【摘要】本文根據(jù)商標(biāo)紙位置精度控制所采用的辦法，介紹了YB47型硬盒包裝機(jī)全新鼓輪式商標(biāo)紙位置的檢測方法，并對相關(guān)硬件和計算方法進(jìn)行了分析。 【關(guān)鍵詞】YB47型硬盒包裝機(jī) 商標(biāo)紙部件 2號鼓輪 位置檢測 ZB47型硬盒包裝機(jī)組主機(jī)（YB47）的商標(biāo)紙部件融入了新的設(shè)計理念，這對商標(biāo)紙進(jìn)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(jī)在商標(biāo)紙進(jìn)入鼓輪后，如何檢測其位置進(jìn)行了探討。 一、商標(biāo)紙輸送原理 1.全新的商標(biāo)紙部件 由于ZB47型硬盒包裝機(jī)組主機(jī)YB47型硬盒包裝機(jī)的設(shè)計速度為550包/分。相比之下，ZB45（GDX2）型包裝機(jī)組原有的商標(biāo)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(biāo)紙輸送機(jī)構(gòu)改由3個帶負(fù)壓的吸風(fēng)鼓輪組成，從紙庫吸取商標(biāo)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(biāo)紙對煙包的包裝過程。如圖1所示。 [align=center] 圖1 YB47型硬盒包裝機(jī)商標(biāo)紙部件[/align] 2.對商標(biāo)紙位置精度的要求 在YB47型硬盒包裝機(jī)商標(biāo)紙輸送鼓輪上沒有模盒，商標(biāo)紙完全依靠鼓輪上的負(fù)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(biāo)紙相對位置應(yīng)該是相同的。如果因商標(biāo)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(biāo)紙在鼓輪上的位置發(fā)生偏移，那么在該商標(biāo)紙進(jìn)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(biāo)紙的位置進(jìn)行檢測，確保其位置精度。 二、鼓輪商標(biāo)紙位置檢測方法 1.硬件方案 要檢驗商標(biāo)紙在鼓輪上是否發(fā)生了偏移，可以通過檢驗商標(biāo)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。 [align=center] 圖2[/align] 不同于普通的檢測場合，商標(biāo)紙位置的檢測需要在很小的相位間隔內(nèi)進(jìn)行采樣比較，因此檢測裝置要具有極小的光線擴(kuò)散度，來保證足夠的采樣精度。為此，YB47型硬盒包裝機(jī)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(biāo)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(fù)責(zé)鼓輪內(nèi)側(cè)與鼓輪外側(cè)的商標(biāo)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(biāo)紙的位置有以下幾種情況：商標(biāo)紙一側(cè)向前偏移、商標(biāo)紙位置正常、商標(biāo)紙一側(cè)向后偏移或丟失。 YB47型硬盒包裝機(jī)用3個連續(xù)的機(jī)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(jī)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。 [align=center] 圖3[/align] 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(biāo)紙的一側(cè)提前出現(xiàn)），則說明商標(biāo)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(biāo)紙的一側(cè)延后出現(xiàn)），則說明商標(biāo)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(biāo)紙邊沿，則說明商標(biāo)紙缺失；如果商標(biāo)紙?zhí)幵谡Ｎ恢?，則激光檢測器2B424、2B426應(yīng)該都在相位區(qū)間2采樣到商標(biāo)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(biāo)記，在一個商標(biāo)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(biāo)記進(jìn)行判斷，便可得知該商標(biāo)紙是否偏離了正常位置。 在了解了2號鼓輪商標(biāo)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(biāo)紙內(nèi)側(cè)采樣標(biāo)記（xx_2nd_drum_blank_internal_check_status_ivr），設(shè)其初值為0。如果商標(biāo)紙內(nèi)側(cè)向前偏移，采樣標(biāo)記賦值為1；如果商標(biāo)紙位置正常，采樣標(biāo)記賦值為2；如果商標(biāo)紙內(nèi)側(cè)向后偏移，采樣標(biāo)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(biāo)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(biāo)記都為0，則說明激光檢測器未檢測到商標(biāo)紙，該商標(biāo)紙缺失，YB47型硬盒包裝機(jī)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(biāo)記都為2，那么該商標(biāo)紙位置正常；如果內(nèi)側(cè)、外側(cè)兩個采樣標(biāo)記中有一個為1或者3，則該商標(biāo)紙向前或向后發(fā)生了偏移，YB47型硬盒包裝機(jī)將在2號鼓輪剔除該商標(biāo)紙，同時在3號輪剔除相應(yīng)商標(biāo)紙，并剔除相應(yīng)內(nèi)框紙。 如果連續(xù)3次發(fā)生商標(biāo)紙缺失，將停機(jī)，IPC顯示紅色信息“NO BLANK ON 2ND DRUM”；同樣，連續(xù)發(fā)生3次商標(biāo)紙偏移，導(dǎo)致停機(jī)，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(jī)界面進(jìn)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(rèn)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(rèn)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(rèn)值為158°） 區(qū)間3結(jié)束相位參數(shù)“STOP PHASE：BAD BLANK POSIT.—2ND DRUM” （默認(rèn)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(yán)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(jī)無法復(fù)位啟動。 上述方法可以在大幅提高硬盒包裝機(jī)速度的情況下，保持較高的煙包商標(biāo)紙包裝質(zhì)量，并在兩者之間取得了良好的平衡。 【作者簡介】 潘捷，現(xiàn)任職于上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，主要從事煙機(jī)設(shè)備的電氣設(shè)計工作。