KDF-M成型機(jī)濾棒圓周CPK值優(yōu)化研究

摘" 要：在濾棒生產(chǎn)過(guò)程中，提高圓周過(guò)程能力指數(shù)（CPK值）是保證濾棒質(zhì)量有效的方法之一。該文為提高KDF-M成型機(jī)濾棒圓周過(guò)程質(zhì)量控制能力，針對(duì)影響濾棒圓周穩(wěn)定性的部位進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)加裝紙邊輔助調(diào)節(jié)器，使紙邊平穩(wěn)運(yùn)行從而保障圓周穩(wěn)定;通過(guò)降低魚(yú)雷輥故障頻率優(yōu)化其支撐位置，減少圓周波動(dòng);通過(guò)改進(jìn)壓板定位螺絲，減少壓板位移造成圓周不穩(wěn);設(shè)計(jì)光學(xué)直徑檢測(cè)裝置（ODM）專用清潔工具，能快速?gòu)氐浊宄e垢提高圓周檢測(cè)的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明，通過(guò)以上改進(jìn)方法成功提升濾棒圓周CPK值，從而保證卷煙質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：KDF-M濾棒成型機(jī);圓周CPK值;設(shè)備改進(jìn);質(zhì)量控制;圓周穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：TS45" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2025）02-0147-04

Abstract： In the process of filter rod production， increasing the circular process capacity index （CPK value） is one of the effective ways to ensure the quality of filter rod. In order to improve the quality control ability of filter rod circumference process of KDF-M molding machine， this paper improves the parts that affect the stability of filter rod circumference. By adding an auxiliary paper edge regulator， the paper edge runs smoothly to ensure the stability of the circumference. By reducing the failure frequency of the torpedo roll， the supporting position is optimized and the circular fluctuation is reduced. By improving the clamping plate positioning screw， the circular instability caused by the displacement of clamping plate is reduced. Designed ODM special cleaning tools can quickly and thoroughly remove crusts and improve the accuracy of circumferential detection. The results show that the above improvement method has successfully improved the CPK value of the filter rod circumference， thus ensuring the quality of the cigarette.

Keywords： KDF-M filter rod forming machine; circumferential CPK value; equipment improvement; quality control; circumferential stability

濾棒作為煙支卷制的重要材料，對(duì)卷煙內(nèi)在質(zhì)量、物理質(zhì)量均影響顯著[1]。圓周是煙用濾棒的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，主要影響濾棒自身吸阻的穩(wěn)定性，進(jìn)入卷煙環(huán)節(jié)，濾棒圓周的穩(wěn)定將影響漏氣煙的產(chǎn)生、水松紙搓接等[2-4]。李旭等[5]基于KDF4濾棒成型機(jī)，通過(guò)開(kāi)展煙槍加熱溫度、施膠量、布帶位置全因子試驗(yàn)，尋找最優(yōu)的參數(shù)組合，進(jìn)而提高濾棒圓周達(dá)標(biāo)率。喻濤等[6]為解決KDF4濾棒成型機(jī)組中光學(xué)直徑檢測(cè)裝置（ODM）因積膠、積塵而影響濾棒條圓周檢測(cè)精度等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套濾棒條清潔裝置。上述文獻(xiàn)針對(duì)KDF4型等單煙槍成型機(jī)圓周穩(wěn)定性的研究較多，針對(duì)KDF-M雙煙槍濾棒成型設(shè)備圓周穩(wěn)定性未見(jiàn)顯著研究。

1" 問(wèn)題分析

KDF-M濾棒成型機(jī)是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的雙煙槍濾棒成型設(shè)備，生產(chǎn)速度可達(dá)1 000 m/min[7-8]。該設(shè)備產(chǎn)品圓周波動(dòng)較大，存在較大的質(zhì)量隱患。濾棒圓周達(dá)標(biāo)率按照本廠的CPK要求，達(dá)標(biāo)率較低，已經(jīng)嚴(yán)重影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量。

據(jù)過(guò)去一年來(lái)對(duì)3臺(tái)KDF-M濾棒成型機(jī)各月的在線濾棒圓周數(shù)據(jù)進(jìn)行CPK值計(jì)算，得出各月圓周CPK值在1.00～1.33之間，年均值在1.15左右。目前車間KDF-M機(jī)型濾棒圓周CPK標(biāo)準(zhǔn)值為大于等于1.16，說(shuō)明在生產(chǎn)過(guò)程中圓周控制不穩(wěn)定，極大地影響了濾棒質(zhì)量。

因圓周不符合標(biāo)準(zhǔn)而報(bào)廢的殘次品，會(huì)導(dǎo)致車間生產(chǎn)物耗增加，嚴(yán)重影響車間的考核指標(biāo)，使車間甚至工廠的經(jīng)濟(jì)效益受到損失，同時(shí)使消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的滿意度下降[5]。為進(jìn)一步做好精細(xì)化質(zhì)量管理，提升KDF-M濾棒成型機(jī)圓周CPK值將有效提高圓周合格率，減少設(shè)備維修的停機(jī)時(shí)間，應(yīng)切實(shí)有效地落實(shí)部門對(duì)濾棒質(zhì)量方面的考核。

2" 改進(jìn)方法

針對(duì)造成KDF-M機(jī)型濾棒圓周不穩(wěn)定的主要原因，對(duì)其相關(guān)問(wèn)題部位進(jìn)行了如下優(yōu)化，以提高濾棒圓周CPK值。

2.1" 加裝紙邊輔助調(diào)節(jié)器

KDF-M成型機(jī)長(zhǎng)期存在紙邊波動(dòng)大，是因?yàn)樵械膶?dǎo)紙板僅能起到限制紙帶的徑向運(yùn)動(dòng)的作用，調(diào)節(jié)范圍較小從而導(dǎo)致圓周不穩(wěn)，為解決此問(wèn)題，改進(jìn)措施如下。

第一，對(duì)原有導(dǎo)紙板進(jìn)行改造，研制紙邊輔助調(diào)節(jié)器，提高紙邊的運(yùn)行穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)范圍。紙邊輔助調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)是由支撐件、紙導(dǎo)向器等部分構(gòu)成。其中，支撐件由固定塊、彈簧及調(diào)節(jié)螺栓構(gòu)成。紙導(dǎo)向器由上方的中線膠感應(yīng)板、下方的紙導(dǎo)向板及兩側(cè)的擋片構(gòu)成，如圖1所示。

第二，安裝后在運(yùn)行中，通過(guò)旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓使紙導(dǎo)向器軸向運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)紙導(dǎo)向板中的紙帶軸向運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)紙邊位置，增大紙邊的調(diào)節(jié)范圍，從而保障圓周穩(wěn)定性。

2.2" 優(yōu)化魚(yú)雷輥支撐位置

為解決魚(yú)雷輥軸承損壞頻次高和魚(yú)雷輥位置發(fā)生偏移造成圓周波動(dòng)大和爆口等質(zhì)量問(wèn)題，結(jié)合穿紙器結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

通過(guò)反復(fù)分析和討論，原因：一是穿紙器結(jié)構(gòu)過(guò)于繁瑣，積膠積垢難以處理，支撐位置變化，導(dǎo)致魚(yú)雷輥位置發(fā)生偏移;二是魚(yú)雷輥位置調(diào)整間隙小。改進(jìn)措施如下。

第一，魚(yú)雷輥位置支撐件結(jié)構(gòu)過(guò)于繁瑣，去除原有的穿紙器、壓縮氣缸等機(jī)構(gòu)，采用最簡(jiǎn)單的支撐塊來(lái)固定魚(yú)雷輥，先通過(guò)2顆M8的鎖緊螺釘將支撐塊固定在機(jī)器外壁上，再通過(guò)2顆M5的鎖緊螺釘將魚(yú)雷輥軸固定，從而固定魚(yú)雷輥，簡(jiǎn)化魚(yú)雷輥的支撐部件。

第二，魚(yú)雷輥位置調(diào)整間隙小，在原有的魚(yú)雷輥軸上增加一個(gè)偏心軸，增大魚(yú)雷輥高低位置的調(diào)整間隙，如圖3、圖4所示。

2.3" 改進(jìn)壓板定位螺絲

為避免KDF-M濾棒成型機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中由于設(shè)備震動(dòng)導(dǎo)致壓板定位螺絲、緊固螺絲松動(dòng)，造成壓板位移后圓周波動(dòng)大的問(wèn)題。通過(guò)在壓板上標(biāo)定位線，在定位螺絲的不規(guī)則圓環(huán)上標(biāo)記三角形，二者對(duì)齊，通過(guò)相對(duì)位置防止定位螺絲松動(dòng)，主要改進(jìn)措施如下。

第一，通過(guò)統(tǒng)計(jì)、觀察KDF-M機(jī)臺(tái)連續(xù)2天的在線數(shù)據(jù)，挑選出其中圓周穩(wěn)定的設(shè)備。

第二，由責(zé)任機(jī)臺(tái)修理組負(fù)責(zé)當(dāng)班設(shè)備，連續(xù)2天對(duì)壓板定位螺絲、緊固螺絲進(jìn)行緊固，詳細(xì)記錄，做到可溯源、可恢復(fù)，并再次觀察該設(shè)備在線數(shù)據(jù)。當(dāng)后2天圓周與前2天對(duì)比無(wú)明顯差別的執(zhí)行第3步。

第三，用紅色記號(hào)筆在定位螺絲所在壓板的正后方，垂直于濾棒條方向，標(biāo)記紅色定位線。

第四，以紅色定位線為基準(zhǔn)線，在定位螺絲表面的不規(guī)則圓環(huán)上，標(biāo)記紅色三角形，讓三角形一個(gè)角統(tǒng)一對(duì)其基準(zhǔn)線。

第五，依次對(duì)主壓板、輔壓板上的定位螺絲標(biāo)記。為方便標(biāo)記，可用薄塑料板制作模具，包括4號(hào)、3號(hào)內(nèi)六角螺母模具，定位線模具，利用模具的缺口直接標(biāo)記。為防止標(biāo)記模糊，可考慮刷油漆或用不掉色的記號(hào)筆標(biāo)記。

第六，當(dāng)后2天圓周明顯變差時(shí)，恢復(fù)壓板定位螺絲、緊固螺絲原狀，并重復(fù)三、四、五步驟。

第七，若該設(shè)備數(shù)月后確實(shí)需要調(diào)整壓板，逐一調(diào)整前道或后道，穩(wěn)定后，再更換新的定位螺絲、標(biāo)記。

對(duì)8顆定位螺絲標(biāo)記，白圈內(nèi)為定位螺絲對(duì)，其中一顆的標(biāo)記，如圖5所示。

通過(guò)定位螺絲上的三角形與定位線的角度，可一眼識(shí)別定位螺絲是否松動(dòng)，防止壓板位移，避免出現(xiàn)壓板位移對(duì)圓周的危害，穩(wěn)定圓周，提高設(shè)備效率，降低消耗。

2.4" 設(shè)計(jì)ODM專用清潔工具

為提高ODM在線檢測(cè)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，研制ODM專用清潔工具，能夠快速有效清除ODM通道積垢，保障圓周的調(diào)節(jié)，提高圓周CPK值，提升濾棒質(zhì)量。改進(jìn)措施如下。

第一，如圖6所示，ODM由輸入段組件、測(cè)量傳感器以及輸出段導(dǎo)向管等組成[6]。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，濾棒條1依次經(jīng)過(guò)輸入段組件2、測(cè)量傳感器3和輸出段導(dǎo)向管4。

第二，設(shè)計(jì)ODM專用清潔工具，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖7所示。清潔工具由手柄、柔性連接管和鉆花3部分組成。根據(jù)ODM通道大小，鉆花設(shè)計(jì)直徑為8 mm。

第三，使用時(shí)，先將鉆花插入ODM通道內(nèi)，邊轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，邊將鉆花旋出通道，在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)鉆花清除積垢，鉆花旋出時(shí)將積垢帶出。

3" 效果驗(yàn)證

對(duì)以上主要部位進(jìn)行優(yōu)化改善后，通過(guò)提取車間11號(hào)、12號(hào)、13號(hào)KDF-M成型機(jī)改進(jìn)前后3個(gè)月的綜合測(cè)試臺(tái)在線檢測(cè)數(shù)據(jù)[9]，計(jì)算出各班各機(jī)各月圓周CPK值，得出表1。

由表1分析可知，改進(jìn)前3個(gè)月有12組未達(dá)1.16的標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)后僅有2組未達(dá)標(biāo)。1班11號(hào)、13號(hào)和2班13號(hào)在改進(jìn)前3個(gè)月的圓周CPK均值為1.158、1.155、1.107未達(dá)標(biāo)，改進(jìn)后達(dá)到1.190、1.176、1.243有著大幅提升。此外其余班次、各機(jī)的3個(gè)月圓周CPK均值在改進(jìn)后均有提升。因此通過(guò)上述部位的優(yōu)化改善后，不僅能有效地穩(wěn)定圓周，還對(duì)提高設(shè)備設(shè)備效率，降低消耗也有較大的改善。

為更進(jìn)一步驗(yàn)證圓周CPK值提升效果，在改進(jìn)完畢后對(duì)3臺(tái)KDF-M成型機(jī)進(jìn)行了一年的跟蹤驗(yàn)證，計(jì)算出各月圓周CPK值得出在1.155至1.412之間，年均值在1.165左右，相較于前一年有著明顯提升。按照工廠KDF-M機(jī)型的圓周CPK要求，各機(jī)達(dá)標(biāo)率顯著提高，有效地保障了卷煙產(chǎn)品質(zhì)量。

4" 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)KDF-M機(jī)型濾嘴棒圓周過(guò)程能力指數(shù)（CPK值）的提升進(jìn)行研究，本文結(jié)合濾棒生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)原理分析出造成濾棒圓周不穩(wěn)的原因，并通過(guò)設(shè)備改造，有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整，利用其工作原理進(jìn)行一一攻關(guān)，不僅使設(shè)備運(yùn)行更順暢，設(shè)備效率得到提升，還極大地提高了濾棒圓周合格率，對(duì)圓周不穩(wěn)造成的不合格剔除、報(bào)廢以及原輔料浪費(fèi)都大幅減少，對(duì)工廠“提質(zhì)降耗、降本增效”的目標(biāo)大步邁進(jìn)。圓周穩(wěn)定性的提高對(duì)濾棒生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要，在未來(lái)的研究和實(shí)踐中，應(yīng)不斷探索創(chuàng)新，優(yōu)化濾棒其他物理指標(biāo)的控制，以滿足不斷變化的生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳良元，王瑞華，李善蓮.2006—2007年煙草工藝學(xué)科研究發(fā)展報(bào)告[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2006，14（5）：74.

[2] 郁忠康.卷煙濾嘴制造與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994.

[3] 楊厚民.濾嘴的理論與技術(shù)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1994.

[4] 費(fèi)翔.濾棒成型工專業(yè)知識(shí)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2012.12.

[5] 李旭，宋韜，范霞萍，等.提高KDF4濾棒圓周達(dá)標(biāo)率的措施[J].設(shè)備管理與維修，2022（19）：62-63.

[6] 喻濤，楊國(guó)志，王江龍，等.KDF4濾棒成型機(jī)組濾棒條清潔裝置的設(shè)計(jì)[J].煙草科技，2023，56（7）：105-112.

[7] 德國(guó)HAUNI公司.KDFM濾棒成型機(jī)操作手冊(cè)[Z].

[8] 德國(guó)HAUNI公司.KDFM濾棒成型機(jī)維修手冊(cè)[Z].

[9] 衷志剛，李興緒，孫泉利.濾棒圓周估計(jì)及控制方法探討[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2015（13）：86-89.

第一作者簡(jiǎn)介：卞慈媛（1995-），女，助理工程師。研究方向?yàn)楣に囐|(zhì)量管理。

*通信作者：唐紫瑋（1990-），女，碩士，助理工程師。研究方向?yàn)楣に囐|(zhì)量管理。