劉暢

摘要：ZJ17卷煙機在水松紙輸送過程中，由于原輔材料等生產條件的變化和傳動等方面的原因，會有水松紙在輸送過程中向內外兩側偏移，導致生產出內外排煙支的水松紙包裹不齊，該設備并不具備此種缺陷的檢測剔除，嚴重影響了產品的質量。針對這些情況，經過我長期摸索、分析和研究，設計并安裝了水松紙自動定中裝置，取得了一定的效果，使水松紙的包裝質量進一步穩(wěn)定和提高，減少了不合格品的產生，相應的提升了有效作業(yè)率并降低了成本。

關鍵詞：卷煙機? 水松紙輸送? 可編程控制器? 定中糾偏? 缺陷剔除

一、問題提出

ZJ17卷煙機是引進德國HUANI公司的世界著名卷煙機組，集機、電、氣、液與一體，具有優(yōu)秀的生產率與可靠性。它由VE70供料成型機、SE70卷制成型機、MAX70接裝機三部分組成，設計生產速度7000支/分鐘，整體布局緊湊合理，維護方便，自動化程度高，但是在水松紙輸送過程中，由于原輔材料等生產條件的變化和傳動等方面的原因，會有水松紙在輸送過程中向內外兩側偏移，導致生產出內外排煙支的水松紙包裹不齊，但是該設備并不具備此種缺陷的檢測剔除，嚴重影響了產品的質量。

1.1水松紙供給原理

水松紙供給由紙盤支架、自動接紙器、供紙輥、上膠裝置、切紙輪與切刀等組成。紙盤支架用來支撐水松紙盤，有兩個紙盤支撐位置，在紙盤支架上完成新舊盤紙的轉換，紙盤之架上裝有轉換裝置、自動加緊裝置、張緊與制動裝置。水松紙在自動接紙器上實現新舊水松紙的自動拼接，檢測水松紙有無拼接段，并將水松紙上膠面刮毛且使之預先卷曲。供紙輥的作用是將水松紙從紙盤支架中拉出并以一定速度運行。上膠裝置的作用是將水松紙沿機器中線對正，并給水松紙表面涂上均勻適量的乳膠。水松紙通過膠后加熱器對其進行加熱，加速膠水干燥。最后進入切割輪在水松紙切刀的作用下將水松紙連續(xù)的切割成一張張的紙片，分開一段距離后，將紙片一一對應的粘在一根雙長煙上。

1.2故障分析

由于水松紙供給過程中只有對水松紙拼接頭以及斷裂進行了檢測，而這些檢測采用的光電式檢測傳感器均安裝在水松紙的中線部位，檢測聚光點在水松紙的中間，當水松紙發(fā)生內外偏移時，檢測裝置依然能夠檢測到水松紙，進而不會觸發(fā)報警程序使缺陷煙支剔除或使設備停機。雖然水松紙在傳送過程中向內排或外排偏移的距離不多，但是由于煙支與切割位置相對于水松紙是固定的，在包裹到煙支表面以后，內外排水松紙的差距將是水松紙偏移量的兩倍，因為水松紙起到連接煙支與濾嘴的作用，所以嚴重時將導致濾嘴這貼不牢從而脫落。

二、設計方案及原理

為了能對水松紙偏移質量缺陷進行有效檢測，選用光纖傳感器作為檢測元件對水松紙紙邊進行檢測，光纖傳感器具有高靈敏度、高精度、智能化、可實現非接觸測量、適應各種惡劣環(huán)境下使用和使用簡便等等一些優(yōu)點。檢測裝置包括內側偏移光纖傳感器S1、外側偏移光纖傳感器S2、內側偏轉接近開關S3、外側偏轉接近開關S4、機器同步信號傳感器S5、控制電路以及聲光報警裝置。

2.1裝置的組成

1、內外偏移傳感器，在上膠裝置與膠后加熱器之間安裝兩個光纖傳感器S1，S2的固定支架，對通過導向輪支架進入膠后加熱器的水松紙內側邊沿進行檢測，之后水松紙通過最后一個導向輥進入膠后加熱器，并在吸風的作用下吸附在切割輪上。兩根光纖通過支架交錯固定在水松紙的內側上方位置，在兩個光纖頭部加裝一組透鏡，使通過透鏡的紅色光束聚集到水松紙上，通過調整透鏡在光纖上的安裝距離調整聚焦光點的直徑，使兩個光點間距小于1毫米，安裝位置確定后，使內側光纖傳感器S1照射在水松紙內沿之外，外側光纖傳感器S2照射在水松紙內側邊沿，如果水松向內側偏移大于0.5毫米，則內側光纖傳感器將檢測到水松紙，依此判定水松紙向內偏移，如果水松向外側偏移大于0.5毫米，則外側光纖傳感器將檢外不到水松紙，依此判定水松紙向內偏移。

2、糾偏步進電機，利用機器運行高速使能繼電器使能信號為檢測提供使能信號，當機器高速運行后，內外側偏移傳感器開始工作，當檢測到水松紙偏移時，通過控制電路對步進電機驅動器進行控制，分別使步進電機正轉與反轉，步進電機通過聯軸器與導向輪連接帶動一根絲杠與絲套控制導向輪的偏轉，從而使水松紙向相反方向移動，直到內側偏移傳感器檢測不到水松紙，外側偏移傳感器檢測到水松紙邊沿。

3、導向輪偏轉極限位置檢測，在導向輪安裝接近開關S3、S4，用于檢測導向輪的偏轉的極限位置，防止在步進電機的驅動下導向輪偏轉過多，對機械造成損壞，兩個接近開關S3、S4在設備運行正常時都不應檢測到導向輪的極限位置，當導向輪長時間向一側偏轉時，其中一個接近開關會檢測到導向輪的極限位置，輸出信號到控制電路，由控制電路向卷煙機發(fā)出故障信號，控制卷煙機停機并發(fā)出聲光報警。

4、缺陷產品的剔除，當出現水松紙偏移時，為使生產出的缺陷煙支剔除，安裝機器同步脈沖傳感器S5在MAX70接裝機定時盤取機器同步運行信號，定時盤每旋轉一周產生一個脈沖信號，機器相對應的生產出一根雙長煙，同步運行信號輸送至控制器中，產生移位信號，確保缺陷產品的準確剔除。

2.2 控制原理

當設備啟動后，機器高速使能繼電器吸合，其常開觸點閉合，此時將24V直流電路接入控制電路使能端。得到使能信號后，水松紙偏移檢測開始工作，始終檢測水松紙內側邊沿，當水松紙向內側偏移超過0.5毫米，內側光纖傳感器檢測到水松紙，當水松紙向外側偏移超過0.5毫米時，外側光纖傳感器檢測不到水松紙，此時控制器與機器同步運行信號配合，移位寄存器通過移位指令和字節(jié)存儲器實現移位。當水松紙偏移時，在移位寄存器的初始位內置“1”，機器同步信號作為移位脈沖每個都會使“1”向前移動一位。并且此時控制器輸出信號使步進電機控制器使能，控制步進電機轉動直到水松紙回到正確位置。在此期間由于字節(jié)存儲器地址內始終置“1”，直到兩個光纖傳感器都能檢測到水松紙時，移位寄存器地址因沒有輸入信號開始置“0”，之前所有置“1”的位都由移位信號移動設定位數，這時煙支應達到雙長煙剔除工位，控制電路輸出信號激活卷煙機Y4剔除閥將有水松紙偏移缺陷的雙長煙剔除（如圖3）。

當有一側水松紙檢測不到時，控制電路內開始進行倒計時，延時10秒后輸出信號使繼電器吸合，斷開水松紙斷檢測輸入線路，使MAX70接裝機發(fā)出停機信號，并在工控機上顯示水松紙斷紅色信息，避免未及時調整造成的原輔材料消耗。

當步進電機長時間向一側轉動時，其帶動的導向輪向一側偏轉達到極限位置后，控制電路同樣使繼電器吸合，斷開水松紙斷檢測輸入線路，使MAX70接裝機發(fā)出停機信號，并在工控機上顯示水松紙斷紅色信息，只有人工將導向輪調整回正常位置后，才會使卷煙機能再次啟動，避免機械結構損壞。

三、使用效果

ZJ17卷煙機水松紙糾偏裝置經安裝后，可自動完成水松紙的偏移糾正，在卷煙機不停機的情況下準確剔除水松紙偏移缺陷煙支，該裝置結構簡單實用，具有以下優(yōu)點：實施成本低，安裝簡單，程序調整方便，與卷煙機運行程序互補且不相互影響，不用改動卷煙機機構，不影響設備外觀，剔除準確可靠，能有效防止缺陷煙支流入下道工序，并且減少了原輔材料的消耗，減輕了操作人員的勞動強度。