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在线计米器的准确性问题如何解决
时间:2018-01-26 19:54:35  点击:51  字体:

 

一、目前存在的问题


计米不准是软包行业目前普遍存在的问题,而且随着各种自动包装机在食品饮料等行业的广泛应用,软包行业的终端客户一般要求卷材计米交货、计个使用。计米不准将会被立即发现并反馈投诉,同时,计米不准影响内部材料流转考核及对采购原料的核准。为了应对投诉,大多软包厂被迫选择增加卷材米数,但增量控制存在很大的不确定性,造成工厂利润的直接流失。如每卷1000m的包装每增加10m,意味着1%的纯利润损失。此外,也有厂家选择计重交货,但涉及去除纸芯、电子秤校准等不确定因素,也十分不便。

以下是对软包行业常用的计米系统的分析。目前,计米系统大多由传感器和计米器构成,下面分别进行分析。

1.计米器传感器分析(见表1)

缺插图!

<CTSM>表1计米器传感器的分析</CTSM>

2.计米器功能及其指标

计米器大多采用MCU单片机控制,(4~6)位数码显示,按键或拨码操作,但选型主要考虑以下功能和技术参数(其他如尺寸、电源、输出、复位、停电记忆等不再说明)。

(1)主要功能

①两段输出:一段控制降速,二段控制停机。

②步长修正:用于修正计长误差的系数,(0.001~1.000)m。

③输入信号:光电、接近开关的非接点信号,或行程开关触点信号等。 

④计数模式:加法、减法、可逆。

⑤计数停止:设备停机时自动切断传感器信号,避免误计数。

⑥累计米数:累计机台投产后所有生产米数不需复位清零。

(2)技术参数

①输入阻抗:4.7kΩ

②门限电压:H:(4~30)V;L:(0~2)V

③绝缘电阻:100MΩ

④极限电压:50V

⑤抗干扰能力:IEC801,3级,3G

⑥计数速度范围:20CPS、200CPS、3000CPS(CPS为每秒计数,即次/秒)

3.改造方案

(1)改造时需要考虑的因素

传感器的选择:鉴于机械计长中机械检测轮寿命有限,且使用中存在磨损、跳动等问题,因此,改造中选用永不磨损的电子计长-计米传感器,以及对环境适应强且价格低廉的金属接近开关。

接近开关的选择:市场上销售的国产合格产品,两线、三线、NPN或PNP,只要输出电流大于100mA就可以长期使用。实践中假定每单位计量长度为0.1m,车速为600m/min,需要频率仅为100CPS,而目前接近开关的技术非常成熟,一般频率范围为(100~800)CPS。

步长长度的选择:传统机械测量轮的周长一般为333.333mm,根据准确度要求,建议将其设置为(200~500)mm。

检测辊的选择:安装接近开关的检测辊最好选择主动驱动辊,为避免丢转,不选择惰辊,检测辊辊径没有特殊要求,如果辊径大,可以根据步长多安装传感点。

计米器的选择:使用频率计作为计米器使用,因其内部有步长修正系数(注:对磨损、打滑、材料拉伸等的修正,但目前市场销售的计米器一般没有此参数)。

以上接近开关及频率计,电子市场一般有售。

测量主动辊周长,再除以检测点个数,设定步长系数。

运转校准后,系统计米准确度始终可以控制在0.1%,客户投诉明显减少。

其他:复位最好使用外接按钮,国产计米器面板微型按钮寿命较短。

(2)改造的具体步骤

购买金属接近开关,根据控制功能要求购买计米器。

选择主动检测辊,例如我们选择周长为0.45m的主动钢辊,在轴头安装2个检测螺钉,这样步长长度为0.45/2=0.225(m)。

安装接近开关并安装保护罩,最好将接近开关指示灯外露,以便观察。

在控制面板上替换或新装计米器、复位按钮。

系统连接,送电,设定各种功能参数。

反复校准,设定步长修正系数,并建议每3个月标定1次。

4.计米不准的其他因素

(1)生产管理:生产及客户使用中对异常停机时已计米长度编辑后的放量处理。

(2)系统其他次要因素:温湿度变化、张力下收卷、计米器重复性误差。

二、分切机计米器的校准及其计个交货

以上改造系统,在使用中对计米器的步长修正系数的标定是最重要的,鉴于软包企业的终端用户对包材大多计个使用,我们也尝试通过计个来计数标定,用色标电眼抓取印刷卷材上每个单元的色标个数,乘以单元长度得到的总米数,再和上述计米系统米数反复核对,最终确定修正系数。

1.计米器基于分切机的生产条件

(1)软包设备生产速度最大按10CPS计算。

(2)最小以每2.5cm为一个单元长度,每个单元长度印刷一个色标。

(3)每米长度共40个色标。

(4)每秒10m×40个色标=400个色标。

所以,选择的接近开关及计米器的响应速度要大于400CPS(2500μs)。

2.设备选型

通过对邦纳、神视、施克、基恩士等的色标传感器的对比,最终选择如下:

传感器为KEYENCE数字高速色标光纤传感器CZ-V型,其主要特点:数字色深显示;RGB三光源;高速度(300μs);抗震动。计米器为KEYENCE的RC-13型。

3.校准试验

通过选择典型色标(矩形,白底黑标,尺寸为5mm×10mm)和拉伸系数较小的复合材料,对交货长度为2000m的产品,同时使用计个、计米连续对比跟踪5次,取均值设定系数,计米准确性在0.1%以内,以后每3个月校准1次。

注意:一般分切机每月产量在300万米左右,社会上一般意义上的百米或千米标定结果对计米器准确与否毫无意义。

三、结束语

从技术上而言,在600m/min生产车速下完全可以实现对软包卷材标准色标的准确计个。但软包产品色标大小、颜色、形式存在许多差异,准确设定要求相当的专业知识,而且设定使用过程比较繁琐,而生产中针对不同客户产品换单又比较频繁,同时此套计个系统价格不低于5000元,如每台机器安装价格较高,维护费用较高(如光纤损耗品)。综上所述,笔者认为,计个系统单纯作为计米系统校准使用,不具推广价值,但考虑对全厂计米系统校准的需要,可以购买一套,安装为便携式。而以上改造的电子计长系统——使用接近开关加有修正系数的计米器,从经济性、实用性、准确性、便捷性上完全可以满足目前软包行业计米的要求


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