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摘 要：简要回顾安阳卷烟厂卷烟设备在线质量检测功能范围。说明目前检测功能中存在的质量隐患。着重阐述新增箱皮外观质量检测系统的研制与安装、调试过程及对设备在线质量检测精度的完善。并说明本系统在其他行业中的推广作用。
关键词：在线质量检测 外观质量 箱皮 检测精度
1 引言
随着人们生活水平的日益提高，人们对卷烟制品的质量要求也逐渐提高。烟好不好抽，烟包、条烟少不少，这些最初的质量要求以不能满足如今的市场需要。生产工艺高不高，烟包皱不皱，原辅材料外观质量好不好，等这些外观质量要求逐渐被人们所重视。其中，消费者对原辅材料的质量要求越发严格。小包、条包、箱皮存在的脏版、错版等问题凸显出来，而生产设备对这些质量问题的检测功能少之又少，且检测效果不佳。为提高生产设备质量检测精度，提高企业产品质量水平，以满足消费群体日益增长的苛刻需求，卷烟企业必须提高生产工艺质量，加强对原辅材料的检测与剔除功能。就我厂生产设备，原材料外观质量检测系统的应用已经普及到小盒包装机，装封箱机对于原材料的在线质量检测功能并不完善，箱皮外观质量检测系统的存在正好弥补装封箱机的这一质量隐患。
2 我厂YP11A型装封箱机存在的质量隐患
我厂YP11A型装封箱机具有可循环使用旧箱皮的功能。当生产需要使用旧箱皮材料时，由于旧箱皮不再从生产流水线中自动捆扎，而采用人力篩选捆扎。在筛选捆扎的过程中存在不同品牌的箱皮混装的现象；另外、新箱皮在使用过程中，由于箱皮原材料外观质量原因，也存在错版、脏版情况。而YP11A型装封箱机原机没有箱皮外观质量检测系统，采用人力对箱皮材料的外观质量把关。工作中难免存在疏漏，有一定几率出现缺陷箱皮漏检情况，一旦缺陷箱烟箱流入市场，将带来重大质量隐患。
3 箱皮外观质量检测系统
3.1 功能概述
箱皮外观质量检测系统（见图1）在保持YP11A装封箱机原有各项功能不变的前提下，在装封箱机出口处新增一套箱皮外观质量检测系统，对处于生产中的烟箱进行实时拍照，并进行图像对比处理，当对比结果为缺陷箱皮时，在剔除位置予以剔除并发出声光报警。
具体图像分析步骤为：
1、采取完好箱皮为样品，对其进行拍照取样，抽取照片关键点并数据化，作为样品标准；
2、对生产中烟箱进行实施拍照，通过PLC对比分析；
3、将对比分析结果予以输出，发出声光报警并将缺陷箱皮予以剔除。
3.2主要技术指标
1、图像采集所用的高清摄像头及高速图像控制器；
2、摄像头拍照位置的选取，位置选定在烟箱出口横梁处，保证烟箱平稳输送范围涵盖拍照区域；
3、核心处理器为四门子S7-200PLC，控制程序功能包括输入信号处理，控制逻辑分析判断，判断结果的输出；
4、不同品牌箱皮的窗口选取与调试，窗口选取的标准一般为图像清晰稳定，所含明显标示或警示句区域；
5、缺陷箱皮剔除单元的设计与实施，当缺陷烟箱被照片取样后，利用PLC编程移位寄存器功能，配合剔除到位传感器，实现剔除功能。
3.3 控制系统示意图
如图2所示，箱皮外观质量检测系统由箱皮图像采集单元、图像信息处理单元、执行剔除单元构成。
3.4 程序设计
控制程序思路是：
1、PLC输入点：拍照同步信号，缺陷图像剔除信号，剔除同步信号。
2、PLC输出点：拍照同步延时信号，缺陷图像剔除延时信号，挡烟阀信号，推烟阀信号。
3、程序工作原理：通过卸料电机接触器常开触点控制0V经PLC延时后为图像控制器提供拍照同步信号，当图像控制器拍照取样后与标准图像对比后输出结果。剔除信号一方面控制声光报警器发出报警，持续若干秒后报警停止；另一方面通过移位寄存器与剔除同步信号共同完成烟箱剔除动作。
以下是部分程序语句图，见图3、图4。
4 结论
箱皮外观质量检测系统以图像处理模块与PLC控制程序为核心，根据信号同步，控制本系统高清摄像头对烟箱进行拍照取样，通过与本系统中正品样品图像对比分析，自动判断箱皮外观质量合格与否，产生结果。PLC根据结果驱动声光报警器发生声光报警，并在烟箱到达剔除位时驱动挡烟气缸与剔除气缸动作，将其剔除。同时，发出停机信号给装封箱机控制装封箱机自动停机。本系统有效杜绝了YP11A型装封箱机缺少原材料检测带来的质量隐患。并在一定程度上减轻了人力检查箱皮外观质量的劳动强度。
参考文献
[1]程周、常辉，《可编程序控制器技术与应用》，电子工业出版社
[2]孔凡才，《自动控制原理与系统》第3版，机械工业出版社
[3]YP11A 封箱机说明书
关键词：在线质量检测 外观质量 箱皮 检测精度
1 引言
随着人们生活水平的日益提高，人们对卷烟制品的质量要求也逐渐提高。烟好不好抽，烟包、条烟少不少，这些最初的质量要求以不能满足如今的市场需要。生产工艺高不高，烟包皱不皱，原辅材料外观质量好不好，等这些外观质量要求逐渐被人们所重视。其中，消费者对原辅材料的质量要求越发严格。小包、条包、箱皮存在的脏版、错版等问题凸显出来，而生产设备对这些质量问题的检测功能少之又少，且检测效果不佳。为提高生产设备质量检测精度，提高企业产品质量水平，以满足消费群体日益增长的苛刻需求，卷烟企业必须提高生产工艺质量，加强对原辅材料的检测与剔除功能。就我厂生产设备，原材料外观质量检测系统的应用已经普及到小盒包装机，装封箱机对于原材料的在线质量检测功能并不完善，箱皮外观质量检测系统的存在正好弥补装封箱机的这一质量隐患。
2 我厂YP11A型装封箱机存在的质量隐患
我厂YP11A型装封箱机具有可循环使用旧箱皮的功能。当生产需要使用旧箱皮材料时，由于旧箱皮不再从生产流水线中自动捆扎，而采用人力篩选捆扎。在筛选捆扎的过程中存在不同品牌的箱皮混装的现象；另外、新箱皮在使用过程中，由于箱皮原材料外观质量原因，也存在错版、脏版情况。而YP11A型装封箱机原机没有箱皮外观质量检测系统，采用人力对箱皮材料的外观质量把关。工作中难免存在疏漏，有一定几率出现缺陷箱皮漏检情况，一旦缺陷箱烟箱流入市场，将带来重大质量隐患。
3 箱皮外观质量检测系统
3.1 功能概述
箱皮外观质量检测系统（见图1）在保持YP11A装封箱机原有各项功能不变的前提下，在装封箱机出口处新增一套箱皮外观质量检测系统，对处于生产中的烟箱进行实时拍照，并进行图像对比处理，当对比结果为缺陷箱皮时，在剔除位置予以剔除并发出声光报警。
具体图像分析步骤为：
1、采取完好箱皮为样品，对其进行拍照取样，抽取照片关键点并数据化，作为样品标准；
2、对生产中烟箱进行实施拍照，通过PLC对比分析；
3、将对比分析结果予以输出，发出声光报警并将缺陷箱皮予以剔除。
3.2主要技术指标
1、图像采集所用的高清摄像头及高速图像控制器；
2、摄像头拍照位置的选取，位置选定在烟箱出口横梁处，保证烟箱平稳输送范围涵盖拍照区域；
3、核心处理器为四门子S7-200PLC，控制程序功能包括输入信号处理，控制逻辑分析判断，判断结果的输出；
4、不同品牌箱皮的窗口选取与调试，窗口选取的标准一般为图像清晰稳定，所含明显标示或警示句区域；
5、缺陷箱皮剔除单元的设计与实施，当缺陷烟箱被照片取样后，利用PLC编程移位寄存器功能，配合剔除到位传感器，实现剔除功能。
3.3 控制系统示意图
如图2所示，箱皮外观质量检测系统由箱皮图像采集单元、图像信息处理单元、执行剔除单元构成。
3.4 程序设计
控制程序思路是：
1、PLC输入点：拍照同步信号，缺陷图像剔除信号，剔除同步信号。
2、PLC输出点：拍照同步延时信号，缺陷图像剔除延时信号，挡烟阀信号，推烟阀信号。
3、程序工作原理：通过卸料电机接触器常开触点控制0V经PLC延时后为图像控制器提供拍照同步信号，当图像控制器拍照取样后与标准图像对比后输出结果。剔除信号一方面控制声光报警器发出报警，持续若干秒后报警停止；另一方面通过移位寄存器与剔除同步信号共同完成烟箱剔除动作。
以下是部分程序语句图，见图3、图4。
4 结论
箱皮外观质量检测系统以图像处理模块与PLC控制程序为核心，根据信号同步，控制本系统高清摄像头对烟箱进行拍照取样，通过与本系统中正品样品图像对比分析，自动判断箱皮外观质量合格与否，产生结果。PLC根据结果驱动声光报警器发生声光报警，并在烟箱到达剔除位时驱动挡烟气缸与剔除气缸动作，将其剔除。同时，发出停机信号给装封箱机控制装封箱机自动停机。本系统有效杜绝了YP11A型装封箱机缺少原材料检测带来的质量隐患。并在一定程度上减轻了人力检查箱皮外观质量的劳动强度。
参考文献
[1]程周、常辉，《可编程序控制器技术与应用》，电子工业出版社
[2]孔凡才，《自动控制原理与系统》第3版，机械工业出版社
[3]YP11A 封箱机说明书