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條盒包裝機回收裝置的改進

發(fā)布時間：2020-06-11 09:09:02 |來源：網(wǎng)絡轉載

0 引 言

機組是德國某公司推出的新一代硬盒高速包裝機組， 額定生產(chǎn)速度 700 包/min， 主要由小盒包裝機（703）、小盒透明紙包裝機（753）和條盒包裝機（779）組成。該機型采用高度集成化與自動化相結合的開放式數(shù)控系統(tǒng)——— TwinCAT 控制系統(tǒng)[2]，使用雙軌包裝形式，具有伺服電機控制、高速運動原理設計、 氣動制動器煙包制動和同步齒形帶傳動等技術特點， 是目前國內煙草工業(yè)企業(yè)在設備升級中選用的主要高速包裝機型之一，也是目前國際上最為先進的包裝設備之一。使用過程中，機組存在單箱條盒消耗過高的問題，調查

發(fā)現(xiàn)，原因是機組沒有無透明紙煙條回收功能造成（無透明紙煙條即尚未包裹透明紙的煙條）。 為了不斷挖掘設備潛能， 保障運行可靠性和質量穩(wěn)定性， 各工業(yè)企業(yè)針對同機型或類似機型展開了許多研究，如條煙透明紙整形裝置改進[5]、包裝材料改進[6,7]、條煙排出機構改進[8]等，然而，對于無透明紙煙條回收裝置的研究尚未見報道。 因此，在煙草企業(yè)大力推行精益管理、高質量發(fā)展的背景下，對原機回收裝置進行結構改進，增加無透明紙煙條回收功能， 旨在為回收裝置功能多樣化和精益物耗控制提供一種方法，降低條盒紙材料的單箱消耗，同時也為相關功能的研發(fā)應用提供參考。

  1. 回收裝置工作流程

條盒包裝機的生產(chǎn)工藝流程由煙包輸入系統(tǒng)、煙條成型系統(tǒng)（轉塔 1）、條盒紙輸送及上膠成型系統(tǒng)、透明紙及拉線供給切割系統(tǒng)、透明紙包裝成型與熱封系統(tǒng)（轉 塔 2）、煙條輸出系統(tǒng)等組成。 其中，煙包輸入系統(tǒng)主要負責接收從上游機輸送過來的煙包。 煙包由上、下 2 根輸送帶進行驅動輸送， 在通道盡頭由 2 個輸入推子交替從 2 個軌道中推入轉運臺，然后由轉塔輸入推子將煙包組推入到轉塔 1 中，完成煙包的供給。

條盒包裝機的回收裝置位于煙包輸入系統(tǒng)， 主要完成小盒煙包的回收，由煙包料槽、煙包輸出推桿、氣缸、煙包輸送導軌等部件組成。在生產(chǎn)過程中，操作人員可以將小盒煙包手動加入料槽的 2 個槽中， 在上游機器停止供應煙包或斷續(xù)供應煙包時，氣缸移動輸出推桿，將小盒煙包推入后導軌中，由該裝置自動將料槽中的煙包傳遞到煙包輸送后導軌中， 并向下游包裝工序傳送，實現(xiàn)小盒煙包的自動回收利用。

  1. 存在問題

從回收工作流程發(fā)現(xiàn)，煙包輸送通道有內、外 2 個導軌，而原有回收裝置僅使用了內側導軌，受空間結構制約，該回收裝置無法對無透明紙煙條進行回收。另一方面，基于產(chǎn)品質量在線抽檢的需要，無透明紙煙條的產(chǎn)生不可避免，因而該回收功能的缺失直接導致條盒紙消耗的增加和生產(chǎn)成本的上升， 不利于精益物耗控制。 表 1 是某月機組的條盒紙消耗情況統(tǒng)計結果。其中，條盒耗損率計算公式為耗損率=（實際消耗-理論消耗）/理 論消耗×100%，單箱理論條盒消耗為 250 張。

  1. 改進方法
    1. 總體改進方案

增加對無透明紙煙條進行回收的功能，即增加了一種生產(chǎn)模式（正常生產(chǎn)模式和煙條回收模式）。 這需要解決 2 個問題： 一是對原有生產(chǎn)模式不產(chǎn)生影響，且 2 種模式能夠輕松切換； 二是煙條能夠輕松添加進產(chǎn)品輸送通道內， 完成無透明紙的包裹工序。

根據(jù)條盒包裝機雙軌包裝輸送通道的結構特點，通過改變回收裝置結構，新增煙條“添加入口”結構，同時 為保證煙條的正常輸送，新增“通道調整”裝置，將外側導軌改造為可對無透明紙煙條進行回收的形式，且不影響對小盒煙包的正常輸送， 使之成為可滿足煙包和煙條 2 種產(chǎn)品順利輸送的結構， 以此增加煙條的回收功能。 

  1. 模式切換功能的實現(xiàn)

根據(jù)包裝機預置的軟件功能設置列表，發(fā)現(xiàn)用于設備出廠調試時分析各種輔料供應情況的“條盒”功能鍵，正好可以實現(xiàn) 2 種模式的功能要

  1. 正常生產(chǎn)模式：條盒紙、透明紙、熱熔膠等原輔材料正常供應， 轉塔 1 完成條盒紙包裝成型， 轉塔 2 完成透明紙包裝成型，實現(xiàn)對小盒煙包的加工過程。
    1. 煙條回收模式：僅需實現(xiàn)透明紙包裝成型，故條盒紙、熱熔膠停止供應，而透明紙正常供應，轉塔 1 完成煙條輸送，轉塔 2 完成透明紙包裝成型。
    2. 煙條添加功能的實現(xiàn)
      1. “添加入口”結構

由于原機沒有相應的開口結構，因此為了增加煙條“添加

最大高度 H 為 80 mm），方便煙條的添加。 此時，由于上輸送帶尚未接觸煙條， 無法實現(xiàn)其正常輸送， 為了保證煙條的順利輸送， 需要給輸送帶一定的下壓力， 保證輸送帶能夠驅動煙條前進。因此在上輸送帶的中間帶輪處增加 1 個彈性壓板結構，由氣缸驅動。 氣缸的行程通過DOE 因子實驗設計的方法獲得，型號為FESTO AEVC-20-5-I-P。 在氣缸工作時，可以抵消上輸送帶抬起造成的位置變化，同時給予煙條合適的下壓力，保證煙條能夠順利輸送、無卡頓或打滑。

項目數(shù)值煙條滑板右側與下輸送帶邊入口”，將前導軌的外側固定導條改為“平開窗”式活動導條結上輸送帶抬起段長度 L1 1300緣間距 L5200構：由 3 段導條組成，導條 1 與導條 2 用鉸鏈銷軸（Φ10  mm×16 mm）相連，導條 2 與導條 3 用永磁鐵（Φ10  mm×5 mm）相煙條長度 L2 281.5    上輸送帶抬起點最大高度 H 80下輸送帶輪與煙條滑板連，3 段導條連接長度、形成通道位置與原導條相同。 活動導條左側間距 L3400 煙條回收模式通道高度 H3 46在正常生產(chǎn)模式下保持固定，滿足小盒煙包的正常輸送；煙條回收模式下則可輕松打開，形成煙條回收時的“添加入口”。 此外，基于“TRIZ 矛盾矩陣理論”，在煙條“添加入口”下方增加 1塊煙條滑板（330 mm×190 mm），位置與下輸送帶保持平行，保證回收時的添加煙條的快速便捷。

      1. “通道調整”裝置

煙條的回收過程與煙包的加工過程共用同一套輸送通道， 正常生產(chǎn)時需保證上、下輸送帶均接觸煙包，且存在一定的預壓力。 由于產(chǎn)品尺寸的差異（煙包堆垛高度 H1 為 46 mm，煙條高 度 H2 為47.5 mm）， 切換至煙條回收模式時， 無法煙條滑板長度 L4 330 煙條高度 H4 47.5

      1. 附加功能

2 種生產(chǎn)模式的切換邏輯

回收煙條時，需要打開一道入口防護罩，并將前導軌右側活動端抬起， 故對附加功能做出以下設置和改進：①在進行安全合規(guī)性檢驗無隱患的前提下，對防護罩及抬起點的連鎖控制線路用導將其推入輸送線進行短接，屏蔽聯(lián)鎖功圖 5 模式切換邏輯通道 。因此， 需要將原輸送通道高度加大。基 于 通道的結構特點，以原機預置抬起點作為煙條輸送改進后 779 煙條“添加入口”結構能， 滿足在打開防護罩條件下， 設備可啟動進行回收操作的要求；②選取原機CPX 閥島上預置的空閑電磁閥作為壓縮空氣控制接口，控制回收模式的氣缸壓縮空氣供應；③將“條盒” 功能鍵的信號與上述連鎖控制及氣缸氣源控制連通， 實現(xiàn) 2 種生產(chǎn)模式的狀態(tài)自動切換。

4 改進效果

條盒包裝機回收裝置改進后，增加了對無透明紙煙條進行回收的通道的工作位置（抬起后不同模式下所需通道高度對比示意功能，正常生產(chǎn)模式和煙條回收模式均能穩(wěn)定運行，模式切換。

 

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