陳艷琴

（吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司長(zhǎng)春卷煙廠，吉林 長(zhǎng)春130000）

0 引言

CH盒外透明紙包裝機(jī)是ZB25型軟盒硬條包裝機(jī)的輔機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)盤上的補(bǔ)煙庫(kù)內(nèi)最底層煙包在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中始終與輸出轉(zhuǎn)盤各工位的上層煙包處于不斷摩擦狀態(tài)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量；且在CH產(chǎn)生的不合格煙包被自動(dòng)剔除后，補(bǔ)煙庫(kù)是依靠煙包自重下落的原理對(duì)輸出轉(zhuǎn)盤中的空位進(jìn)行補(bǔ)煙，此種方式易造成補(bǔ)煙卡煙現(xiàn)象?；谝陨先毕?，必須對(duì)補(bǔ)煙庫(kù)控制功能加以改進(jìn)。

1 CH部分的工藝流程簡(jiǎn)介

CH是ZB25型包裝機(jī)的小盒透明紙成型部分，如圖1所示，從主機(jī)傳送過(guò)來(lái)的煙包1通過(guò)輸送帶進(jìn)入CH推包器2，推包器將煙包定位后按時(shí)推入輸入通道3，輸入通道再將煙包傳入裝有6個(gè)盒模的成型輪4，通過(guò)順時(shí)針間歇傳動(dòng)的成型輪、折疊煙道、煙包熱封裝置及提升機(jī)構(gòu)5，已完成盒外透明紙包裝并堆疊成2層的煙包被送入輸出轉(zhuǎn)盤的工位1（圖1中6處），隨著輸出轉(zhuǎn)盤的逆時(shí)針間歇旋轉(zhuǎn)，2層煙包分別經(jīng)過(guò)工位2、剔除工位3（圖1中7處）、補(bǔ)煙庫(kù)所在工位4（圖1中8處），經(jīng)輸出工位5（圖1中9處）被機(jī)器推向硬條包裝機(jī)。當(dāng)CH檢測(cè)到有不合格煙包時(shí)，壞包將在位置7由剔除裝置剔出，此處產(chǎn)生的空位由補(bǔ)煙庫(kù)11內(nèi)的煙包對(duì)其進(jìn)行填補(bǔ)。

圖1 CH部分的工藝流程圖

圖1 中，在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，輸出轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤內(nèi)的上層煙包始終與煙包補(bǔ)償庫(kù)最底層的煙包處于不斷摩擦狀態(tài)，勢(shì)必對(duì)煙包的外觀材料造成輕微磨損，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。當(dāng)出現(xiàn)壞包時(shí)，剔除裝置將壞包剔除后，輸出轉(zhuǎn)盤中的剔除工位出現(xiàn)空缺，隨著設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)該空位轉(zhuǎn)到下一個(gè)工位時(shí)，煙包補(bǔ)償庫(kù)通過(guò)其內(nèi)煙包自然下落的方式對(duì)空位進(jìn)行填補(bǔ)，此種補(bǔ)煙方式存在弊端。

2 原設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

ZB25型包裝機(jī)CH部分缺盒補(bǔ)煙裝置在原設(shè)計(jì)上存在缺陷，其原理是利用補(bǔ)煙庫(kù)內(nèi)煙包的自重自然下落進(jìn)行補(bǔ)煙，在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)由于煙包摩擦歪斜造成的卡煙現(xiàn)象。另外，因?yàn)檠a(bǔ)煙庫(kù)沒(méi)有煙包夾持裝置，其最下面的煙包一直在與生產(chǎn)線上的煙包進(jìn)行摩擦，極易造成小盒透明紙出現(xiàn)劃痕。綜上所述，原設(shè)計(jì)的純機(jī)械式補(bǔ)煙機(jī)構(gòu)會(huì)在生產(chǎn)中產(chǎn)生一定數(shù)量的不合格品，造成浪費(fèi)，并影響到設(shè)備連續(xù)運(yùn)行時(shí)的工作效率和機(jī)械部件壽命，因此，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)是十分必要的。

3 改進(jìn)思路

（1）為避免煙包相互摩擦，應(yīng)加裝補(bǔ)煙庫(kù)煙包夾緊提升裝置，以便在正常生產(chǎn)不進(jìn)行補(bǔ)煙時(shí)，讓補(bǔ)煙庫(kù)底層煙包高出輸出轉(zhuǎn)盤一定尺寸并保持。

（2）為解決補(bǔ)煙卡煙現(xiàn)象，應(yīng)在程序控制上保證夾緊和提升兩套機(jī)構(gòu)動(dòng)作順序的正確性。

（3）為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)煙控制，必須完成兩個(gè)方面的工作，一是檢測(cè)不合格品剔除后在輸出轉(zhuǎn)盤上形成的空位，二是用同步開關(guān)對(duì)此空盒模進(jìn)行定位。

（4）電氣部分的執(zhí)行件應(yīng)選用快速響應(yīng)的電磁氣閥，避免煙包黏連卡阻。

4 PLC、傳感器及電磁閥在對(duì)補(bǔ)煙庫(kù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制中的選用

為改進(jìn)CH補(bǔ)煙庫(kù)控制功能，在所用元器件選型上做如下幾點(diǎn)考慮：

（1）因?yàn)檩斎耄敵鳇c(diǎn)不多，因此PLC的選用著重考慮三菱FX系列PLC，該產(chǎn)品的編程易于著手。

（2）便于其他維修人員維修，程序易于掌握和更改。

（3）從經(jīng)濟(jì)實(shí)用性考慮，節(jié)約資金。

綜上所述：根據(jù)設(shè)備工藝流程和設(shè)計(jì)思路，應(yīng)用2個(gè)輸入元件和2個(gè)輸出元件即可實(shí)現(xiàn)控制功能，故PLC選用I／O點(diǎn)12位或14位的微型PLC就能滿足控制要求。從所用I／O點(diǎn)數(shù)可選擇三菱FX1S－14MT－D型PLC，其輸入電源為DC24V，輸入點(diǎn)為8點(diǎn)，輸出點(diǎn)為6點(diǎn)，滿足點(diǎn)數(shù)控制要求，同時(shí)也滿足PLC內(nèi)存對(duì)I／O接點(diǎn)控制余留10%空位的要求。另外，輸入信號(hào)的選用應(yīng)根據(jù)安裝位置和檢測(cè)物體來(lái)決定，采用檢測(cè)距離為2～4mm的反射式光電開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能，故選用了型號(hào)為BGS－S08N0535F的DC24V光電開關(guān)，輸出元件選用2個(gè)2位五通電磁閥，型號(hào)為 VFS1120－5DB－01，DC24V。

5 按改進(jìn)思路編寫PLC程序

按照改造思路，該裝置有2點(diǎn)輸入、2點(diǎn)輸出。2點(diǎn)輸入：空包檢測(cè)信號(hào)B1對(duì)應(yīng)的PLC輸入點(diǎn)為X003，同步光電檢測(cè)信號(hào)B2對(duì)應(yīng)的PLC輸入點(diǎn)為X001；2點(diǎn)輸出：夾緊電磁閥YV1對(duì)應(yīng)的PLC輸出點(diǎn)為Y001，提升電磁閥YV2對(duì)應(yīng)的PLC輸出點(diǎn)為Y000。

故控制程序如圖2所示。

圖2 PLC梯形圖

控制原理為：在輸出轉(zhuǎn)盤作逆時(shí)針間歇傳動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)的不合格煙包在剔除工位被剔除時(shí)，在空包檢測(cè)工位出現(xiàn)空包，空包檢測(cè)信號(hào)B1狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其輸入點(diǎn)X003狀態(tài)由“1”變?yōu)椤?”。等到同步光電檢測(cè)信號(hào)B2對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)X001狀態(tài)為“1”時(shí)，確定轉(zhuǎn)盤盒模運(yùn)行到停止工位，則對(duì)計(jì)數(shù)器C0進(jìn)行復(fù)位，并使輸出繼電器Y001和Y000動(dòng)作，夾緊電磁閥YV1和提升電磁閥YV2相繼得電松開。此時(shí)隨著輸出轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，空包工位正好轉(zhuǎn)到下一個(gè)工位，將補(bǔ)煙庫(kù)最底層的2盒煙包落下完成補(bǔ)煙。當(dāng)再旋轉(zhuǎn)一個(gè)工位的時(shí)候，由同步光電檢測(cè)信號(hào)B2控制的計(jì)數(shù)器C0計(jì)數(shù)值已到2個(gè)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生輸出，并復(fù)位Y001輸出，夾緊電磁閥YV1失電先將煙包夾緊。當(dāng)Y001下降沿來(lái)的時(shí)候，定時(shí)器T1得電自鎖開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)2s的延時(shí)使Y000失電，控制提升電磁閥YV2將補(bǔ)煙庫(kù)內(nèi)煙包向上提升；在Y000失電的同時(shí)，即對(duì)定時(shí)器T1進(jìn)行復(fù)位，Y000受限條件解除，從而為執(zhí)行下一個(gè)工作循環(huán)做好準(zhǔn)備。

6 安裝及接線

6.1 根據(jù)設(shè)計(jì)思路，確定兩輸入信號(hào)位置

將空包檢測(cè)光電開關(guān)安裝在CH剔除口對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)盤工位上，同步檢測(cè)光電開關(guān)安裝在空包檢測(cè)工位的對(duì)面工位。

6.2 安裝兩電磁閥及機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)

將電磁閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別安裝在補(bǔ)煙庫(kù)兩側(cè)，并進(jìn)行氣路的連接。

6.3 PLC位置的確定及安裝

考慮選用的PLC體積較小，且為了接線方便，將PLC安裝在了輸出轉(zhuǎn)盤后面的CH設(shè)備機(jī)體上，以便于DC24V電源從附近原機(jī)端子箱引出。

6.4 繪制控制線路接線圖

接線前，為確保接線無(wú)誤，應(yīng)先畫出PLC I／O點(diǎn)接線圖，如圖3所示。

圖3 PLC接線圖

7 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，檢驗(yàn)控制功能實(shí)現(xiàn)情況

線路接好后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，檢查輸入信號(hào)狀態(tài)變化與否，查看執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作是否到位、是否準(zhǔn)確，準(zhǔn)確無(wú)誤后做設(shè)備正常運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐檢驗(yàn)證明，改進(jìn)后的自動(dòng)補(bǔ)煙裝置能夠準(zhǔn)確迅速地實(shí)現(xiàn)空盒模補(bǔ)煙動(dòng)作，經(jīng)夾持、提升后，補(bǔ)煙庫(kù)內(nèi)煙包不再與輸出轉(zhuǎn)盤中的上層煙包摩擦接觸，從根本上杜絕了透明紙劃痕形成的不合格品，大大減少了這一生產(chǎn)流程的煙包卡阻現(xiàn)象，有效提高了設(shè)備運(yùn)行效率，并延長(zhǎng)了機(jī)械部件的使用壽命。因此，此項(xiàng)改進(jìn)是成功的。

8 結(jié)語(yǔ)

此項(xiàng)改造通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，雖達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，但對(duì)于設(shè)備來(lái)說(shuō)，畢竟增加了一臺(tái)PLC，若能考慮將此控制程序加在該設(shè)備原有的PLC程序中，且同步信號(hào)從設(shè)備原有的軸編碼器上選取，則可節(jié)省出一臺(tái)PLC和一個(gè)光電開關(guān)的改造費(fèi)用，減少了一個(gè)裝置，也使維修更簡(jiǎn)便，這將是后期改造努力的方向。

［1］龔仲華.三菱FX系列PLC應(yīng)用技術(shù).人民郵電出版社，2010

［2］上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.ZB25型軟盒硬條包裝機(jī)培訓(xùn)教材