一種C600型卷煙包裝機燙傷煙條的檢測和剔除裝置的研制

劉旸 楊代樓 趙艷妮 李樹恩 陳勇

摘要：C600型卷煙包裝機組作為目前卷煙行業一種的主流設備，在國內外各卷煙企業中有廣泛的應用。然而，在實際生產過程中存在一些缺陷，主要表現在當設備長時間停機之后，停留在煙條第二提升器烙鐵處的煙條會因為長時間被高溫加熱而出現煙條燙傷的情況，設備重啟之后被高溫燙傷的煙條無法自行從條出口處被識別和剔除，燙傷的煙條沒有及時被工作人員分揀出去，將造成嚴重的質量隱患。本文通過研制出一種C600型卷煙包裝機燙傷煙條的檢測和剔除裝置，能有效的識別并準確剔除出此類質量缺陷產品，防止缺陷產品流入市場。

關鍵詞：C600;缺陷;煙條燙傷;檢測和剔除

0.引言

煙條的外觀質量，反映了煙廠的技術裝備水平，涉及到企業的形象、信譽問題。作為煙草行業的標桿，生產“無憂產品”是紅塔集團一直堅持的理念。隨著企業“創優”、“對標”工作的不斷推進，生產制造過程日趨精益化控制，對卷煙生產設備的保障能力也提出了更高的要求。C600型卷煙包裝機組在玉溪卷煙廠投入使用以來，承擔著重要的生產任務。然而，C600作為行業內使用率較高的卷煙包裝設備，其質量保障能力逐漸跟不上我們的需求。具體表現為：當設備長時間停機之后，停留在煙條第二提升器內被烙鐵燙傷的煙條在設備重啟之后無法自行從條出口處剔除，因此，設計一種C600型卷煙包裝機燙傷煙條的檢測和剔除裝置對保證產品質量意義重大。

1 .存在問題

煙條第二提升器左右兩側設計有兩個高溫烙鐵，目的是當大油封包裹煙條進入第二提升器后，通過高溫烙鐵對油封進行熱封，實現煙條的折疊密封。當設備停機時，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，就因透明紙變形產生嚴重包裹質量缺陷[1][2][3]。設備重啟之后被高溫燙壞的煙條無法自行從條出口處剔除，必須由操作工手動攔截以防流入下一道工序。這樣一來就會增加操作工在長停機重啟后的質檢工作，稍有疏忽便會導致被燙壞的煙條進入下一道工藝流程，帶來不合格品流入市場的風險。

2.原因分析

煙條油封的密封是在第二提升器，通過提升平臺與側封烙鐵共同配合實現的，由于從煙條第一提升器至第二提升器出口，原始設備沒有設置煙條的移位檢測裝置，設備無法對通過的煙條進行計數完成剔除，只要外觀平整完整，就能順利從條出口進入下一道工序，若攔截不及時就會造成質量事故。

3.詳細技術內容

3.1解決方法

通過研制一種基于PLC控制器的定位檢測器，將其安裝在第一提升器出口處，對每一條通過第一提升器的煙條進行移位檢測，當設備停機時間超過預設值后，重啟時將停機時處于第二提升器的煙條在人工拾條出口處進行自動準確剔除，降低質量風險，減少質量問題的發生。

3.2方案設計

3.2.1一種基于PLC的移位檢測裝置的研制

（1）設計思路

利用PLC的移位功能，對通過第二提升器的煙條進行移位統計，從而能夠準確地對停留在第二提升器位置處的煙條進行記錄并剔除。并將該移位檢測裝置安裝在第二提升器入口處，可以有效避免由于操作工或質檢人員在條出口處人工拿條而導致的計數錯誤，提高檢測器的有效性合準確性。

（2）設計結構原理

PLC移位寄存器指令是可以指定移位寄存器的長度和移位方向的移位指令。在移位脈沖作用下，寄存器記錄下通過檢測器的每一條煙條，當停機時長達到預設值以后，對當前位于檢測器前方的煙條進行標記。當設備再次啟動時，計數器對通過檢測器的五條煙進行計數標記，當這五條煙通過條出口美容器時，卸煙板自動放下，剔除長停機時位于第二提升器高溫烙鐵處的煙條，當標記的五條煙被剔除完成后，卸煙板自動歸位，后續煙條正常進入下一工序。

3.2.2計數傳感器支架、蜂鳴器和指示燈支架設計制作

根據現有的機器結構空間，對支架進行設計制作，要求計數傳感器能夠穩定固定在現有機器上，傳感器通過M6的螺母與支架相固定。蜂鳴器和指示燈皆可放置在支架上，不會相互影響正常工作。蜂鳴器和指示燈通過根據其選型，通過M8的螺釘固定在支架上。

3.2.3接線和編程

PLC控制器選用C600設備原有S7-200型號PLC，反射式光電傳感器WL150-P430、條盒移位傳感器YC1908-J267P使用位于下機電氣柜的三菱FX3U-16M型PLC，蜂鳴器、報警燈等指示裝置使用位于條提升機下方電柜的三菱FX3U-16M型PLC。完成光電式傳感器、條盒移位傳感器與PLC控制器的接線及程序編寫，完成蜂鳴器、報警燈等指示裝置、“人工拾條出口”處剔除單元的接線及程序編寫，完成條透明紙接頭剔除裝置的整體接線、編程和代碼調試。

3.2.4 傳感器與PLC控制器的接線及程序編寫

條盒移位傳感器識別煙條數并將計數信號輸入至PLC控制器，控制指令實現控制信號采集方式為采用“固定產量式”。指示裝置、剔除單元的接線及程序編寫利用原有接線，僅需改變控制指令程序。煙條剔除時PLC控制指令實現煙條經“人工拾條出口”處剔除。選擇一組包裝設備進行對程序代碼進行模擬調試（硬件模擬和軟件模擬）、單機調試和聯機調試，根據裝置要求對控制參數調整，檢查和試運行代碼。

4.改進效果

通過使用移位檢測裝置，長停機重啟后位于第二提升器高溫烙鐵處的煙條均能從條出口處自行剔除，經多次測試，準確無誤，減少了缺陷煙條的出現。

在為期三個月的追蹤調查中，安裝有的燙壞煙條包裝機剔除率為100%，而未安裝燙壞煙條剔除裝置的設備包裝機三個月燙壞煙條剔除率分別為93.02%、94.05%、95.52%。

5.結語

此次研制的一種C600型卷煙包裝機燙傷煙條的檢測和剔除裝置，能有效的識別并準確剔除出此類質量缺陷產品，有效地解決了實際生產過程中遇到的問題，方便了操作人員對煙條質量的監控，同時降低了廢品流入下一工藝的幾率，提高了生產效率。

參考文獻：

[1]機械設計手冊[M]. 機械工業出版社，機械設計 手冊編委會[編著]，2004

[2]陳瑜.設計機械手實現 G.D 包裝機美容器內的條煙 自動取出[J].包裝與食品機械，2009，27（05）：87-90.

[3]王薪堯 唐翰犀 李樹恩.GDX500包裝機CV熱封自動排條及剔除技術應用[J].數字技術與應用.2020，38（5）：1