王薪堯 唐翰犀 李樹恩

摘要：本文設(shè)計(jì)了一種新型GDX500包裝機(jī)自動(dòng)排條裝置及熱封超時(shí)檢測裝置，實(shí)現(xiàn)了條美容器自動(dòng)排條的功能以及cv第二提升器熱封超時(shí)煙條自動(dòng)剔除的功能，保障產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量缺陷;自動(dòng)排條;熱封超時(shí)檢測;伺服驅(qū)動(dòng)

中圖分類號(hào)：TF341.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）05-0006-02

隨著企業(yè)“創(chuàng)優(yōu)”、“對(duì)標(biāo)”工作的不斷推進(jìn)，生產(chǎn)制造過程日趨精益化控制，對(duì)卷煙生產(chǎn)設(shè)備的保障能力也提出了更高的要求。GDX500包裝設(shè)備作為行業(yè)內(nèi)使用率較高的卷煙包裝設(shè)備，由于研發(fā)時(shí)間較早，其質(zhì)量保障能力逐漸跟不上我們的需。

1現(xiàn)有CV熱封裝置存在的缺陷

GDX500包裝機(jī)CV部分共有3處烙鐵，長封、側(cè)封及條美容器。長封和側(cè)封烙鐵負(fù)責(zé)對(duì)折疊好的透明紙進(jìn)行熱封，條美容器負(fù)責(zé)熨燙平整。設(shè)備停機(jī)時(shí)，由于側(cè)封烙鐵及美容器下烙鐵距離煙條很近，烘烤超過5分鐘，就因透明紙變形產(chǎn)生嚴(yán)重包裹質(zhì)量缺陷。目前，GDX500包裝機(jī)條美容器部分通過吹風(fēng)對(duì)烙鐵進(jìn)行降溫，而側(cè)封部分則沒有任何措施。且條美容器內(nèi)煙條的下端面與電烙鐵貼緊，通過吹風(fēng)方式難以使電烙鐵溫度下降，無法從根本上解決問題。為了避免透明紙變形的缺陷煙條流入市場，需要操作人員手動(dòng)取出熱封器內(nèi)煙條，操作人員存在燙傷的風(fēng)險(xiǎn)。

2新型GDX500包裝機(jī)CV熱封自動(dòng)排條及剔除裝置的研制

要徹底消除上述熱封超時(shí)帶來的質(zhì)量問題，決定根據(jù)側(cè)封烙鐵和條美容器不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用不同的解決方法：檢測剔除及自動(dòng)排條。

2.1側(cè)封超時(shí)檢測剔除裝置

該裝置的作用在于實(shí)現(xiàn)在設(shè)備停機(jī)時(shí)間過長時(shí)，對(duì)CV第二提升器（即側(cè)封烙鐵位置）內(nèi)的煙條進(jìn)行標(biāo)記，并且在條美容器出口處設(shè)置剔煙口，當(dāng)設(shè)備重新啟動(dòng)后將被標(biāo)記煙條在剔煙口剔除，避免缺陷煙條進(jìn)入下級(jí)工序。

2.1.1設(shè)計(jì)原理

如圖l所示，通過安裝在煙條輸出通道的入口處的煙條檢測器（1-2）來檢測所經(jīng)過的煙條，并在控制器內(nèi)部設(shè)有移位寄存器，移位寄存器的每一位對(duì)應(yīng)輸出通道上的每一條煙。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，移位寄存器根據(jù)煙條檢測器的輸出進(jìn)行移位，模擬煙條的運(yùn)動(dòng)。在設(shè)備長時(shí)間停機(jī)時(shí)，移位寄存器對(duì)cV第二提升器（1-1）熱封器內(nèi)的煙條進(jìn)行標(biāo)記，當(dāng)標(biāo)記煙條運(yùn)送至條美容器出口的剔煙口（1-4）時(shí)，移位寄存器中對(duì)應(yīng)的位置剛好移動(dòng)到了末位，此時(shí)即可判斷這條煙是否應(yīng)該被剔除。

2.1.2具體設(shè)計(jì)方案

該裝置包括煙條檢測器、PLC和剔除機(jī)構(gòu)。煙條檢測器采用光電傳感器設(shè)置于CV第二提升器的輸出通道上方;PLC分別與煙條檢測器、剔除機(jī)構(gòu)和包裝機(jī)的主控系統(tǒng)相連接;條美容器出口設(shè)有剔煙機(jī)構(gòu)（1-4），剔除機(jī)構(gòu)裝有輸送帶、活動(dòng)板，能夠在PLC控制下打開形成剔煙口。當(dāng)活動(dòng)板打開時(shí)，煙條在重力和輸送帶的作用下滑下，堆疊在下方的剔煙臺(tái)上。本裝置可實(shí)現(xiàn)CvN封部分熱封超時(shí)剔煙流程全自動(dòng)化，能夠有效剔除因包裝機(jī)cV第二提升器熱封超時(shí)而產(chǎn)生的不良煙條，能夠有效保障產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2條美容器自動(dòng)排條裝置

該裝置的作用在于實(shí)現(xiàn)在設(shè)備停機(jī)時(shí)將美容器內(nèi)煙條熨燙平整后排出，避免煙條長時(shí)間滯留而引起的質(zhì)量問題。

2.2.1設(shè)計(jì)原理

取消了原機(jī)條美容器煙條兩端的毛刷擋板，改成耐高溫的齒形傳送帶，并通過一套伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制。包裝機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)，齒形傳送帶不工作且與煙條兩端面保持一定的距離，煙條由原機(jī)自行傳送。當(dāng)設(shè)備停機(jī)一段時(shí)間后，齒形傳送帶被氣缸推動(dòng)緊貼煙條兩端面并在伺服控制系統(tǒng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，配合上、下美容器電烙鐵對(duì)煙條熨燙后將其排出。

2.2.2具體設(shè)計(jì)方案

該裝置包括控制器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、上、下美容電烙鐵、齒形傳送帶、氣缸和萬向連接頭等。當(dāng)設(shè)備長時(shí)間停機(jī)后，氣缸（2-7）負(fù)責(zé)將齒形傳送（2-6）帶靠近或遠(yuǎn)離煙條。伺服電機(jī)（2-2）驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（2-1）和萬向連接頭帶動(dòng)齒形傳送帶（1-6）做間歇運(yùn)動(dòng)進(jìn)行輸送。循環(huán)四個(gè)工位后，美容器中滯留的煙條將全部排出，若在這個(gè)過程中設(shè)備啟動(dòng)，則中止排條，將美容器的控制權(quán)交給設(shè)備。

3控制程序的編寫與優(yōu)化

如圖2所示，在本方案中，控制器程序?yàn)閮蓚€(gè)獨(dú)立的模塊。每當(dāng)接收到停機(jī)信號(hào)，定時(shí)器即開始計(jì)時(shí)，如果設(shè)備再次啟動(dòng)，則停止計(jì)時(shí)并且將定時(shí)器清零。程序分別設(shè)置短停機(jī)時(shí)間和長停機(jī)時(shí)間。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)大于短停機(jī)時(shí)間時(shí)，條美容器自動(dòng)排條循環(huán)程序啟動(dòng)，開始排空美容器內(nèi)煙條。于此同時(shí)，定時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)，當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)大于長停機(jī)時(shí)間時(shí)，側(cè)封超時(shí)檢測剔除程序啟動(dòng)，兩個(gè)程序互不干擾，可同時(shí)運(yùn)行。

側(cè)封超時(shí)檢測剔除程序?qū)σ莆粯?biāo)志位進(jìn)行了設(shè)置，移位寄存器的移位完全取決于原設(shè)備的動(dòng)作，側(cè)封超時(shí)之后移位標(biāo)志位被置為1，該標(biāo)志位隨煙條運(yùn)動(dòng)被移人移位寄存器，當(dāng)移人數(shù)量大于設(shè)置的剔除量時(shí)，標(biāo)志位歸零。當(dāng)煙條被運(yùn)送至剔除機(jī)構(gòu)時(shí)，該煙條在移位寄存器中對(duì)應(yīng)的位置剛好移動(dòng)到了移位寄存器的末位，剔除機(jī)構(gòu)根據(jù)移位寄存器末位數(shù)字來判斷是否剔除。

自動(dòng)排條流程按順序分為四步，烙鐵動(dòng)作、氣缸動(dòng)作、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、美容器熨燙動(dòng)作，循環(huán)四次后將美容器內(nèi)煙條排空。

4結(jié)論及成果

通過對(duì)原設(shè)備CV熱封系統(tǒng)的改造，達(dá)成了預(yù)定技改目標(biāo)：解決原設(shè)備由于停機(jī)時(shí)間過長導(dǎo)致的條透明紙熱封超時(shí)的問題，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，廢品率指標(biāo)顯著下降，節(jié)約了大量成本。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，結(jié)合本工廠的產(chǎn)能，采用該方案后每臺(tái)GDX500包裝機(jī)的年節(jié)支總額可達(dá)13萬元。

隨著該技術(shù)成果在紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠的成熟應(yīng)用，其影響力不僅局限于GDXS00Z裝機(jī)降低缺陷產(chǎn)品率方面的貢獻(xiàn)，其技術(shù)方案可推廣到其他任意機(jī)型的應(yīng)用中，豐富了我們的質(zhì)量把控手段。