的硬盒烟包，并将其输往下游机。

烟包内框纸是包装工序的质量关键控制点之一，它主要起到固定烟包内烟支的有序排列，整固托起烟包外包装，使烟包获得较好外观形状的作用。卷筒式内框纸纸盘装载在芯轴上，经过一系列送纸辊的引导，展成内框纸带，然后由压纸辊与固定送纸辊配合，将内框纸带送入输送和折叠切割箱体。 内框纸带被内框纸切刀切割后，形成单张内框纸，经由内框纸吸风杆吸取, 逆时针旋转九十度后停下，再由一对内框纸随动推杆将其夹紧后，压入四轮第一工位的盒模中。该盒模逆时针转至第三工位时，由一对随动推杆将铝箔纸烟包装入其中。四轮继续逆时针转动，这时带有 内框纸的铝箔纸烟包已被内框纸托条托住，当转至第七工位时，在下方的四轮进五轮推杆的推动下， 将带有内框纸的铝箔纸烟包由下向上推出四轮盒模，进入五轮商标纸的包装流程，这就是内框纸成型 的全过程。原机设计在四轮的第二工位有一个光电传感器。

1. 存在问题

包装机在高速运行中存在以下问题：

1. 内框纸折痕刀经长时间使用磨损钝化后，造成内框纸折痕不够深，输送到四轮模盒内时折叠不好，经过第二工位的光电传感器检测后，在后续几个工位发生内框纸从模盒内飞出的现 象；
2. 四轮模盒经长时间使用后磨损变大，造成内框纸在模盒内卡不稳，在高速运行中会从模盒飞出；
3. 内框纸吸风杆气路堵塞或者负压吸风不够，内框纸吸取不稳，导致内框纸放进模盒后位置不正，出现内框纸飞出的现象。

1. 系统组成

本文设计的包装机内框纸检测装置主要由编码器、LED光源、CCD相机、图像处理器和 PLC几个部分组成，见图3。

图3检测装置系统框图

工作原理是：采集机器编码器信号，用于精确定位烟包位置，以确定拍照相位和剔除相位。CCD 相机与LED光源组成检测模块安装在固定支架上，支架固定在包装机五轮正上方。机器进入指定拍照 相位范围（238°-240°）时拍照，照片经过图像处理器进行机器视觉处理，对形状、表面和尺寸等进行 检测并输出判断值，一旦发现烟包存在内框纸缺失的情况，立刻向PLC发出指令，让其从检测位置开 始移动36个工位，在八轮Q站处剔除相位范围内（65。-70。）剔除缺陷烟包。同时PLC进行剔除量计 数，一旦累计超过了 20包，表明剔除量过大，设备发出声光报警。该设计方案已申报国家专利。

2.1电气设计

CCD相机：选用基恩士 CV-S035M原装摄像头，安装在包装机5号轮正上方，拍摄快门速度可达 1/5000，完全可以满足设备生产需要；

LED光源：采用480nm波长的红外光源，肉眼不会察觉到的同时保证了成像的光源需要，避免了 闪光灯对肉眼的伤害，并有效消除烟包阴影以及铝箔纸的反光；

相位同步信号：选用基恩士 KV-1000系列PLC对机器编码器信号进行采集，与原机的误差可达 15ppm（百万分之十五），并在包装机到达相应的相位时，触发CCD拍照或者指令Q站剔除。

图像处理器：选用基恩士 CV-5000系列图像处理器，可以高效快速进行图像处理，最多可以同时 处理128个窗口的数据。

PLC程序设计：设计编写KV-1000 PLC控制程序，程序具备采集编码器信号、触发CCD相机拍 照、接收图像处理器结果和发出剔除信号等功能。

效果验证

3.1检测效果

内框纸检测装置采用专用CCD相机配合特殊波长（480nm）设计的红外线光源，使用包装机自带的 绝对值编码器相位值，机器运转到238°的时候触发影像系统拍照。

1. 研究意义

为了确认硬盒包装机内框纸检测装置的实用性和常效性，统计了2012年6-8月生产过程抽 检、自检及市场反馈的情况，结果见表2：

表2烟包抽检、自检及市场反馈情况统计表

本文研制的包装机内框纸检测装置，软硬件设计相互结合，有多项独立创新的成果，并申 报了两项国家专利，加强了知识产权保护。项目实施后，在生产过程及市场反馈中均未发现有缺内框 纸的烟包，内框纸缺失的缺陷率下降为0 （具体见表2）。本文的研究成果为生产过程中的质量控制提供了保障，具有现实推广意义。

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