摘要：本文根據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，并對相關硬件和計算方法進行了分析。
關鍵詞：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塔往復拾取的方式已不能滿足高速度的要求。因此，新設計的商標紙輸送機構改由3個帶負壓的吸風鼓輪組成，從紙庫吸取商標紙后，3個鼓輪通過旋轉將其傳送至皮帶導軌上，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間內循環控制。在理想狀態下，鼓輪每個工位上的商標紙相對位置應該是相同的。如果因商標紙自身的材質問題或鼓輪在高速旋轉時因離心力而使商標紙在鼓輪上的位置發生偏移，那么在該商標紙進入5號輪后，會產生不合格煙包，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生了偏移，可以通過檢驗商標紙的內側與外側兩個邊沿是否在同一相位區域內出現來確定。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，產品編號為2B424、2B426，分別負責鼓輪內側與鼓輪外側的商標紙邊沿采樣。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計方案,使設備具有較為復雜的功能。

2.具體計算方法與設備功能

在2號鼓輪，商標紙的位置有以下幾種情況：商標紙一側向前偏移、商標紙位置正常、商標紙一側向后偏移或丟失。

YB47型硬盒包裝機用3個連續的機械相位區間來分別表征這3種情況。先設這3個相位區間分別為區間1、區間2、區間3，區間相位值依次遞增，根據實際機械相位，區間1的起始相位為130°，區間1和區間2之間的分界相位為140°，區間2和區間3之間的分界相位為158°，區間3的結束相位為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間1（表明商標紙的一側提前出現），則說明商標紙至少有一側已經向前偏移；如果激光檢測器2B424、2B426之一所采樣的相位值屬于區間3（表明商標紙的一側延后出現），則說明商標紙至少有一側已經向后偏移；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；如果商標紙處在正常位置，則激光檢測器2B424、2B426應該都在相位區間2采樣到商標紙邊沿。

根據上述推理，我們可根據相位采樣所得出的不同結果，用軟件給其作標記，在一個商標紙工位的采樣過程完全結束后（相位區間3結束），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側采樣標記（xx_2nd_drum_blank_internal_check_status_ivr），設其初值為0。如果商標紙內側向前偏移，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；如果商標紙內側向后偏移，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束后，如果內側、外側兩個采樣標記都為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號輪剔除相應煙包，并剔除相應內框紙；如果內側、外側兩個采樣標記都為2，那么該商標紙位置正常；如果內側、外側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號輪剔除相應商標紙，并剔除相應內框紙。

如果連續3次發生商標紙缺失，將停機，IPC顯示紅色信息“NO BLANK ON 2ND DRUM”；同樣，連續發生3次商標紙偏移，導致停機，同時IPC顯示紅色信息“DISALIGNED BLANK ON 2ND DRUM”。

相位區間1、區間2、區間3之間的分界相位由4條電氣參數加以定義，參數值可以通過IPC人機界面進行修改。在IPC上的顯示分別是：

區間1起始相位參數“START PHASE：BAD BLANK POSIT.—2ND DRUM” （默認值為130°）
區間1/2分界相位參數“START PHASE：BLANK ALIGN CHK ON 2ND DRUM” （默認值為140°）
區間2/3分界相位參數“STOP PHASE：BLANK ALIGN CHK ON 2ND DRUM” （默認值為158°）
區間3結束相位參數“STOP PHASE：BAD BLANK POSIT.—2ND DRUM” （默認值為168°）

為了保證激光檢測器2B424、2B426的功能正常發揮，這4條相位參數的排列次序必須嚴格按如下所示：

區間3結束→區間2/3分界→區間1/2分界→區間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”。在參數順序恢復正確前，YB47型硬盒包裝機無法復位啟動。

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量，并在兩者之間取得了良好的平衡。

潘捷，現任職于上海煙草機械有限責任公司，主要從事煙機設備的電氣設計工作。