论文部分内容阅读
[摘要] 介绍FOCKE486型封箱机的结构及工作原理，并分析该设备在条烟输送堆叠过程中存在检测漏洞而导致“箱装缺条”的问题。在此基础上，对系统的硬件和软件进行优化改进，从源头上杜绝了缺条现象，提高了封箱机设备的稳定性和准确性，实现了“箱装缺条”为零的质量控制目标。
[关键词] 封箱机 缺条 堆叠 检测
1 研究背景
在卷烟生产过程中，烟叶加工成烟丝后，经过卷接包设备制成烟包，并包装成条，最后由封箱机设备进行封装成箱。浙江中烟工业有限责任公司杭州卷烟厂在“十一五”异地技改期间引进了六台FOCKE486型封箱设备，生产能力达6箱/分钟。该设备采用西门子可编程序控制器进行实时监控，可靠性高，有效提高了我厂的自动化水平。但是，在最初运行的三季度期间，共收到该机型17宗“箱装缺条”的市场投诉，这是直接涉及到消费者利益的质量缺陷，严重影响企业的声誉。因此，对其进行研究和改进具有现实意义。本文详细分析FOCKE486型封箱机所存在的问题，并结合实际做出技术改进，给出具体可行性方案。
2 封箱机工作原理
设备运行时，条烟在输送带的作用下，被推入堆叠装置。堆叠装置由两侧的两个铁角托盘将其分为上下两层，由横向输入装置将传送来的条烟放在下层。在堆叠装置的末端有两个条烟工位检测光电管B11.4/B11.5，用于检测端部条烟；横向输入带中也装有一个光电管B10.4用于检测第13条烟（假设端部工位的條烟为第一条）。当这3个光电管同时被触发，意味着端部至B10.4至少有13条烟，也就满足了烟层的提升条件（5条平铺为一层），于是发出信号，通过提升器，自下而上将条烟托起。此时，铁角托盘从两侧摆动，将条烟夹持在堆叠装置的上部。完成以上动作后，提升器下移并复位，如此反复直至堆叠的层数达到5层预定的要求时，堆叠完成，推入纸箱。
3 封箱机存在问题
虽然FOCKE486型封箱机自身带有检测缺条的功能，但是由于设计原因，容易出现检测失效的情况，导致缺条烟箱流通到市场，对我厂造成负面影响。
FOCKE486型封箱机缺条的主要原因是条烟本身排列未满足一层5条，提升器就将其提升，造成缺条。造成该现象的情况分为三种：（1）入口输送皮带卡烟导致，即出现卡烟时，条烟实际没有输送到位，但B10.4光电管已被遮挡，误认为已检测到并提升。（2）当有多条烟同时紧挨着通过B10.4光电管时，达到了该光电管所设定的延迟时间，也会被误检测。（3）虽然在铁角托盘的上层装有5个光电管B12.0/ B12.1/ B12.2/ B12.3/ B12.4用于检测是否有5条烟，但是如果出现了缺条，上方的烟会在重力作用下补位，结果是光电管仍然检测存在5条烟。
3 封箱机改进方法
根据缺条情况，本文对于FOCKE486型封箱机进行了设计改进。
3.1 硬件设计
（1）加强堆叠底层条烟检测功能。如图4，在堆叠装置底层增加五个SICK WLL12-B5281光电管B12.6/B12.7/B17.1/B17.2/B17.3，与五条烟一一对应，用于检测条烟是否到位。在改进之后，必须满足端部工位B11.4/B11.5，横向输入光电管B10.4和底部光电管B12.6/B12.7/B17.1/B17.2/B17.3，这8个光电管被同时触发时，才会发出提升信号。这样基本解决了因排列未满5条而造成的缺条问题。
（2）撤去堆叠底层条烟输送动力。堆叠底层条烟下方的输送带是不间断运行的，即使条烟未满5条（在此假设底层只有2条），它们会在输送带的动力下到达装置末端，并触发光电管B11.4/B11.5，这就增加了误检测的可能性。所以撤去此处传输动力，条烟在向前运行过程中，依靠摩擦力由原先的输送带带动变为了后续条烟推动，进一步保证条烟数量。
3.2 软件设计
（1）优化触发检测程序。原先缺条检测只需要检测B11.4/B11.5和B10.4，现需要优化程序，增加B12.6/B12.7/B17.1/B17.2/B17.3的触发条件。
（2）增加检测器自检功能。由于B12.6/B12.7/B17.1/B17.2/B17.3这五个光电管安装位置较狭窄，且出现异常后不易被发现，所以增加其自检功能。当提升器上移时，光电管未检测到条烟信号，在程序中应验证为低频信号。
（3）延长触发检测时间。在满足触发条件后，不影响封箱机工作效率的前提下，适当延长触发检测时间，以减少误检测的可能性。
4 封箱机改进效果
经过技术改进后的FOCKE486型封箱机已在杭州卷烟厂的设备上应用。从2013年6月到现在，都未出现“装箱缺条”的现象，达到市场零投诉。应该说该功能的优化，从源头上彻底解决了缺条的问题，提高了检测结果的准确性和系统的可靠性，是一种有效的改进方式。
参考文献：
[1] 沈继斌.条烟装封箱机的工作原理[J]. 包装与食品机械，2007（6）.
[2] 刘峰， 房华， 李昌权. YP13 型条烟装封箱机的优化设计[J]. 机电信息， 2011 （3）.
[3] 李海振， 张福华， 于立军. 条烟装封箱机电控改造技术及应用[J]. 机械制造与自动化， 2012（1）.
[关键词] 封箱机 缺条 堆叠 检测
1 研究背景
在卷烟生产过程中，烟叶加工成烟丝后，经过卷接包设备制成烟包，并包装成条，最后由封箱机设备进行封装成箱。浙江中烟工业有限责任公司杭州卷烟厂在“十一五”异地技改期间引进了六台FOCKE486型封箱设备，生产能力达6箱/分钟。该设备采用西门子可编程序控制器进行实时监控，可靠性高，有效提高了我厂的自动化水平。但是，在最初运行的三季度期间，共收到该机型17宗“箱装缺条”的市场投诉，这是直接涉及到消费者利益的质量缺陷，严重影响企业的声誉。因此，对其进行研究和改进具有现实意义。本文详细分析FOCKE486型封箱机所存在的问题，并结合实际做出技术改进，给出具体可行性方案。
2 封箱机工作原理
设备运行时，条烟在输送带的作用下，被推入堆叠装置。堆叠装置由两侧的两个铁角托盘将其分为上下两层，由横向输入装置将传送来的条烟放在下层。在堆叠装置的末端有两个条烟工位检测光电管B11.4/B11.5，用于检测端部条烟；横向输入带中也装有一个光电管B10.4用于检测第13条烟（假设端部工位的條烟为第一条）。当这3个光电管同时被触发，意味着端部至B10.4至少有13条烟，也就满足了烟层的提升条件（5条平铺为一层），于是发出信号，通过提升器，自下而上将条烟托起。此时，铁角托盘从两侧摆动，将条烟夹持在堆叠装置的上部。完成以上动作后，提升器下移并复位，如此反复直至堆叠的层数达到5层预定的要求时，堆叠完成，推入纸箱。
3 封箱机存在问题
虽然FOCKE486型封箱机自身带有检测缺条的功能，但是由于设计原因，容易出现检测失效的情况，导致缺条烟箱流通到市场，对我厂造成负面影响。
FOCKE486型封箱机缺条的主要原因是条烟本身排列未满足一层5条，提升器就将其提升，造成缺条。造成该现象的情况分为三种：（1）入口输送皮带卡烟导致，即出现卡烟时，条烟实际没有输送到位，但B10.4光电管已被遮挡，误认为已检测到并提升。（2）当有多条烟同时紧挨着通过B10.4光电管时，达到了该光电管所设定的延迟时间，也会被误检测。（3）虽然在铁角托盘的上层装有5个光电管B12.0/ B12.1/ B12.2/ B12.3/ B12.4用于检测是否有5条烟，但是如果出现了缺条，上方的烟会在重力作用下补位，结果是光电管仍然检测存在5条烟。
3 封箱机改进方法
根据缺条情况，本文对于FOCKE486型封箱机进行了设计改进。
3.1 硬件设计
（1）加强堆叠底层条烟检测功能。如图4，在堆叠装置底层增加五个SICK WLL12-B5281光电管B12.6/B12.7/B17.1/B17.2/B17.3，与五条烟一一对应，用于检测条烟是否到位。在改进之后，必须满足端部工位B11.4/B11.5，横向输入光电管B10.4和底部光电管B12.6/B12.7/B17.1/B17.2/B17.3，这8个光电管被同时触发时，才会发出提升信号。这样基本解决了因排列未满5条而造成的缺条问题。
（2）撤去堆叠底层条烟输送动力。堆叠底层条烟下方的输送带是不间断运行的，即使条烟未满5条（在此假设底层只有2条），它们会在输送带的动力下到达装置末端，并触发光电管B11.4/B11.5，这就增加了误检测的可能性。所以撤去此处传输动力，条烟在向前运行过程中，依靠摩擦力由原先的输送带带动变为了后续条烟推动，进一步保证条烟数量。
3.2 软件设计
（1）优化触发检测程序。原先缺条检测只需要检测B11.4/B11.5和B10.4，现需要优化程序，增加B12.6/B12.7/B17.1/B17.2/B17.3的触发条件。
（2）增加检测器自检功能。由于B12.6/B12.7/B17.1/B17.2/B17.3这五个光电管安装位置较狭窄，且出现异常后不易被发现，所以增加其自检功能。当提升器上移时，光电管未检测到条烟信号，在程序中应验证为低频信号。
（3）延长触发检测时间。在满足触发条件后，不影响封箱机工作效率的前提下，适当延长触发检测时间，以减少误检测的可能性。
4 封箱机改进效果
经过技术改进后的FOCKE486型封箱机已在杭州卷烟厂的设备上应用。从2013年6月到现在，都未出现“装箱缺条”的现象，达到市场零投诉。应该说该功能的优化，从源头上彻底解决了缺条的问题，提高了检测结果的准确性和系统的可靠性，是一种有效的改进方式。
参考文献：
[1] 沈继斌.条烟装封箱机的工作原理[J]. 包装与食品机械，2007（6）.
[2] 刘峰， 房华， 李昌权. YP13 型条烟装封箱机的优化设计[J]. 机电信息， 2011 （3）.
[3] 李海振， 张福华， 于立军. 条烟装封箱机电控改造技术及应用[J]. 机械制造与自动化， 2012（1）.