王薪堯 唐翰犀 李樹恩

摘要：本文設計了一種新型GDX500包裝機自動排條裝置及熱封超時檢測裝置，實現(xiàn)了條美容器自動排條的功能以及cv第二提升器熱封超時煙條自動剔除的功能，保障產(chǎn)品質量。

關鍵詞：質量缺陷;自動排條;熱封超時檢測;伺服驅動

中圖分類號：TF341.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）05-0006-02

隨著企業(yè)“創(chuàng)優(yōu)”、“對標”工作的不斷推進，生產(chǎn)制造過程日趨精益化控制，對卷煙生產(chǎn)設備的保障能力也提出了更高的要求。GDX500包裝設備作為行業(yè)內(nèi)使用率較高的卷煙包裝設備，由于研發(fā)時間較早，其質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CV部分共有3處烙鐵，長封、側封及條美容器。長封和側封烙鐵負責對折疊好的透明紙進行熱封，條美容器負責熨燙平整。設備停機時，由于側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)生嚴重包裹質量缺陷。目前，GDX500包裝機條美容器部分通過吹風對烙鐵進行降溫，而側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，需要操作人員手動取出熱封器內(nèi)煙條，操作人員存在燙傷的風險。

2新型GDX500包裝機CV熱封自動排條及剔除裝置的研制

要徹底消除上述熱封超時帶來的質量問題，決定根據(jù)側封烙鐵和條美容器不同的機械結構采用不同的解決方法：檢測剔除及自動排條。

2.1側封超時檢測剔除裝置

該裝置的作用在于實現(xiàn)在設備停機時間過長時，對CV第二提升器（即側封烙鐵位置）內(nèi)的煙條進行標記，并且在條美容器出口處設置剔煙口，當設備重新啟動后將被標記煙條在剔煙口剔除，避免缺陷煙條進入下級工序。

2.1.1設計原理

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)部設有移位寄存器，移位寄存器的每一位對應輸出通道上的每一條煙。設備運行時，移位寄存器根據(jù)煙條檢測器的輸出進行移位，模擬煙條的運動。在設備長時間停機時，移位寄存器對cV第二提升器（1-1）熱封器內(nèi)的煙條進行標記，當標記煙條運送至條美容器出口的剔煙口（1-4）時，移位寄存器中對應的位置剛好移動到了末位，此時即可判斷這條煙是否應該被剔除。

2.1.2具體設計方案

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

2.2條美容器自動排條裝置

該裝置的作用在于實現(xiàn)在設備停機時將美容器內(nèi)煙條熨燙平整后排出，避免煙條長時間滯留而引起的質量問題。

2.2.1設計原理

取消了原機條美容器煙條兩端的毛刷擋板，改成耐高溫的齒形傳送帶，并通過一套伺服驅動系統(tǒng)控制。包裝機正常生產(chǎn)時，齒形傳送帶不工作且與煙條兩端面保持一定的距離，煙條由原機自行傳送。當設備停機一段時間后，齒形傳送帶被氣缸推動緊貼煙條兩端面并在伺服控制系統(tǒng)下轉動，配合上、下美容器電烙鐵對煙條熨燙后將其排出。

2.2.2具體設計方案

該裝置包括控制器、傳動機構、伺服電機、上、下美容電烙鐵、齒形傳送帶、氣缸和萬向連接頭等。當設備長時間停機后，氣缸（2-7）負責將齒形傳送（2-6）帶靠近或遠離煙條。伺服電機（2-2）驅動傳動機構（2-1）和萬向連接頭帶動齒形傳送帶（1-6）做間歇運動進行輸送。循環(huán)四個工位后，美容器中滯留的煙條將全部排出，若在這個過程中設備啟動，則中止排條，將美容器的控制權交給設備。

3控制程序的編寫與優(yōu)化

如圖2所示，在本方案中，控制器程序為兩個獨立的模塊。每當接收到停機信號，定時器即開始計時，如果設備再次啟動，則停止計時并且將定時器清零。程序分別設置短停機時間和長停機時間。當定時器計時大于短停機時間時，條美容器自動排條循環(huán)程序啟動，開始排空美容器內(nèi)煙條。于此同時，定時器繼續(xù)計時，當定時器計時大于長停機時間時，側封超時檢測剔除程序啟動，兩個程序互不干擾，可同時運行。

側封超時檢測剔除程序對移位標志位進行了設置，移位寄存器的移位完全取決于原設備的動作，側封超時之后移位標志位被置為1，該標志位隨煙條運動被移人移位寄存器，當移人數(shù)量大于設置的剔除量時，標志位歸零。當煙條被運送至剔除機構時，該煙條在移位寄存器中對應的位置剛好移動到了移位寄存器的末位，剔除機構根據(jù)移位寄存器末位數(shù)字來判斷是否剔除。

自動排條流程按順序分為四步，烙鐵動作、氣缸動作、電機轉動、美容器熨燙動作，循環(huán)四次后將美容器內(nèi)煙條排空。

4結論及成果

通過對原設備CV熱封系統(tǒng)的改造，達成了預定技改目標：解決原設備由于停機時間過長導致的條透明紙熱封超時的問題，保證了產(chǎn)品的質量，廢品率指標顯著下降，節(jié)約了大量成本。據(jù)不完全統(tǒng)計，結合本工廠的產(chǎn)能，采用該方案后每臺GDX500包裝機的年節(jié)支總額可達13萬元。

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