一種PROTOS-M5卷煙機(jī)盤紙糾偏裝置維修方法

何鵬程，王東翔，劉志崇，朱巖，李龍

一種PROTOS-M5卷煙機(jī)盤紙糾偏裝置維修方法

何鵬程，王東翔，劉志崇，朱巖，李龍

山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青島卷煙廠，青島市嶗山區(qū)株洲路137號 266101

為解決PROTOS-M5型卷煙機(jī)的盤紙糾偏裝置發(fā)生故障后設(shè)備無法啟動問題，在不改變該裝置原有設(shè)計結(jié)構(gòu)的情況下，逐一探討可能引發(fā)該裝置故障的原因。利用排除法確定了主要原因：①導(dǎo)向輥調(diào)整位置不正確；②傳感器B10S放大器設(shè)置不正確。以PROTOS-M5卷接機(jī)生產(chǎn)的“泰山（紅將軍）”牌卷煙為對象測試結(jié)果表明：正確調(diào)整后盤紙運(yùn)行平穩(wěn)，盤紙糾偏裝置故障次數(shù)由6次/班次，降低到0.278次/班次，設(shè)備有效作業(yè)率由80.23%提高到93.48%。

PROTOS-M5；盤紙糾偏；傳感器；調(diào)整方法；維修方法

PROTOS-M5卷接機(jī)組是德國HAUNI公司在PROTOS2-2的基礎(chǔ)上設(shè)計制造的新概念機(jī)器，設(shè)計車速達(dá)到12000支/分，在操作、柔性、驅(qū)動、控制、冷卻、清潔、防護(hù)等方面采用了新設(shè)計理念，使卷接機(jī)組在原材料的利用、可靠性和卷煙質(zhì)量、熱量和噪聲排放、清潔維護(hù)、品牌規(guī)格更換、自動化、信息管理等方面達(dá)到了新水平[1]，具有機(jī)電氣儀一體化、高效、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)[2]，是目前國內(nèi)卷接設(shè)備中最為先進(jìn)、機(jī)電結(jié)合最為緊密的一種機(jī)型[3]。該設(shè)備SE-M5卷制成型機(jī)部分的供紙系統(tǒng)由新型卷煙紙自動供紙裝置BOB-ME、卷煙紙切割分離裝置、卷煙紙自動穿紙器等組成，可實(shí)現(xiàn)雙倍寬卷煙紙全自動供給，經(jīng)等寬分切后送入煙槍。由于原始設(shè)計的各類組件結(jié)構(gòu)不能完全滿足實(shí)際生產(chǎn)和維修的需求，李祖華等[4]設(shè)計了一種BOB-ME卷煙紙夾緊臂夾頭定位塊，可改變夾頭初始位置的角度，避免夾頭頂端的尖角接觸卷煙紙盤而使盤紙夾破現(xiàn)象。李忠科等[5]通過外接不同規(guī)格的夾緊抓套來解決BOB-ME夾緊盤無法夾持盤紙規(guī)格低于設(shè)計下限問題，以適應(yīng)不同規(guī)格不同盤徑。張強(qiáng)等[6]設(shè)計了一種PROTOS-M5盤紙輸送裝置，斷紙時只需拆卸故障位置，具有操作簡單維修方便的特點(diǎn)。陳國財?shù)萚7]為ZJ116型卷接機(jī)組設(shè)計一種新型實(shí)時在線動態(tài)調(diào)節(jié)的糾偏裝置以及糾偏方法，以解決傳統(tǒng)人工方法只能在開機(jī)前調(diào)整的缺點(diǎn)。李小平[8]等設(shè)計了一種糾偏裝置和卷煙設(shè)備，可更加精準(zhǔn)地對紙帶進(jìn)行糾偏。而對于PROTOS-M5卷接機(jī)組盤紙糾偏裝置的研究鮮有報道。為此，針對該盤紙糾偏裝置故障原因分析并提供維修方法，以期提高設(shè)備有效作業(yè)率。

1 存在問題

卷煙紙從BOB-ME輸送到PROTOS-M5卷接機(jī)組牌印箱時運(yùn)行不穩(wěn)定，會導(dǎo)致“SE煙條斷裂”故障，且卷煙紙分切后卷煙紙紙寬度超標(biāo)，存在較大質(zhì)量隱患[9]。而盤紙糾偏裝置能夠通過實(shí)時動態(tài)糾偏技術(shù)保證切割后前后道卷煙紙寬度和設(shè)定值相同，避免上述問題的發(fā)生。

在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)卷煙紙寬度調(diào)節(jié)輥處于左側(cè)或右側(cè)的極限位置，卷煙紙切割后前后道寬度超偏嚴(yán)重，導(dǎo)致設(shè)備無法啟動。該故障主要在以下情況下發(fā)生：①設(shè)備運(yùn)行中，卷煙紙斷裂，重新穿繞卷煙紙時；②更換布帶后，再次開機(jī)時；③卷煙紙拼接完成后。

1.1 控制原理分析

如圖1所示。由BOB-ME輸送的卷煙紙經(jīng)輸送通道到達(dá)卷煙機(jī)的牌印箱的入口處，由卷煙紙導(dǎo)向單元將卷煙紙導(dǎo)入至牌印箱中。后續(xù)在其它功能件的共同作用下完成卷煙紙的輸送、分切、對中等工作。其中傳感器B19S（型號ZADM023H091/405645>10167023<）比較切割過的卷煙紙的寬度，如果傳感器確定分切后的卷煙紙有差值，則電機(jī)M31S會控制卷煙紙寬度調(diào)節(jié)輥?zhàn)笥覕[動，并在運(yùn)行中始終調(diào)整卷煙紙對中。傳感器B19S用于產(chǎn)生卷煙紙切割寬度的精細(xì)調(diào)整控制信號。

圖1 卷煙紙輸送示意圖

卷煙紙接收裝置中傳感器B10S（型號FAD-T-Q2- 10X0,3-S-67°,10814058）用以檢測由BOB-ME輸送來的卷煙紙的外側(cè)紙邊位置，該傳感器信號用于產(chǎn)生卷煙紙切割寬度的粗調(diào)控制信號。該信號同樣控制M31S電機(jī)帶動卷煙紙寬度調(diào)節(jié)輥?zhàn)笥覕[動，使卷煙紙外側(cè)紙邊始終處于傳感器B10S的檢測范圍內(nèi)。傳感器B10S和B19S產(chǎn)生的信號都會輸送到VISU圖文控制系統(tǒng)，控制原理如圖2所示。

圖2 卷煙紙接收裝置及控制原理圖

由于BOB-ME位于卷接機(jī)組后方且卷煙紙為斜向輸送（傾斜角度約為7.8°），為此卷煙紙導(dǎo)向單元中還設(shè)置有導(dǎo)向輥1，通過微量調(diào)整導(dǎo)向輥的傾斜角度可將雙倍寬卷煙紙從偏斜位置調(diào)整到平行位置，見圖3。

1.導(dǎo)向輥 2.送紙輥 3.壓紙輥

1.2 故障原因分析

因BOB-ME位于卷接機(jī)組后方且卷煙紙為斜向輸送（傾斜角度約為7.8°），這樣的配置在世界上尚屬首例。在設(shè)備交驗(yàn)期間及后期提供的技術(shù)服務(wù)中，HAUNI公司技術(shù)人員也尚未提供可以借鑒的處理經(jīng)驗(yàn)。

通過故障現(xiàn)象的描述及控制原理的分析，初步確定了產(chǎn)生該故障的可能原因如表1所示。

表1 可能的故障原因

Tab.1 Possible fault causes

2 故障排查與維修

2.1 故障排查

2.1.1 卷煙紙材料原因

卷煙紙材料因生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)批次不同，在個體之間存在差異，除明顯可見的缺陷之外（如卷煙紙盤不平整、卷煙紙單側(cè)變形、卷煙紙折皺等），其他目前無技術(shù)手段或標(biāo)準(zhǔn)判定，為此該原因不列為本次故障維修的重點(diǎn)。

2.1.2 傳感器B10S原因

經(jīng)檢查該傳感器工作正常，主要檢查傳感器的設(shè)置位置（圖4）。經(jīng)檢查，傳感器B10S中點(diǎn)至邊緣的距離為25 mm。符合說明書的設(shè)置要求（式1），該原因暫時排除。

2.1.3 傳感器B19S原因

按照VISU圖文顯示系統(tǒng)（圖5）的助手功能提示，使用工裝1000-3-...-DSA對B19S進(jìn)行了校準(zhǔn)，但無改善，該原因排除。

圖5 B19S校準(zhǔn)助手

2.1.4 傳感器B10S放大器原因

在盤紙運(yùn)行過程中，光電傳感器對紙邊或中心線位置進(jìn)行實(shí)時檢測，以拾取紙邊位置偏差信號；若位置發(fā)生偏移，傳感器將位置偏差信號傳遞給光電糾偏控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算；控制器根據(jù)接收的信號判別偏移方向及偏移程度，向機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號，驅(qū)動機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)糾正盤紙運(yùn)行偏差。

經(jīng)檢驗(yàn)B10S放大器（型號CLS-K-61/S-HAUNI, 10033910>1127）工作正常，主要檢查了放大器的設(shè)置數(shù)值。按照PROTOS-M5說明書的操作步驟，對放大器進(jìn)行設(shè)置。經(jīng)設(shè)置后，放大器的靈敏度調(diào)整電位器、放大器電位器及偏量電位器的顯示數(shù)值均與說明書提供的數(shù)值一致；但當(dāng)遮擋傳感器B10S時，卷煙紙寬度調(diào)節(jié)輥無反應(yīng)或反應(yīng)遲鈍，調(diào)整靈敏度電位器無效果；而當(dāng)調(diào)整偏量電位器時有效果，但與操作說明有出入，確定放大器為重點(diǎn)排查對象。

2.1.5 導(dǎo)向輥原因

經(jīng)反復(fù)調(diào)整，雖然將卷煙紙調(diào)整至平行位置，但卷煙紙兩側(cè)松緊不均，在設(shè)備運(yùn)行過程中，隨著導(dǎo)向輥調(diào)整角度的不同，卷煙紙的內(nèi)側(cè)或外側(cè)紙邊抖動劇烈，將導(dǎo)向輥列為重點(diǎn)排查對象。

2.1.6 BOB-ME轉(zhuǎn)向器原因

經(jīng)檢查，卷煙紙能夠在轉(zhuǎn)向器導(dǎo)輥的中間范圍運(yùn)行，該原因排除。

綜上所述，利用排除法[10]，最終確定了兩個主要原因：①導(dǎo)向輥調(diào)整位置不正確；②放大器設(shè)置不正確。

2.2 故障維修

因?qū)蜉佄恢玫恼{(diào)整與放大器的設(shè)置存在著密切影響，在維修過程中，對這兩者同步進(jìn)行調(diào)整，相互補(bǔ)償，直至切割后卷煙紙寬度一致，且卷煙紙兩側(cè)紙邊與導(dǎo)向輥均勻接觸，無抖動。參照圖6所示，具體方法如下：

（1）向左調(diào)整區(qū)域開關(guān)4；

（2）將選擇開關(guān)6設(shè)定為“1”的位置；

（3）在傳感器B10S未被觸發(fā)時，使用螺絲刀5調(diào)整放大器電位器2，直至顯示值為4.00；

（4）將選擇開關(guān)6設(shè)定為“2”的位置；

（5）逆時針調(diào)整偏量電位器1，使其顯示最大值時，停止調(diào)整此電位器；

（6）在傳感器B10S未被觸發(fā)時，調(diào)整放大器電位器2，直至顯示值為10.00；

（7）在傳感器B10S未被觸發(fā)時，調(diào)整偏量電位器1，直至顯示值為-2.00；

（8）穿繞上卷煙紙；

（9）調(diào)整偏量電位器1，使卷煙紙寬度調(diào)節(jié)輥處于中間調(diào)節(jié)位置處；

（10）手動操作輸送卷煙紙，并調(diào)整導(dǎo)向輥位置，使卷煙紙兩側(cè)紙邊與導(dǎo)向輥均勻接觸，無抖動；

（11）根據(jù)卷煙紙的運(yùn)轉(zhuǎn)情況調(diào)整偏量電位器1，使盤紙在正常位置運(yùn)行；

（12）需多次重復(fù)第10和第11步，每次微量調(diào)整，以達(dá)到正確設(shè)定。（注：順時針方向調(diào)整偏量電位器1，顯示數(shù)值變小，可使卷煙紙由外側(cè)向內(nèi)側(cè)移動，即解決外道卷煙紙比內(nèi)道卷煙紙寬的問題；逆時針方向調(diào)整偏量電位器1，顯示數(shù)值變大，可使卷煙紙由內(nèi)側(cè)向外側(cè)移動，即解決內(nèi)道卷煙紙比外道卷煙紙寬的問題。）

1.偏量電位器 2.放大器電位器 3.指示燈 4.區(qū)域開關(guān) 5.調(diào)整用螺絲刀 6.選擇開關(guān)

3 應(yīng)用效果

3.1 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)材料：“泰山（紅將軍）”牌卷煙煙絲；濾棒100 mm×24.0 mm×2750 Pa；卷煙紙60 CU×53 mm×26.5 g/m2×6000 m；接裝紙66 mm×38 g/m2×2500 m；T6051和潤高速接嘴膠20 kg；S3035和潤搭口膠10 kg。

試驗(yàn)設(shè)備：PROTOS-M5卷接機(jī)組。

試驗(yàn)方法：PROTOS-M5卷接機(jī)組以正常生產(chǎn)速度12000支/分運(yùn)行，按每天甲乙丙三班次，每天24 h，6個工作日計算，對維修前后因卷煙紙切割后前后道寬度超偏嚴(yán)重而導(dǎo)致顯示“SE煙條斷裂”設(shè)備停機(jī)的次數(shù)加以統(tǒng)計并取平均值，計算每班的有效作業(yè)率[11]并取平均值。

3.2 數(shù)據(jù)分析

由表2、表3可見，維修后“SE煙條斷裂”故障頻次由6次/班次降低為0.278次/班次，設(shè)備有效作業(yè)率由80.23%提高到93.48%。

表2 維修前后“SE煙條斷裂”故障頻次（次/班次）

Tab.2 Frequent failure of “SE cigarette strip breakage” before and after maintenance

注：維修前測試時間為2022年5月9日—14日，維修后測試時間為2022年6月13日—18日。

Note: The testing time before maintenance was from May 9th to 14th, 2022, and the test time after maintenance was from June 13th to 18th, 2022.

表3 維修前后設(shè)備有效作業(yè)率

Tab.3 Effective operation rate of equipment before and after maintenance

4 結(jié)論與討論

該維修方法無需更換零部件，步驟相對簡單，可以快速解決故障，減少維修時間與成本[12]。以PROTOS-M5卷接機(jī)生產(chǎn)的“泰山（紅將軍）”牌卷煙為對象進(jìn)行測試，結(jié)果表明：正確調(diào)整后盤紙運(yùn)行平穩(wěn)，盤紙糾偏裝置故障次數(shù)由6次/班次，降低到0.278次/班次，設(shè)備有效作業(yè)率由80.23%提高到93.48%，效果顯著。

綜合考慮，該故障的主要起因在于BOB-ME后方斜置，使卷煙紙傾斜輸送造成卷煙紙糾偏裝置工作不正常。因此，將卷煙紙輸送至牌印箱前調(diào)整為水平輸送方式是解決該故障的根本方法，比如在BOB-ME加裝幾處直角轉(zhuǎn)向輪或者是只加裝一處直角轉(zhuǎn)向輪來改變卷煙紙輸送方向以及采取新的電器控制方式等。在下一步工作中，將進(jìn)行機(jī)電配合積極尋求新方法。

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A maintenance method for paper deviation correction device of PROTOS-M5 cigarette maker

HE Pengcheng*, WANG Dongxiang, LIU Zhichong, ZHU Yan, LI Long

China Tobacco Shandong Industry Co. Ltd. Qingdao Cigarette Factory, Qingdao 266101, China

The equipment may not start after the failure of the paper deviation correcting device of PROTOS-M5 cigarette maker. To this edn, the possible causes of the failure of the device were discussed one by one without changing the original design structure of the device. Major causes were determined by means of exclusion method, including:①incorrect adjustment position of the guide roll;②incorrect set of the sensor B10S amplifier. “Taishan (Hongjiangjun)” brand cigarette manufactured by PROTOS-M5 cigarette maker was tested. The results indicate that after correct adjustment, the paper run smoothly, and the failure frequency was reduced from 6 times/shift to 0.278 times/shift, with the effective operation rate increasing from 80.23% to 93.48%.

PROTOS-M5; paperdeviation correction; sensor; adjustment method; maintenance method

Corresponding author. Email：protosm5@163.com

何鵬程（1972—），學(xué)士，助理工程師，主要從事卷接機(jī)械設(shè)備維護(hù)方面的研究，Tel：13730920628，Email：protosm5@163.com

2022-07-14；

2023-03-12

何鵬程，王東翔，劉志崇，等. 一種PROTOS-M5卷煙機(jī)盤紙糾偏裝置維修方法[J]. 中國煙草學(xué)報，2023，29（5）. HE Pengcheng, WANG Dongxiang, LIU Zhichong, et al. A maintenance method for paper deviation correction device of PROTOS-M5 cigarette maker[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2023,29(5). doi:10.16472/j.chinatobacco.2022.149