摘要：本文根據(jù)商標紙位置精度控制所采用的辦法，介紹了YB47型硬盒包裝機全新鼓輪式商標紙位置的檢測方法，并對相關(guān)硬件和計算方法進行了分析。
關(guān)鍵詞：YB47型硬盒包裝機；商標紙部件；2號鼓輪；位置檢測
ZB47型硬盒包裝機組主機（YB47）的商標紙部件融入了新的設(shè)計理念，這對商標紙進入工位時的位置精度有了更高的要求。本文就YB47型硬盒包裝機在商標紙進入鼓輪后，如何檢測其位置進行了探討。
一、商標紙輸送原理
1.全新的商標紙部件
由于ZB47型硬盒包裝機組主機YB47型硬盒包裝機的設(shè)計速度為550包/分。相比之下，ZB45（GDX2）型包裝機組原有的商標紙由吸盤到轉(zhuǎn)塔往復(fù)拾取的方式已不能滿足高速度的要求。因此，新設(shè)計的商標紙輸送機構(gòu)改由3個帶負壓的吸風(fēng)鼓輪組成，從紙庫吸取商標紙后，3個鼓輪通過旋轉(zhuǎn)將其傳送至皮帶導(dǎo)軌上，直至完成商標紙對煙包的包裝過程。如圖1所示。
圖1 YB47型硬盒包裝機商標紙部件
2.對商標紙位置精度的要求
在YB47型硬盒包裝機商標紙輸送鼓輪上沒有模盒，商標紙完全依靠鼓輪上的負壓吸附在鼓輪的特定位置上，在吸取與放開的動區(qū)間內(nèi)循環(huán)控制。在理想狀態(tài)下，鼓輪每個工位上的商標紙相對位置應(yīng)該是相同的。如果因商標紙自身的材質(zhì)問題或鼓輪在高速旋轉(zhuǎn)時因離心力而使商標紙在鼓輪上的位置發(fā)生偏移，那么在該商標紙進入5號輪后，會產(chǎn)生不合格煙包，因此我們需要對鼓輪上商標紙的位置進行檢測，確保其位置精度。
二、鼓輪商標紙位置檢測方法
1.硬件方案
要檢驗商標紙在鼓輪上是否發(fā)生了偏移，可以通過檢驗商標紙的內(nèi)側(cè)與外側(cè)兩個邊沿是否在同一相位區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)來確定。如圖2所示。
圖2
不同于普通的檢測場合，商標紙位置的檢測需要在很小的相位間隔內(nèi)進行采樣比較，因此檢測裝置要具有極小的光線擴散度，來保證足夠的采樣精度。為此，YB47型硬盒包裝機采用了激光反射式光電檢測器，型號為BAUMER OHDM 16P5012/S14 VN，其發(fā)射的光線波長為630nm～680nm，PNP輸出，安裝于接近商標紙2號鼓輪的第16工位處，一共有兩件，產(chǎn)品編號為2B424、2B426，分別負責(zé)鼓輪內(nèi)側(cè)與鼓輪外側(cè)的商標紙邊沿采樣。由于軟件的要求，兩個輸入點被定義在
編碼器板上。
正是由于GD MICRO-II控制系統(tǒng)提供了功能豐富的軟件指令，因此可采用相對簡化的硬件設(shè)計方案,使設(shè)備具有較為復(fù)雜的功能。
2.具體計算方法與設(shè)備功能
在2號鼓輪，商標紙的位置有以下幾種情況：商標紙一側(cè)向前偏移、商標紙位置正常、商標紙一側(cè)向后偏移或丟失。
YB47型硬盒包裝機用3個連續(xù)的機械相位區(qū)間來分別表征這3種情況。先設(shè)這3個相位區(qū)間分別為區(qū)間1、區(qū)間2、區(qū)間3，區(qū)間相位值依次遞增，根據(jù)實際機械相位，區(qū)間1的起始相位為130°，區(qū)間1和區(qū)間2之間的分界相位為140°，區(qū)間2和區(qū)間3之間的分界相位為158°，區(qū)間3的結(jié)束相位為168°。如圖3所示。
如果激光檢測器2B424、2B426之一所采樣的相位值屬于區(qū)間1（表明商標紙的一側(cè)提前出現(xiàn)），則說明商標紙至少有一側(cè)已經(jīng)向前偏移；如果激光檢測器2B424、2B426之一所采樣的相位值屬于區(qū)間3（表明商標紙的一側(cè)延后出現(xiàn)），則說明商標紙至少有一側(cè)已經(jīng)向后偏移；如果激光檢測器2B424、2B426都未采樣到商標紙邊沿，則說明商標紙缺失；如果商標紙?zhí)幵谡Ｎ恢茫瑒t激光檢測器2B424、2B426應(yīng)該都在相位區(qū)間2采樣到商標紙邊沿。
根據(jù)上述推理，我們可根據(jù)相位采樣所得出的不同結(jié)果，用軟件給其作標記，在一個商標紙工位的采樣過程完全結(jié)束后（相位區(qū)間3結(jié)束），對標記進行判斷，便可得知該商標紙是否偏離了正常位置。
在了解了2號鼓輪商標紙位置檢測的原理后，可依此自行編制相應(yīng)的GD MICRO-II控制軟件。其中的思路就是在程序中定義一商標紙內(nèi)側(cè)采樣標記（xx_2nd_drum_blank_internal_check_status_ivr），設(shè)其初值為0。如果商標紙內(nèi)側(cè)向前偏移，采樣標記賦值為1；如果商標紙位置正常，采樣標記賦值為2；如果商標紙內(nèi)側(cè)向后偏移，采樣標記賦值為3。
與激光檢測器2B424一樣，2B426也采用同樣的采樣步驟。
商標紙位置的采樣工作結(jié)束后，如果內(nèi)側(cè)、外側(cè)兩個采樣標記都為0，則說明激光檢測器未檢測到商標紙，該商標紙缺失，YB47型硬盒包裝機將在3號輪剔除相應(yīng)煙包，并剔除相應(yīng)內(nèi)框紙；如果內(nèi)側(cè)、外側(cè)兩個采樣標記都為2，那么該商標紙位置正常；如果內(nèi)側(cè)、外側(cè)兩個采樣標記中有一個為1或者3，則該商標紙向前或向后發(fā)生了偏移，YB47型硬盒包裝機將在2號鼓輪剔除該商標紙，同時在3號輪剔除相應(yīng)商標紙，并剔除相應(yīng)內(nèi)框紙。
如果連續(xù)3次發(fā)生商標紙缺失，將停機，IPC顯示紅色信息“NO BLANK ON 2ND DRUM”；同樣，連續(xù)發(fā)生3次商標紙偏移，導(dǎo)致停機，同時IPC顯示紅色信息“DISALIGNED BLANK ON 2ND DRUM”。
相位區(qū)間1、區(qū)間2、區(qū)間3之間的分界相位由4條電氣參數(shù)加以定義，參數(shù)值可以通過IPC人機界面進行修改。在IPC上的顯示分別是：
區(qū)間1起始相位參數(shù)“START PHASE：BAD BLANK POSIT.—2ND DRUM” （默認值為130°）
區(qū)間1/2分界相位參數(shù)“START PHASE：BLANK ALIGN CHK ON 2ND DRUM” （默認值為140°）
區(qū)間2/3分界相位參數(shù)“STOP PHASE：BLANK ALIGN CHK ON 2ND DRUM” （默認值為158°）
區(qū)間3結(jié)束相位參數(shù)“STOP PHASE：BAD BLANK POSIT.—2ND DRUM” （默認值為168°）
為了保證激光檢測器2B424、2B426的功能正常發(fā)揮，這4條相位參數(shù)的排列次序必須嚴格按如下所示：
區(qū)間3結(jié)束→區(qū)間2/3分界→區(qū)間1/2分界→區(qū)間1起始。
一旦違反其中的邏輯排列順序，IPC將會顯示紅色信息“INCOHERENCY：CHECK TIMING ON 2ND DRUM”。在參數(shù)順序恢復(fù)正確前，YB47型硬盒包裝機無法復(fù)位啟動。
上述方法可以在大幅提高硬盒包裝機速度的情況下，保持較高的煙包商標紙包裝質(zhì)量，并在兩者之間取得了良好的平衡。
潘捷，現(xiàn)任職于上海煙草機械有限責(zé)任公司，主要從事煙機設(shè)備的電氣設(shè)計工作。
