基于包装过程中烟条缺包检测技术的改进与应用

摘要：本设计针对现有烟条缺包检测装置存在检测不准确问题，提出一种基于烟包中金属铝成分的烟条缺包检测装置。通过在每个烟包对应位置设置检测探头，由控制主板根据检测区域内金属成分信号判断烟条是否缺包，提高检测的准确性和可靠性，从而有效避免烟条缺包问题，保障生产效率和企业信誉。

关键词：烟条缺包检测；金属探测器；卷烟包装；检测装置

现有技术中，烟条包装过程主要是包装机通过多个机构协作将多个烟包按照一定的排列方式整合成一个更大的包装单元也即烟条，一般情况下一条烟中，盛放有10个烟包，该10个烟包分为上下两排，每排5个烟包。在卷烟包装过程中，由于各种原因（如机械故障、传感器失灵、材料问题等），可能会出现烟条缺包的情况，即一条烟中未能包装10个烟包，而如果缺包问题频繁发生，会导致生产线频繁停机进行检查和调整，降低整体生产效率，除此之外，缺包的烟草可能无法正常使用，导致客户投诉和退货，将严重影响企业的信誉和形象。

现有包装机上安装了烟条缺包检测装置以避免烟条缺包，目前主要是在封装生产线上安装称重式条烟缺包检测装置来进行烟条缺包检测，该种检测装置主要是通过检测条烟的重力来判断烟包是否缺包，但由于烟支、包装材料等本身可能存在重量波动，烟条在输送过程中存在振动，因此通过重力检测的经常会出现检测错误，误将缺包的烟条检测成合格品。因此，需要一种高效、准确的检测装置来实时监控并识别烟条缺包问题[1-2]。

1.设计原理

1.1原理阐述

烟包的铝箔纸中含有金属铝，金属铝在特定信号环境下会表现出独特的感应特性，本检测装置利用这一特性来实现烟条缺包检测[3]。

烟条内烟包有着固定的布局，通常10个烟包分为上下两排，每排5个。依据这样的布局，在每个烟包所对应的理想位置设置检测探头。当烟条正常包装好通过检测区域时，由于每个烟包的铝箔纸都存在，每个检测探头所在的区域必然会检测到金属成分信号。然而一旦某个烟包缺失，那么在该烟包对应的位置就没有了含金属铝的铝箔纸。此时，对应的检测探头就无法检测到金属信号。控制主板负责对各个检测探头传来的信号进行收集，经过分析，只要发现某个探头没有检测到应有的金属信号，就能精准判断出烟条存在缺包情况，从而发出剔除信号，将缺包烟条进行剔除。

1.2优势分析

这种基于金属成分检测的方法与传统的称重式检测相比，不受烟支、包装材料重量波动以及烟条输送过程中振动的影响。因为它直接针对烟包存在与否进行检测，只要烟包存在且其铝箔纸完整，就能检测到金属信号，极大地提高了检测的准确性和可靠性。

2.结构设计

2.1总体结构

该检测装置包括上部缺包检测组件和下部缺包检测组件，二者镜像布置。上部缺包检测组件包括第一传感器组、第一传感器支架、DN导轨和第一传感器安装板。下部缺包检测组件包括第二传感器组、第二传感器支架和第二传感器安装板。上下两个组件确保上下两排烟包能够被同步检测，整个装置的设计紧凑且合理，能够有效适应卷烟生产线的输送和检测需求。

2.2上部缺包检测组件

上部缺包检测组件的第一传感器组包含5个传感器，分别安装在第一传感器安装板上。DN导轨和第一传感器安装板相互平行地安装在第一传感器支架上，DN导轨位于第一传感器安装板的上方。第一传感器组的非检测端安装在DN导轨上，检测端安装在第一传感器安装板上，且第一检测探头伸出第一传感器安装板的侧壁。

2.3下部缺包检测组件

下部缺包检测组件的第二传感器组也包含5个传感器，安装在第二传感器安装板上。第二传感器安装板安装在第二传感器支架上，第二检测探头伸出第二传感器安装板的侧壁。

2.4其他组件

第一传感器支架的两端安装有导向机构夹头，用于夹持导向机构，确保烟条按照预设位置输送至检测区域。传感器为金属探测器，能够检测烟包中的金属成分（如铝箔纸中的铝）。第一传感器安装板和第二传感器安装板上分别开设有5个一字型排列的安装孔，传感器对应安装在安装孔上。

上部缺包检测组件还包括外罩，外罩罩于第一传感器支架的外部，且裸露出第一检测探头。第一传感器安装板上还设置有第一对射支架和第二对射支架，分别用于触发和剔除。第二传感器安装板上安装有第三对射支架。

2.5控制主板

整个烟条缺包检测装置连接有控制主板，控制主板是装置的核心控制单元。当传感器组检测到烟条缺包时，信号会立即传递至控制主板。控制主板根据接收到的信号判断是否存在缺包现象，并生成相应的控制信号，触发剔除机构将缺包烟条从生产线中剔除。控制主板的设计确保了整个检测过程的自动化和智能化，大大提高了生产效率和产品质量。

3.安装测试

首先将本装置安装于烟条装箱前的输送皮带之间，让下部缺包检测组件与输送皮带的表面齐平，上部缺包检测组件则镜像安装于下部缺包检测组件的上方，烟条在运送过程中将以水平的姿势经过本装置，本装置5个第一检测探头对应的对上排的烟包进行检测，5个第二检测探头对应的对下排的烟包进行检测，并将检测结果反馈至控制主板，对于缺包烟条将由控制主板控制对应机构进行剔除。

实验结果表明，该装置检测灵敏度高，检测结果可靠，能有效避免烟条缺包情况的发生。与传统称重法相比，新装置减少了因重量波动和振动导致的误判，提高了检测准确性。

4.总结

本烟条缺包检测装置基于烟包中金属铝成分的检测原理设计了一套全新的缺包检测方法，在实验室模拟测试和实际生产线测试中均表现出了较好的检测性能。与传统的称重式检测装置相比，有效地提高了检测的准确性和可靠性，降低了误判率，对保障卷烟生产质量、提高生产效率以及维护企业信誉具有重要意义。

参考文献

[1]李中帅.金属检测器相关技术研究综述[J].电子制作，2013，（18）：162-163+180.DOI：10.16589/j.cnki.cn11-3571/tn.2013.18.048.

[2]贾卓，柳渊.ZB45包装机组条缺包检测系统的改进[J].机械管理开发，2024，39（10）：252-253+256.DOI：10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2024.10.091.

[3]乔建军，刘畅，王鹏.条装缺包动态检测的研究与应用[J].自动化博览，2012，29（10）：114-115.