邵 偉，楊海東

(1.安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司阜陽(yáng)卷煙廠，安徽 阜陽(yáng)236000；2.合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 合肥230001)

FT624型煙片垂直分切機(jī)的控制研究及改進(jìn)

邵 偉1，楊海東2

(1.安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司阜陽(yáng)卷煙廠，安徽 阜陽(yáng)236000；2.合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 合肥230001)

FT624型煙片垂直分切機(jī)在使用過程中擋料板時(shí)常出現(xiàn)卡料現(xiàn)象，引起物料流量波動(dòng)，影響下一道工序松散回潮的水分和溫度。為此對(duì)分切機(jī)控制進(jìn)行研究，通過重新設(shè)計(jì)工作流程和相應(yīng)程序，并進(jìn)行調(diào)試，解決了擋料板在生產(chǎn)過程中卡料的問題。應(yīng)用效果表明：改進(jìn)后流量標(biāo)準(zhǔn)偏差減少了7.23，松散回潮水分、溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差分別減少了0.38、0.4，有效提高了分切機(jī)控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

煙片垂直分切機(jī) ；流量波動(dòng)；擋料板；控制改進(jìn)

目前卷煙制造行業(yè)已經(jīng)廣泛采用整批片煙投料。FT624型煙片垂直分切機(jī)作為片煙切片回潮線上的關(guān)鍵設(shè)備。在對(duì)分切機(jī)進(jìn)行仔細(xì)研究分析后，發(fā)現(xiàn)擋料板與翻料臂兩者之間，呈無(wú)規(guī)律動(dòng)作是導(dǎo)致卡料的主要原因，于是對(duì)其系統(tǒng)控制進(jìn)行了改進(jìn)。

1 存在問題

1.1 煙片垂直分切機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成

FT624型煙片垂直分切機(jī)采用雙氣缸下拉立式切片模式[3]。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由刀頭、壓縮空氣系統(tǒng)、喂料皮帶機(jī)、機(jī)架、推料車、擋料裝置、翻料裝置、導(dǎo)料裝置、電控等部件組成。如圖1所示：

圖1 分切機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

其中翻料裝置的功能是作為煙包分切時(shí)的一個(gè)支撐平臺(tái)并將切下的煙塊翻到導(dǎo)料裝置上滑入下游輸送設(shè)備上。翻料裝置主要由擺臂、支架、軸、吊軸承等組成。擋料裝置的作用是擋住已平穩(wěn)地進(jìn)入翻料裝置的煙包，在分切后翻料裝置翻轉(zhuǎn)時(shí)，將切下的煙塊擋落至導(dǎo)料裝置。導(dǎo)料裝置與水平面形成一個(gè)夾角，承受切下的煙片從翻料裝置上落下時(shí)的沖擊，并使切下的煙塊沿著導(dǎo)料板面滑入下游輸送設(shè)備。

1.2 煙片垂直分切機(jī)系統(tǒng)工作流程

a)首先喂料皮帶機(jī)把煙包輸送到煙包虛實(shí)檢測(cè)對(duì)射光電開關(guān)B1.7后延時(shí)3S，喂料皮帶機(jī)停機(jī)且推料裝置和翻料裝置動(dòng)作。

b)翻料裝置動(dòng)作到位且推料裝置把煙包送到切刀下方后，擋料裝置下來(lái)。當(dāng)擋料裝置下來(lái)到位后，切刀下切煙包。當(dāng)?shù)堕T下限位SQ2.2、SQ2.4同時(shí)檢測(cè)到刀門到位后，切刀提起。

c)刀門提起的同時(shí)，翻料裝置翻上去。煙片下滑到導(dǎo)料裝置上,當(dāng)翻料裝置提起到位后，擋料裝置后撤。

d)當(dāng)?shù)堕T后檢測(cè)光電開關(guān)B2.6透光，延時(shí)3S后翻料裝置動(dòng)作。開始切新的一刀。

1.3 煙片垂直分切機(jī)使用情況研究分析

我們發(fā)現(xiàn)分切機(jī)在運(yùn)行到（c）步驟時(shí)，會(huì)出現(xiàn)擋料板沒有退到位時(shí)，刀門后檢測(cè)光電開關(guān)B2.6就會(huì)透光。這時(shí)整個(gè)分切機(jī)控制程序就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入切下一刀的步驟，而此時(shí)擋料板由于沒有被接近開關(guān)檢測(cè)到就會(huì)停止不動(dòng)。當(dāng)下一刀切過后，由于擋料板沒有復(fù)位，擋料板與翻料裝置之間距離大大超過煙片的厚度，煙片就不會(huì)在擋料板和翻料裝置的作用下順勢(shì)落下，而是在推料板的作用下倒向擋料板，卡在擋料板與皮帶之間，造成斷料。對(duì)此，分切機(jī)系統(tǒng)控制需要進(jìn)一步改進(jìn)。

2分切機(jī)系統(tǒng)控制改進(jìn)

2.1 重新設(shè)計(jì)分切機(jī)系統(tǒng)控制工作流程

a)首先喂料皮帶機(jī)把煙包輸送到煙包虛實(shí)檢測(cè)對(duì)射光電開關(guān)后延時(shí)3S后，喂料皮帶機(jī)停機(jī)且推料裝置和翻料裝置動(dòng)作。

b)翻料裝置動(dòng)作到位且推料裝置把煙包送到切刀下方后，在切第一刀時(shí)擋料裝置運(yùn)行至前限位。當(dāng)擋料裝置到位后，切刀下片煙包。到刀門下限位后，刀門提起。

c)刀門提起的同時(shí)，翻料裝置翻上去，擋料裝置保持不動(dòng)作，煙片下滑到導(dǎo)料裝置上。

d)當(dāng)?shù)堕T后檢測(cè)光電開關(guān)透光，延時(shí)后翻料裝置動(dòng)作。開始切新的一刀。

e)整包煙片的最后片下滑到導(dǎo)料裝置上，擋料裝置后撤至擋料板后限位。

f)只有當(dāng)擋料裝置后撤到擋板后限位時(shí)，才允許翻料裝置動(dòng)作切下一包煙包。

2.2 程序設(shè)計(jì)及調(diào)試

針對(duì)新的分切機(jī)系統(tǒng)控制工作流程，進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)，使擋料板與翻料臂之間形成互鎖關(guān)系。增加互鎖后只有在擋料臂到位后，翻料臂方可落下。但這會(huì)使分切機(jī)切每包煙片的周期有所增加，從而影響分切機(jī)額定流量能力的實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)擋料板的動(dòng)作方式又進(jìn)行了程序調(diào)整。即由擋料板每切一刀退回一次，改為在每包煙片切完第一刀后只退回一次，第二刀、第三刀、第四刀，擋料板不再退回。這不但可以確保不卡料，更縮短了每包煙片的切刀周期，進(jìn)一步提高了分切機(jī)的工作效率。煙片分切機(jī)部分程序改進(jìn)對(duì)比[4-6]如圖2、圖3所示：

圖2 擋料板與翻料臂互鎖部分程序?qū)Ρ?/p>

圖3 擋料板整包退回控制部分程序?qū)Ρ?/p>

程序設(shè)計(jì)及編寫完成后，通過STEP 7仿真器進(jìn)行離線模擬[7-8]，程序運(yùn)行正常，能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。然后下載到切片松散回潮PLCS7-400 CPU中進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行。

3 應(yīng)用效果

改進(jìn)后，分切機(jī)完全避免了“擋料板與翻料臂之間無(wú)規(guī)律動(dòng)作”導(dǎo)致卡料的現(xiàn)象，為檢驗(yàn)實(shí)施效果，以物料流量、松散回潮出口水分和出口溫度為指標(biāo)，對(duì)改進(jìn)前后進(jìn)行了連續(xù)跟蹤，取改進(jìn)前后30個(gè)批次的平均數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表1：改進(jìn)后物料流量標(biāo)準(zhǔn)偏差減少了7.23，松散回潮出口水分、出口溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差分別減少了0.38、0.4，有效提高了分切機(jī)系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，為后序加工打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，見表1所列。

表1 改進(jìn)前后檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

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[責(zé)任編輯：桂傳友]

TS434

A

1674-1104(2013)06-0070-02

2013-10-02

安徽省星火計(jì)劃項(xiàng)目（433379/12-174）。

邵偉（1970-），男，安徽阜陽(yáng)人，安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司阜陽(yáng)卷煙廠工程師，主要研究方向?yàn)樵O(shè)備自動(dòng)化技術(shù)。