YB95包裝機輸出通道煙條防碰撞裝置

李 乾，高 瑜，呂獻周，歐陽哲，錢躍東

（1.紅云紅河（煙草）集團會澤卷煙廠，云南曲靖 655000；2.昆明學院，云南昆明 650214）

0 引言

YB95型條盒透明紙包裝機作為GDX1包裝機組最后的包裝工序，其工作的穩定性直接關系到卷煙的產量、質量和消耗等各項指標。當輸出裝置的推桿把條盒向出口方向推的時候，煙條美容器垂直方向活動烙鐵處于非工作狀態，高于煙條頂部高度，便于煙條進入美容器內部；當推桿處于返程狀態，煙條美容器垂直方向活動烙鐵處于工作狀態，烙鐵低于煙條高度0.3 mm，對其進行整形美容。合格的煙條經過煙條提升器輸送進入裝箱機工序。

1 煙條卡堵

YB95型包裝機在上游機條盒包裝異常時，如補包器與煙包輸出機構的輸出轉盤動作不協調導致煙包供給系統輸送通道單包，條盒紙與2×5煙包匯合被推桿推送過程發生錯位，煙盒成型輸送通道內的煙條工位偏移導致在第一提升器與橫向推送過程中外觀變形。煙條透明紙包裝過程中易因透明紙靜電大、透明紙輸送不平穩、切刀切割不良、透明紙長封加熱烙鐵溫度設置不當等原因導致煙條出現變形、散條、透明紙皺褶等、相鄰煙條透明紙粘連等包裝不良的問題。

當煙條通過烙鐵非工作狀態底部的高度時候，將在煙條提升器入口處堵塞。如果人工不能及時將缺陷煙條取出，煙條在輸送通道內依次排列到美容器后，輸出通道內排滿煙條，煙條被不斷推擠出輸出通道，掉落在地面發生局部嚴重變形，直到人為控制或者推桿推送阻力較大時候才會停止YB95包裝機運行。

如果裹包不嚴的煙條通過煙條美容器，在從提升器末端被氣缸推送到垂直向下的通道時候，也將發生卡堵，需要人工進行疏通并關閉相應機組的煙條提升器，由機臺人員對煙條進行人工裝箱，待裝箱機輸送通道正常運行后，再將人工裝箱的煙條添加到煙條提升器入口的通道。

當某煙條高度超過烙鐵非工作狀態底部的高度，推桿將煙條推送一個工位過程中，將與煙條美容器烙鐵表面發生碰撞導致停機，導致從輸出通道第一工位到煙條美容器之間12條煙條內煙支不同程度彎曲、皺紋，而且碰撞頻次較高會導致推桿行程發生錯位，同時碰撞對機器的傳動部件產生剛性沖擊，加劇磨損組件。

2 輸出通道煙條防碰撞檢測裝置

2.1 相關研究

根據目前檢索的文獻資料，紅云紅河集團會澤卷煙廠[1]在煙條提升器入口與煙條美容器出口分別安裝2個光纖傳感器：當煙條堵塞在煙條提升器入口時候，超過第1光纖傳感器高電平時間閾值，蜂鳴器報警操作人員進行處理，同時人工裝箱通道打開，煙條進入人工裝箱通道內，延長設備停機時間；當堵塞依次排列到美容器出口時候，觸發第2光纖傳感器高電平時間閾值，YB95包裝機停機，該改進方案不能對美容器入口碰撞進行預防。候惠林[2]對美容器的工作流程PLC程序進行修改，增加金屬接近開關，避免歪斜煙條與美容器烙鐵進行碰撞，但該改進方案不能對局部變形或者透明紙粘連的煙包進行控制停機。高小敏[3]在美容器前面的輸送通道內，距離煙條左右端面50 mm與中間部位安裝3個光纖傳感器，對變形的煙條進行檢測并控制停機，避免與美容器碰撞，如果出現煙條被推送翻轉90°，高度明顯超過檢測器位置，將對檢測設備造成碰撞。赫潤章[4]對煙條輸出裝置進行結構改進，當推桿受到的阻力克服壓球螺絲與凹槽的壓力，推桿后移觸發光電檢測，引發設備停機，保護設備傳動機構不受剛性碰撞，該方案降低剛性碰撞強度，保護推桿結構，延長組件的壽命，但是引發輸出通道的部分煙條煙支表面皺紋。

上述的改進方案能一定程度降低煙條與美容器碰撞的頻次，緩解煙條堵塞在提升器引發的煙條被擠落地面的頻次，但是當YB95包裝機停機時，引發YB65條盒包裝機、YB55小盒透明紙包裝機、YB25小盒包裝機停機，不能像FOCKE350S包裝機組帶有802儲煙柜，可以在下游機停機的情況下，保證主機可以繼續運行4 min左右，提高設備運行效率。當YB25小包機停機超過5 s后，商標紙打膠輥繼續旋轉將商標紙涂滿膠液，商標紙垂直輸送通道表面容易粘貼膠垢，影響商標紙輸送位置的準確性，打膠輥旋轉反復觸碰商標紙，引發商標紙堵塞。4#旋轉折疊輪底部烙鐵可能導致煙包底部露白、干燥輸出通道內的煙包封簽溢出的膠液導致煙包封簽露白，同時YB55小盒透明紙包裝機對煙包側封烙鐵因為密封性需要溫度較高，將剔除兩包側面凹陷的煙包，因此降低YB95包裝停機頻次，能降低廢煙量，減少缺陷煙包的產生。

2.2 檢測裝置的設計

2.2.1 設計思路

當推桿將第2通道的煙條橫向推送一個工位的過程中，在第2工位的前部對煙條在輸送通道的煙條高度進行檢測，發現變形的煙條或者透明紙包裹不好的煙條進行提前17 s預警，在設備繼續運行狀態下，提示操作人員將其取出。當煙條被間歇推送到烙鐵美容器前一個工位時候，如果煙條變形的高度超過烙鐵非工作表面高度，將觸發YB95包裝機停機程序，在美容器出口后的輸出通道斜坡段，安裝一個光纖傳感器，如果出現相鄰煙條相互粘接，蜂鳴器再次報警，提示操作人員煙條可能會堵塞在煙條提升器入口。當煙條從煙條提升器入口依次排列美容器出口5個工位時候，控制設備進行停機，這樣能最大程度控制因為煙條外觀或者相互粘連導致的設備停機處理頻次，同時也能避免對設備的剛性沖擊，降低機組物耗產量。

2.2.2 具體結構選擇

（1）煙條高度檢測。煙條長度約為258 mm，成品煙條的輸出裝置是在凸輪滑塊機構帶動下的推板，將煙條推至輸出通道，輸出通道右側為加熱的固定欄板，左側為加熱的活動欄桿，由凸輪擺桿機構帶動，對煙條做往復壓緊運動，一方面使條煙順利進入輸出通道，另一方面對條煙端面進行壓緊[5]，以保證條盒兩端面熱封后的平整。由于光纖傳感器檢測光線比較發散，只能采用對射型耐熱光纖傳感器對煙條在輸送通道內的高度進行檢測，高于煙條表面0.6 mm。

（2）美容器入口檢測。擋塊低于烙鐵非工作面1 mm，當煙條變形或豎起時，觸碰擋板逆時針轉動，觸發擋板后面的接近開關，引發拉線耗盡停機程序。

（3）煙條粘連檢測。當相鄰煙條粘連時，煙條在自重作用下，經過無動力的輥子輸出通道斜坡段加速往煙條提升器入口移動，在斜坡輥子間安裝一個漫反射光纖傳感器，檢測煙條通過的時間。當煙條通過時間超過1.3條煙條通過時間，報警器提示有粘連煙條或者散條的煙條，當煙條通過時間超過5條煙的時間，控制YB95條盒透明紙包裝機停機。

2.2.3 檢測裝置設計

具體結構改進裝置如圖1、圖2所示，對射光纖傳感器、漫反射光纖傳感器分別接入放大器再接入PLC200控制器輸入端，復位按鈕、接近開關也接入控制器輸入端，控制器輸出端接蜂鳴器、拉線耗盡停機程序端口，其中彈簧定位結構：定位桿直徑大處加工成螺紋，直徑小的地方為光桿，左端面加工一個凹槽，便于一字螺絲刀進行調節；殼體中間為M8的螺紋孔，彈簧套在定位桿光桿上，左側端面與軸肩端面配合，定位桿與殼體通過螺栓連接固定相對位置，彈簧右端面與擋板左側端面接觸，通過旋轉定位桿可以調節彈簧對擋板的阻力，進而控制擋板變形報警反應速度。

圖1 煙條輸出裝置

圖2 彈簧定位機構

當對射光纖傳感器放大器輸出高電平時，控制器控制蜂鳴器報警，直到人工復位按鈕被按下，蜂鳴器停止報警。當擋板后部的接近開關輸出的高電平信號轉為低電平，說明擋板底部被觸碰導致擋板圍繞支持軸逆時針轉動，脫離接近開關檢測范圍，觸發拉線耗盡停機程序。將與擋板觸碰的煙條取出輸送通道后，擋板在彈簧作用下恢復垂直狀態，接近開關輸出由低電平轉為高電平，蜂鳴器停止報警。當漫反射光纖傳感器高電平持續時間大于1.3條煙通過的時間，觸發蜂鳴器報警，如果人工未進行復位，煙條從煙條提升器依次排列向煙條美容器。漫反射光纖傳感器高電平持續時間超過5條煙通過的時間，蜂鳴器報警，YB95包裝機停機，直到高電平信號轉為低電平信號，蜂鳴器停止報警，YB95包裝機可以復位繼續運行。

3 總結

該套檢測裝置能降低YB95條盒透明紙包裝機在實際運行過程停機頻次，對煙條外觀質量檢測也有部分預警提示作用，延緩推桿傳動組件壽命，降低機組物耗，縮短操作人員對故障處理時間，提高設備運行效率。