长距离型接近传感器在件烟缺条检测中的应用

罗海权

摘要：装封箱机在生产过程中，当设备出现隐性故障或人为干预时，会出现件烟缺条的现象。基于长距离型电感式接近传感器原理的件烟缺条检测系统能够实时对件烟是否缺条进行检测监控，运用电感阵列式算法检测，利用电感式传感器对金属起敏感检测的功能，并且长距离电感式传感器能够针对件烟中的50条条烟内小包金属铝箔纸进行检测，判断是否缺条，能适应多牌号件烟的检测。

关键词：装封箱机;件烟缺条;电感式

1 前言

目前，封装箱机在用的件烟缺条检测装置分为封装前缺条检测和封装后缺条检测，其中封装后缺条检测主要有称重式和光子式等，称重式检测要求定期标定各牌号成品重量，而光子式则对生产环境要求较高，两者维护繁琐，漏剔、误剔现象时有发生。为了降低工人的劳动强度，提高产品出厂的质量，减少工厂的人力成本和管理成本，采用长距离电感式接近传感器，运用阵列式算法，进行封装后的件烟缺条检测更加实用有效，而且其日常维保工作更便利。

2 设计思路

本设计方案运用电感阵列式检测：利用电感对金属起敏感检测的功能，并且长距离电感式传感器能够针对件烟条盒内小包金属铝箔纸进行检测，判断是否缺条，并能适应多牌号件烟的检测。

当成品箱烟从装封箱机经自动封口装置封箱后进入打码机。在打码机下游增加一个光电检测器A作为触发成品箱烟自动监测功能启停程序的标志。检测过程分左右两排各五个电感传感器用于检测上下五层烟条的缺失情况，检测过程中如果有其中一只电感传感器检测信号为0，则为缺条，触发装封箱机停机，传送带电机停止，红灯亮起，蜂鸣器响起，提示机台操作人员检查排除故障。故障排除后，需按下复位按钮后才能正常启动装封箱机和传送带。

检测过程：非急停状态下与装封箱机同步上电，按启动按钮启动传送带。按下急停时，传送带停止运行，装封箱机急停，亮红灯报警，蜂鸣器响起。复位后可以正常运行。

A：传送带正常运转时，件烟经过光电检测开关，启动检测程序：

B：件烟经过光电开关后，当十个电感传感器同时检测到有信号时，状态为正常;当十个电感传感器其中有一个传感器检测到信号中断时，状态为异常，此时触发裝封箱机停机，传送带停机，并亮红灯报警，蜂鸣器响起。

C：检测过程结束后，恢复原始状态，返回A。

3 机构组成

3.1 限位机构设计

装封箱机封箱后的件烟进入传送带，传送带将箱装成品往前输送，查数据得知硬盒纸箱尺寸：449×247×570mm;软包纸箱尺寸：442×236×550mm。在轴向上尺寸略有差异。因传送带已安装的限位不锈钢管之间的尺寸为700mm，得知纸箱边沿单边最大移动距离为75mm。箱装成品在输送过程中不可避免有轻微轴向位移。为了满足检测精度，需增加限位胶辊定位以保证进入检测工序前，成品件烟在检测传感器的有效检测范围内。

限位胶辊轴心距离铝合金型材距离为60mm，当件烟为软包纸箱尺寸时，单边最大移动距离为：（700-550）÷2=75mm，胶辊半径应为：75-50=25mm，为使件烟能顺利通过限位机构，挑选胶辊时应该挑选直径略小于50mm的限位胶辊;当件烟为硬包纸箱尺寸时，单边最大移动距离为：（700-570）÷2=65mm，胶辊半径应为：65-50=15mm，挑选胶辊时应该挑选直径略小于30mm的限位胶辊。

3.2 检测机构设计

此方案设计时主要考虑以下几点：

1、钣金固定件1和固定件2安装时统一采用T型螺钉+螺母的紧固方式，可利用标准铝合金板材进行固定，无需改造现场原有机械零件;

2、限位机构支架和检测支架均采用标准40×40标准铝合金型材，用角码进行固定，选材价格低廉，可靠性能佳，可配套购买，节省采购时间和现场安装时间;

3、利用铝箔纸的金属特性，采取电感检测器进行缺条检测，检测机构可调整高度，可以适应不同牌号卷烟产品尺寸上的差异，满足不同品牌的箱装缺条检测功能;

4、其中检测机构的固定钣金件安装时需注意避开现场原有的限位导向不锈钢管9，可通过安装脚的T型螺钉在铝合金型材上进行纵向调整，预留给传感器安装的每个孔孔距为50mm（约一层烟条的距离）;

5、固定脚可钻长孔以实现轻微距离调整，检测机构无论在纵向位置上还是横向位置上都可以实现调整，检测传感器在检测距离上也可以进行调整。以提高不同品牌件烟的缺条检测精度;

6、光电开关：检测距离为：100mm;

7、电感式接近开关：检测距离为：18mm;

4 使用效果

基于长距离型接近传感器的件烟缺条检测装置，运行稳定，准确可靠。设计的装置能准确识别出不同品牌的缺条件烟，并能触发装封箱机停机，停止输送不合格的件烟，同时发出声光报警提醒操作工进行处理;操作工处理后，需人手按下该装置的复位按钮装后，装封箱机和输送线才能重新启动。使用结果表明，该检测装置能准确识别生产过程中出现的件烟缺条的不合格产品，有效防止不合格产品流入下游仓库。

参考文献

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[2]王立. 长距离接近传感器及电子装置，2016.07

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[4]廖常初，S7-200 PLC编程及应用. 机械工业出版社，2018.01