陳朝陽(yáng)，熊楓，陳雅菲

湖北中煙卷煙材料廠，湖北武漢，430048

0 引言

加熱不燃燒（HNB）卷煙，又稱為低溫?zé)煟且环N新型卷煙，控制加熱溫度，使其不燃燒，減少了煙氣中致癌物質(zhì)的形成，與傳統(tǒng)卷煙對(duì)比降低了對(duì)消費(fèi)者健康的影響。使用時(shí)將HNB卷煙壓入加熱器的裝煙孔中，孔內(nèi)設(shè)置的加熱針或加熱片會(huì)刺入卷煙中，加熱器對(duì)卷煙進(jìn)行密封包裹，抽吸完成后消費(fèi)者手動(dòng)拔出卷煙。

HNB卷煙在加熱器內(nèi)完成插入與拔出動(dòng)作時(shí)，插入力與拔出力影響消費(fèi)者的體驗(yàn)感，成品檢測(cè)對(duì)插入力和拔出力提出了檢驗(yàn)要求。普通測(cè)量方法采用人工使用工裝、拉力計(jì)、壓力計(jì)等工具，對(duì)卷煙的插入力和拔出力進(jìn)行測(cè)量。由于測(cè)量工序煩瑣、檢驗(yàn)量大、不同檢驗(yàn)人員操作手法不同等因素影響，插拔力測(cè)量耗時(shí)久，人工工作量大，準(zhǔn)確性不高，給成品檢驗(yàn)帶來(lái)了諸多的煩惱[1]。本文就如何實(shí)現(xiàn)HNB卷煙插拔力的快速、連續(xù)、自動(dòng)測(cè)量，描述一種用于測(cè)量HNB卷煙插拔力的測(cè)試儀[2]。

1 概述

檢驗(yàn)員借助工裝、拉力計(jì)、壓力計(jì)等工具，對(duì)HNB卷煙進(jìn)行插拔力測(cè)試的方式存在一些問(wèn)題：①每次檢驗(yàn)前，需耗費(fèi)大量時(shí)間搭建工裝、搭建測(cè)試機(jī)構(gòu)，人工工作量較大；②不同檢驗(yàn)人員很難保證產(chǎn)品插入位置相同，給檢驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)了偏差；③測(cè)試數(shù)據(jù)人工需要手動(dòng)記錄，存在錄入不準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)。HNB卷煙插拔力測(cè)試儀必須能減少檢驗(yàn)員的工作量，自動(dòng)、快速、連續(xù)、準(zhǔn)確地得到測(cè)量結(jié)果，滿足檢驗(yàn)要求。

2 HNB卷煙插拔力測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)

HNB卷煙插拔力測(cè)試儀主要由電腦、煙夾、送料機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、夾持旋轉(zhuǎn)裝置、插拔裝置、加熱器裝置、拉壓力傳感器以及其他組件組成。圖1為外觀結(jié)構(gòu)圖，圖2為內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。

圖1 外觀結(jié)構(gòu)圖

圖2 內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

電腦為測(cè)試儀的人機(jī)交互界面，操作人員可在電腦上完成測(cè)試參數(shù)的設(shè)定，點(diǎn)擊操作界面按鈕實(shí)現(xiàn)測(cè)試儀的啟停、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)打印、維護(hù)自檢等操作。煙夾用于存放測(cè)試用的HNB卷煙。送料結(jié)構(gòu)用于將煙夾里的卷煙輸送至夾持機(jī)構(gòu)。夾持機(jī)構(gòu)、夾持旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)儀器測(cè)試工位的切換。在插拔裝置、加熱裝置、抽吸裝置、拉壓力傳感器配合工作下，實(shí)現(xiàn)HNB卷煙不同的測(cè)試模式[3]。

3 HNB卷煙插拔力測(cè)試儀的工作原理

在使用HNB卷煙插拔力測(cè)試儀之前，將測(cè)試用HNB卷煙逐個(gè)安裝放入煙夾內(nèi)，所有煙均橫向放置，且沿豎向堆疊為一列放置在盒體內(nèi)。圖3為HNB卷煙在煙夾里排列圖。

圖3 HNB 卷煙在煙夾里排列圖

煙夾里面裝入HNB卷煙后，將煙夾插入輸送結(jié)構(gòu)上方，如圖2所示。在電腦上對(duì)本次HNB卷煙進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，并且設(shè)定測(cè)試模式。

參數(shù)設(shè)定好后，點(diǎn)擊電腦上的啟動(dòng)按鈕，測(cè)試儀按設(shè)定好的流程：通過(guò)輸送機(jī)構(gòu)逐個(gè)從煙夾里提取HNB卷煙，并將卷煙送至夾持機(jī)構(gòu)；夾持機(jī)構(gòu)夾緊卷煙后，旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)與卷煙逆時(shí)針向下旋轉(zhuǎn)90°；插拔機(jī)構(gòu)按照設(shè)定的參數(shù)，向下移動(dòng)至指定位置，將卷煙插入加熱器內(nèi)，此時(shí)拉壓力傳感器記錄加熱器所受力的大小，得到插入力；依據(jù)設(shè)定模式不同，測(cè)試流程有以下模式。

模式1：插拔機(jī)構(gòu)向上移動(dòng)，直接將卷煙從加熱器內(nèi)均勻拔出，拉壓力傳感器記錄所受力的大小，得到拔出力；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)順時(shí)針向上旋轉(zhuǎn)90°，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中夾持機(jī)構(gòu)釋放卷煙，讓卷煙掉落至接煙盤內(nèi)，完成單次卷煙測(cè)試。

模式2：夾緊機(jī)構(gòu)釋放對(duì)卷煙的固定，插拔機(jī)構(gòu)向上移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)順時(shí)針向上旋轉(zhuǎn)90°，將抽吸裝置停留至卷煙與加熱器上方，插拔機(jī)構(gòu)向下移動(dòng)，將抽吸裝置停留至卷煙指定位置后，抽吸裝置包裹住卷煙濾嘴端，啟動(dòng)抽吸功能；抽吸完畢后，抽吸裝置釋放對(duì)卷煙的固定，插拔機(jī)構(gòu)向上移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)再次逆時(shí)針向下旋轉(zhuǎn)90°，夾持機(jī)構(gòu)停留至卷煙上方；插拔機(jī)構(gòu)向下移動(dòng)至指定位置，夾持機(jī)構(gòu)夾緊卷煙；重復(fù)完成“模式1”流程，直至卷煙掉落至接煙盤內(nèi)，完成單次卷煙測(cè)試。

由于加熱器加熱方式不同，測(cè)試流程中，關(guān)于拔出力測(cè)試，同樣存在兩種模式。

模式3：使用片式加熱器測(cè)試HNB卷煙拔出力，可直接按照模式1、模式2測(cè)試流程完成卷煙拉拔力測(cè)試。

模式4：使用針式加熱器測(cè)試HNB卷煙拔出力，需對(duì)模式1的拔出力的測(cè)試流程進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整如下：在插拔機(jī)構(gòu)向上移動(dòng)之前，煙支旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)以及卷煙，沿卷煙軸向旋轉(zhuǎn)90°，這樣可保證比較小的卷煙絲附著。旋轉(zhuǎn)完畢后，重復(fù)完成“模式1”流程，直至卷煙掉落至接煙盤內(nèi)，完成單次卷煙測(cè)試。

電腦控制儀器繼續(xù)按設(shè)定模式，重復(fù)上述流程，直至煙夾里最后一個(gè)卷煙掉落至接煙盤內(nèi)，完成本批次HNB卷煙的插拔力測(cè)試。電腦將測(cè)試數(shù)據(jù)保存錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，軟件系統(tǒng)自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。檢驗(yàn)員可以依據(jù)需求打印，或者調(diào)用查詢測(cè)試報(bào)告。

4 結(jié)語(yǔ)

HNB卷煙插拔力測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)HNB卷煙插拔力快速、連續(xù)、準(zhǔn)確的檢測(cè)，目前該儀器正應(yīng)用在本單位企業(yè)的HNB卷煙成品檢測(cè)環(huán)節(jié)中。使用該設(shè)備后針對(duì)HNB卷煙插拔力檢驗(yàn)，由之前需要多個(gè)檢驗(yàn)人員協(xié)助完成測(cè)量，簡(jiǎn)化為一個(gè)檢驗(yàn)人員即可完成測(cè)量，大大減少了人工成本；儀器自動(dòng)化程度高，安裝完煙夾后，僅需提前在電腦上設(shè)定好參數(shù)，一鍵啟動(dòng)儀器，儀器可精準(zhǔn)控制HNB卷煙插入加熱器的深度，提高了測(cè)量準(zhǔn)確性；儀器自動(dòng)保存錄入測(cè)量數(shù)據(jù)，可依據(jù)需求生成測(cè)試報(bào)告，提供數(shù)據(jù)查詢功能，簡(jiǎn)化了檢驗(yàn)員的工作。綜上所述，HNB卷煙插拔力測(cè)試儀完全滿足現(xiàn)有檢驗(yàn)要求。