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ENGLISH0755-88840386條盒包裝機(jī)回收裝置的改進(jìn)
發(fā)布時(shí)間：2020-06-11 09:09:02 |來源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
0 引 言
機(jī)組是德國某公司推出的新一代硬盒高速包裝機(jī)組， 額定生產(chǎn)速度 700 包/min， 主要由小盒包裝機(jī)（703）、小盒透明紙包裝機(jī)（753）和條盒包裝機(jī)（779）組成。該機(jī)型采用高度集成化與自動化相結(jié)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(jī)控制、高速運(yùn)動原理設(shè)計(jì)、 氣動制動器煙包制動和同步齒形帶傳動等技術(shù)特點(diǎn)， 是目前國內(nèi)煙草工業(yè)企業(yè)在設(shè)備升級中選用的主要高速包裝機(jī)型之一，也是目前國際上最為先進(jìn)的包裝設(shè)備之一。使用過程中，機(jī)組存在單箱條盒消耗過高的問題，調(diào)查
發(fā)現(xiàn)，原因是機(jī)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(shè)備潛能， 保障運(yùn)行可靠性和質(zhì)量穩(wěn)定性， 各工業(yè)企業(yè)針對同機(jī)型或類似機(jī)型展開了許多研究，如條煙透明紙整形裝置改進(jìn)[5]、包裝材料改進(jìn)[6,7]、條煙排出機(jī)構(gòu)改進(jìn)[8]等，然而，對于無透明紙煙條回收裝置的研究尚未見報(bào)道。 因此，在煙草企業(yè)大力推行精益管理、高質(zhì)量發(fā)展的背景下，對原機(jī)回收裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，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(shí)也為相關(guān)功能的研發(fā)應(yīng)用提供參考。
- 回收裝置工作流程
條盒包裝機(jī)的生產(chǎn)工藝流程由煙包輸入系統(tǒng)、煙條成型系統(tǒng)（轉(zhuǎn)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(zhuǎn) 塔 2）、煙條輸出系統(tǒng)等組成。 其中，煙包輸入系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接收從上游機(jī)輸送過來的煙包。 煙包由上、下 2 根輸送帶進(jìn)行驅(qū)動輸送， 在通道盡頭由 2 個(gè)輸入推子交替從 2 個(gè)軌道中推入轉(zhuǎn)運(yùn)臺，然后由轉(zhuǎn)塔輸入推子將煙包組推入到轉(zhuǎn)塔 1 中，完成煙包的供給。
條盒包裝機(jī)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(dǎo)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(gè)槽中， 在上游機(jī)器停止供應(yīng)煙包或斷續(xù)供應(yīng)煙包時(shí)，氣缸移動輸出推桿，將小盒煙包推入后導(dǎo)軌中，由該裝置自動將料槽中的煙包傳遞到煙包輸送后導(dǎo)軌中， 并向下游包裝工序傳送，實(shí)現(xiàn)小盒煙包的自動回收利用。
- 存在問題
從回收工作流程發(fā)現(xiàn)，煙包輸送通道有內(nèi)、外 2 個(gè)導(dǎo)軌，而原有回收裝置僅使用了內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌，受空間結(jié)構(gòu)制約，該回收裝置無法對無透明紙煙條進(jìn)行回收。另一方面，基于產(chǎn)品質(zhì)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(dǎo)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(jī)組的條盒紙消耗情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果。其中，條盒耗損率計(jì)算公式為耗損率=（實(shí)際消耗-理論消耗）/理 論消耗×100%，單箱理論條盒消耗為 250 張。
- 改進(jìn)方法
- 總體改進(jìn)方案
增加對無透明紙煙條進(jìn)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(gè)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(jìn)產(chǎn)品輸送通道內(nèi)， 完成無透明紙的包裹工序。
根據(jù)條盒包裝機(jī)雙軌包裝輸送通道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過改變回收裝置結(jié)構(gòu)，新增煙條“添加入口”結(jié)構(gòu)，同時(shí) 為保證煙條的正常輸送，新增“通道調(diào)整”裝置，將外側(cè)導(dǎo)軌改造為可對無透明紙煙條進(jìn)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(jié)構(gòu)， 以此增加煙條的回收功能。
- 模式切換功能的實(shí)現(xiàn)
根據(jù)包裝機(jī)預(yù)置的軟件功能設(shè)置列表，發(fā)現(xiàn)用于設(shè)備出廠調(diào)試時(shí)分析各種輔料供應(yīng)情況的“條盒”功能鍵，正好可以實(shí)現(xiàn) 2 種模式的功能要
- 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(yīng)， 轉(zhuǎn)塔 1 完成條盒紙包裝成型， 轉(zhuǎn)塔 2 完成透明紙包裝成型，實(shí)現(xiàn)對小盒煙包的加工過程。
- 煙條回收模式：僅需實(shí)現(xiàn)透明紙包裝成型，故條盒紙、熱熔膠停止供應(yīng)，而透明紙正常供應(yīng)，轉(zhuǎn)塔 1 完成煙條輸送，轉(zhuǎn)塔 2 完成透明紙包裝成型。
- 煙條添加功能的實(shí)現(xiàn)
- “添加入口”結(jié)構(gòu)
由于原機(jī)沒有相應(yīng)的開口結(jié)構(gòu)，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(shí)，由于上輸送帶尚未接觸煙條， 無法實(shí)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(qū)動煙條前進(jìn)。因此在上輸送帶的中間帶輪處增加 1 個(gè)彈性壓板結(jié)構(gòu)，由氣缸驅(qū)動。 氣缸的行程通過DOE 因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法獲得，型號為FESTO AEVC-20-5-I-P。 在氣缸工作時(shí)，可以抵消上輸送帶抬起造成的位置變化，同時(shí)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(xiàng)目數(shù)值煙條滑板右側(cè)與下輸送帶邊入口”，將前導(dǎo)軌的外側(cè)固定導(dǎo)條改為“平開窗”式活動導(dǎo)條結(jié)上輸送帶抬起段長度 L1 1300緣間距 L5200構(gòu)：由 3 段導(dǎo)條組成，導(dǎo)條 1 與導(dǎo)條 2 用鉸鏈銷軸（Φ10 mm×16 mm）相連，導(dǎo)條 2 與導(dǎo)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(diǎn)最大高度 H 80下輸送帶輪與煙條滑板連，3 段導(dǎo)條連接長度、形成通道位置與原導(dǎo)條相同。 活動導(dǎo)條左側(cè)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(shí)的“添加入口”。 此外，基于“TRIZ 矛盾矩陣?yán)碚?/span>”，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(shí)的添加煙條的快速便捷。
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- “通道調(diào)整”裝置
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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(shí)需保證上、下輸送帶均接觸煙包，且存在一定的預(yù)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(shí)， 無法煙條滑板長度 L4 330 煙條高度 H4 47.5
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- 附加功能
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2 種生產(chǎn)模式的切換邏輯
回收煙條時(shí)，需要打開一道入口防護(hù)罩，并將前導(dǎo)軌右側(cè)活動端抬起， 故對附加功能做出以下設(shè)置和改進(jìn)：①在進(jìn)行安全合規(guī)性檢驗(yàn)無隱患的前提下，對防護(hù)罩及抬起點(diǎn)的連鎖控制線路用導(dǎo)將其推入輸送線進(jìn)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以原機(jī)預(yù)置抬起點(diǎn)作為煙條輸送改進(jìn)后 779 煙條“添加入口”結(jié)構(gòu)能， 滿足在打開防護(hù)罩條件下， 設(shè)備可啟動進(jìn)行回收操作的要求；②選取原機(jī)CPX 閥島上預(yù)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(yīng)；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(shí)現(xiàn) 2 種生產(chǎn)模式的狀態(tài)自動切換。
4 改進(jìn)效果
條盒包裝機(jī)回收裝置改進(jìn)后，增加了對無透明紙煙條進(jìn)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(yùn)行，模式切換。
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